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7．合成
合成單元正常生產(chǎn)中主要操作參數(shù)有：溫度、壓力、循環(huán)氣流量、氫氮比、惰性氣含量、氨含量等。生產(chǎn)中不正?，F(xiàn)象常見的有：系統(tǒng)壓力過高、催化劑床層溫度過低、合成塔壓差大、泄漏及合成塔內(nèi)件損壞等。其中，以合成塔內(nèi)件損壞造成的事故損失大，停車時(shí)間長。如某化肥廠1979年及1980年兩年間，合成塔大蓋密封因設(shè)計(jì)缺陷發(fā)生10次泄漏。又如某化肥廠，合成塔內(nèi)件因設(shè)計(jì)缺陷及升溫過快，兩次造成合成塔內(nèi)件損壞，被迫停車檢修。生產(chǎn)中存在的危險(xiǎn)因素及預(yù)防措施見表7—16。
(四)設(shè)備防腐
合成氨裝置設(shè)備存在H2S腐蝕；脫碳溶液腐蝕；高溫高壓下氫、氮腐蝕；循環(huán)冷卻水對(duì)冷換設(shè)備的腐蝕以及大氣腐蝕等。其中，脫碳溶液和循環(huán)冷卻水對(duì)設(shè)備造成的腐蝕對(duì)生產(chǎn)影響最大。下面重點(diǎn)介紹：
1．脫碳系統(tǒng)設(shè)備腐蝕及防護(hù)
二氧化碳脫除系統(tǒng)，采用熱鉀堿液作吸收劑，由于含C02的熱鉀堿液對(duì)設(shè)備腐蝕性比較強(qiáng)烈，故采用添加偏釩酸鹽作為緩蝕劑。釩緩蝕劑的緩蝕機(jī)理是靠V+5的氧化作用生成r—Fe303保護(hù)膜。熱鉀堿液的腐蝕還與溫度有關(guān)，溫度越高，腐蝕速率越快。
生產(chǎn)中，如熱鉀堿液中總釩及五價(jià)釩含量控制過低，會(huì)造成設(shè)備腐蝕加快。1977年某化肥廠，脫碳系統(tǒng)由于熱鉀堿液中總釩及五價(jià)釩長期偏低，有時(shí)V+5低到零，加上開停車頻繁。造成吸收塔、再生塔、溶液泵等設(shè)備發(fā)生大面積腐蝕，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。脫碳系統(tǒng)設(shè)備中，脫碳再沸器操作溫度最高，溶液溫度達(dá)114—120℃。因此，再沸器易發(fā)生設(shè)備腐蝕。在投運(yùn)初期，各廠都發(fā)生過再沸器腐蝕穿孔泄漏事故。某化肥廠脫碳再沸器在1979年至1980年二年間，共發(fā)生8次腐蝕穿孔，被迫停車檢修。生產(chǎn)過程中，應(yīng)重視脫碳設(shè)備的防腐工作，嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)，防止違章作業(yè)。主要防范措施：
(1)嚴(yán)格控制操作溫度，防止超溫運(yùn)行。
(2)嚴(yán)格控制熱鉀堿液中K20、總釩及V+5濃度，并保持在指標(biāo)范圍內(nèi)。
(3)開工作業(yè)中，按操作規(guī)程的要求，對(duì)脫碳系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)釩化及動(dòng)態(tài)釩化操作，并要確保釩化時(shí)間。
(4)嚴(yán)格控制升溫速率，防止升溫過快。
2．循環(huán)冷卻水對(duì)冷換設(shè)備的腐蝕及防護(hù)
循環(huán)冷卻水中，由于水中溶解有氧，水中還存在各種濃縮的離子如氯離子，加上細(xì)菌繁殖，常造成水冷器發(fā)生腐蝕與結(jié)垢。冷換設(shè)備結(jié)垢會(huì)降低傳熱效率，腐蝕會(huì)造成設(shè)備穿孔泄漏，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。
1977年至1979年三年期間，引進(jìn)的十一套大型合成氨裝置共發(fā)生重大停車事故307次。循環(huán)冷卻水引起的水冷器腐蝕泄漏有64臺(tái)次，其中更換了41臺(tái)次。因水質(zhì)問題，造成合成氨裝置停車有7次。
對(duì)冷換設(shè)備腐蝕的防護(hù)主要是改善循環(huán)水的水質(zhì)。各廠根據(jù)本地水源水質(zhì)情況，通過試驗(yàn)，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)添加適合的復(fù)合水穩(wěn)劑，以達(dá)到防腐蝕、防結(jié)垢、殺菌的目的。并結(jié)合大修，對(duì)冷換設(shè)備進(jìn)行腐蝕情況檢查和清洗，以減緩設(shè)備腐蝕并采取防腐蝕措施。
(五)裝置聯(lián)鎖及其作用
裝置生產(chǎn)過程中會(huì)發(fā)生各種不正常情況，某些主要的工藝參數(shù)也可能偏離指標(biāo)值，當(dāng)偏離的程度及時(shí)間達(dá)到一定的限度，裝置會(huì)發(fā)生故障，甚至造成事故。為保證裝置運(yùn)行的安全和設(shè)備的安全，裝置設(shè)立了自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)聯(lián)鎖系統(tǒng)。
合成氨裝置設(shè)立的聯(lián)鎖系統(tǒng)分為兩個(gè)層次：
第一層次為單元聯(lián)鎖，每個(gè)生產(chǎn)單元設(shè)有一個(gè)單元聯(lián)鎖，每一臺(tái)壓縮一透平大機(jī)組設(shè)—個(gè)單元聯(lián)鎖。每個(gè)單元聯(lián)鎖又由主聯(lián)鎖和分聯(lián)鎖組成；
第二層次為系統(tǒng)聯(lián)鎖，由關(guān)鍵的工藝參數(shù)聯(lián)鎖報(bào)警點(diǎn)和單元聯(lián)鎖組成。
大型合成氨裝置一般有幾百個(gè)工藝參數(shù)自動(dòng)報(bào)警點(diǎn)，設(shè)有上百個(gè)聯(lián)鎖報(bào)警點(diǎn)和幾十套聯(lián)鎖系統(tǒng)。這些聯(lián)鎖設(shè)施可保證裝置生產(chǎn)運(yùn)行的安全，也可保護(hù)設(shè)備、催化劑免受損壞。但—旦聯(lián)鎖發(fā)生故障而發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)，又會(huì)造成裝置誤停車，影響正常生產(chǎn)。從引進(jìn)的合成氨裝置運(yùn)行初期，發(fā)生的設(shè)備事故統(tǒng)計(jì)數(shù)字(見表7—6)可以看出，儀表造成的停車次數(shù)為53次，占設(shè)備事故總次數(shù)的26．63％，位居第一位。事故發(fā)生的主要原因是因違章作業(yè)、維護(hù)不周、設(shè)計(jì)制造存在缺陷，引起聯(lián)鎖誤動(dòng)作而造成的。
由于裝置聯(lián)鎖多，而每套合成氨裝置的聯(lián)鎖設(shè)置又不盡相同。因此，下面僅介紹系統(tǒng)主聯(lián)的設(shè)置及其作用。
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作用：保護(hù)加熱爐爐管、催化劑以及后工序生產(chǎn)單元。
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作用：保護(hù)一段爐爐管、轉(zhuǎn)化及變換催化劑、廢熱鍋爐和后工序生產(chǎn)單元。避免催化劑中毒、結(jié)碳；爐管過熱損壞。
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作用：保護(hù)二段爐催化劑、工藝空氣壓縮機(jī)組及后工序生產(chǎn)單元。
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作用：防止吸收塔高壓工藝氣竄人再生系統(tǒng)，保護(hù)再生系統(tǒng)設(shè)備及甲烷化催化劑。
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作用：保護(hù)甲烷化催化劑以及合成單元。
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