操作规程合成岗位.docx
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操作规程合成岗位
Q/GJH
甘肃金昌化学工业集团有限公司企业标准
Q/GJH××CZ·××—2009
金化集团公司
合成作业区合成岗位操作规程
2009年月日发布2009年月日实施
甘肃金昌化学工业集团有限公司发布
前言
为了使合成岗位操作有章可循，操作标准科学、合理，标准执行系统、规范，最大程度地使本岗位设备保持长周期、安全、稳定运行，达到安全、稳定的目的，特制定本操作规程。
本规程是金化集团公司合成作业区合成岗位设备操作的技术标准，凡是关系到本岗位设备操作与管理均遵从此规程。
本规程适用于本岗位的操作人员以及公司各级相关的技术人员、管理人员。
金化集团总工程师办公室
目录
1范围………………………………………………………………4
2目的………………………………………………………………4
3岗位说明书………………………………………………………4
4生产原理…………………………………………………………6
5工艺流程…………………………………………………………8
6主要设备一览表…………………………………………………11
7工艺指标…………………………………………………………14
8开停车操作程序…………………………………………………15
9正常操作控制程序………………………………………………19
10不正常情况及处理………………………………………………21
11岗位相关计算……………………………………………………22
12岗位存在的主要危险因素辨识…………………………………25
13安全环保和职业卫生危害防护…………………………………31
14附表及附图………………………………………………………34
15参考读物…………………………………………………………34
合成岗位操作规程
1范围
本规程是金化集团公司合成作业区合成岗位设备操作的技术标准，规范了岗位人员工作职责。
凡是关系到本岗位设备操作与管理均遵从本规程。
2目的
为使本岗位设备操作有章可循，操作标准科学、合理，标准执行系统、规范，最大程度地使本岗位设备保持长周期、安全、稳定运行，达到安全、稳定的目的，特制定本操作规程
3岗位说明书
编号：
Q/GJHGZ.14-460-2009
岗位
名称
合成岗位
所在
部门
合成作业区
直接上级
工长
直接下级
定员人数
工作职责
岗位任务：
本岗位的任务是将合格的按一定比例混合的氢气、氮气在所适宜的温度、压力条件下，借助触媒的催化作用生成合成氨，并将合成氨送往氨库共碳铵或其他氨加工使用，同时回收利用部分反应热、副产蒸汽，以达到节能目的。
1、熟知本岗位的工艺流程、反应原理、设备规格型号和性能，以及仪表显示意义和正常操作要点。
2、严格遵守岗位责任制，岗位操作规程，安全技术操作规程，严格遵守劳动纪律，严格控制各项工艺指标，精心操作，稳定工艺，做到安全、高产、优质、低耗。
3、严格执行公司、作业区制定的有关规章制度和管理办法，严格执行岗位交接制度和巡回检查制度。
4、认真进行班前检查，掌握岗位的生产负荷，清楚主要工艺指标的执行情况及运转或静止设备的相关情况，翻转巡检牌，负责岗位定置管理和运转设备的维护保养，即防冻、保温、紧固、清除泄露、除垢、润滑、加油以及开停车。
5、服从当班调度和工长的指挥，加强与相关岗位的工作联系，按时认真填写报表、记录、岗位交接班本。
6、严格安全文明生产，严格执行“双包机制”和“区域卫生”清洁工作，搞好节能降耗，消除跑、冒、滴、漏，会使用消防灭火器材，防毒面具，并经常检查和保养。
7、有权抵制违章指挥，制止违章作业，禁止非岗位人员乱动本岗位阀门、仪表、电器、灭火器等。
8、生产不正常时，应积极调整并及时向班长和调度报告，事故状态下要坚守岗位、正确判断、果断处理，紧急状态下有权先停止设备运行，然后向班长汇报。
9、精心操作严格控制工艺指标。
10、按班核算当班产量和当班消耗，分析升降原因，以达到降低成本，节约费用，并及时公布。
11、搞好岗位建设，创造良好环境。
任职要求
学历要求：
中技或高中以上文化程度
专业技能要求：
具备化工工艺专业知识
经验要求：
在本岗位工作三年以上，熟悉所属岗位工艺流程，及反应原理。
能力要求：
具有一定创新意识，对所属岗位出现突发事件有一定应对能力。
3.1合成岗位应掌握制度：
1、现场管理规定Q/GJHGL03·002—2008…………（03-9）
2、巡回检查管理规定Q/GJHGL03·003—2008…………（03-12）
3、作业区班组基础管理规定Q/GJHGL03·004—2008…………（03-14）
4、岗位基础建设管理规定Q/GJHGL03·005—2008…………（03-29）
5、责任减量考核办法Q/GJHGL06·002—2008…………（06-4）
6、安全核准制度Q/GJHGL05·005—2008…………（05-23）
7、进入厂区安全管理规定Q/GJHGL05·008—2008…………（05-32）
3.2需了解的制度：
1、违反公司规章制度的罚责规定Q/GJHGL03·011—2008…………（03-49）
2、安全生产责任制度Q/GJHGL05·001—2008…………（05-1）
3、进入受限空间作业安全管理规定Q/GJHGL05·020—2008…………（05-77）
4、检修安全管理制度Q/GJHGL05·009—2008…………（05-34）
5、压力容器安全管理制度Q/GJHGL05·014—2008…………（05-59）
6、员工考勤管理制度Q/GJHGL14·005—2008…………（14-22）
7、劳动合同管理制度Q/GJHGL14·003—2008…………（14-12）
4生产原理
4.1主要物料性质
物料名称
组分（%）
温度（℃）
压力（MPa）
H2
N2
CH4
NH3
循环气
56
23.5
18
2.5
60
31.4
氢气性质：
（物理性质）氢气是无色并且密度比空气小的气体（标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多）。
另外，在101千帕压强下，温度-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体；-259.1℃时，变成雪状固体。
（化学性质）①可燃性发热量为液化石油气的两倍半。
在空气中爆炸极限为4.1～75.0%（体积）。
燃烧时有浅蓝色火焰。
②常温下性质稳定，加热时能与多种物质反应，如与活泼非金属生成气态氢化物；与碱金属、钙、铁生成固态氢化物。
③还原性，能从氧化物中热还原出中等活泼或不活泼金属粉末。
氮气性质：
（物理性质）单质氮在通常状况下是一种无色无味的气体，在标准状况下的气体密度是1.25kg/m3，熔点63K,沸点75K，临界温度为126K，它是个难于液化的气体。
在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0.02体积的N2。
氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。
氨的理化性质
4.1.1氨在常温常压下为具有特殊刺激性臭味的无色有毒气体，比空气轻。
氨在常温下稳定，但是在高温下可分解成氢和氮。
一般在一个大气压下450-500℃时分解，如果有铁、镍等催化剂存在，可在300℃时分解。
2NH3≒3H2+N2
4.1.2氨的分子量为17.031，标准状态下沸点为-33.35℃，临界温度为132.4℃，临界压力为1127Kpa，临界比容为4.130L/kg，标准状态下凝固温度为-77.7℃。
4.2反应原理
4.2.1合成气中的氢气和氮气反应按下式进行：
3H2+N2≒2NH3+92.4kJ
这是一个可逆的、放热和体积缩小的化学反应，要在催化剂存在的条件下才能较快进行。
如果没有催化剂，即使温度在700～800℃和压力在100～200MPa时，反应仍然进行的极慢。
从化学平衡的角度看，提高温度和压力，有利于化学反应平衡向生成氨的方向移动。
因此，合成氨反应的操作宜在高温、高压下进行。
但温度和压力的提高，要考虑催化剂的耐热温度和设备的承压能力。
4.2.2反应温度
氨合成化学反应的速度，随着温度的升高而显著加快。
催化剂在使用初期活性较强，反应温度可维持低一些，催化剂在反应后期活性减退，反应温度可维持较高，另外最适宜的温度还和压力、空速等有关。
4.2.3反应压力
在高压条件下，因气体体积缩小，氢、氮分子间的距离也会随之缩短，分子间碰撞的机会和次数增多，合成氨反应速度加快。
对反应的平衡或反应速度来讲，提高压力对氨的合成有利。
4.2.4空间速度
在一定的温度、压力条件下，增大空速，也就是加快气体通过触媒层的速度，会使气体与触媒接触的时间缩短，出塔气体中的氨含量降低。
但随着空速的增大，单位时间内气体的循环次数增多，生产能力也随之增加。
4.2.5气体成分
要增加氨产量，不但要提高氢氮气含量，减少惰性气的比例，而且要有合适的氢氮比。
在非平衡氨合成反应状态下，适当增加氮气的分压，对触媒吸附氮的速度有利，因为氮的活性吸附是氨合成反应过程中的控制步骤。
降低循环气中的氨含量，降低精炼气中CO、CO2有毒气体含量，对合成氨反应有利。
5工艺流程
5.1φ1000合成工艺流程叙述（带控制点工艺流程图见附图）
由压缩送来的合格新鲜气通过补充气阀，进入补充气油分，分离油水后，然后与冷交一次出口气汇合，进入氨冷器，利用液氨蒸发吸热原理，降低气体温度，并使大量的气氨冷凝为液氨，同时也使新鲜气中夹带的油、水及微量气CO、CO2被冷凝的液氨包裹分离，使气体得到进一步净化。
从氨冷器出来后的气液混合物进入冷交二进，先分离其中的液氨，再与冷交一进气体换热提温。
提温后的气体从冷交二次出口出来后分三路：
一路进入合成塔一进，沿外筒与内筒环隙自上而下，由塔下一次出口出塔。
第二路称为系统总复线，这路气直接与氨分出口气体汇合后进入循环机，主要起到降低合成塔负荷，调节触媒层温度的作用；第三路称为f3冷激，由塔上部送入合成塔起到对第二径向层触媒温度的调节作用。
出来后的气体送塔外换热器与塔外换热器二进的气体换热后由一次出口出来后分四路：
第一路，称为主路气体，由合成塔二进进入塔下换热器，与合成塔径向出口气体换热后进入中心管直接进入第一轴向层进行氢气与氮气的氨合成反应。
第二路，称为f1冷激，由塔上部送入合成塔1#分布器与第一轴向层出口气体合并进入第二轴向层，起到对第二轴向层的触媒温度调节作用。
第三路，称为f2冷激，由塔上部送入合成塔2#分布器，与合成塔第二轴向出口气体合并进入第一径向层，起到对第一径向层触媒温度的调节作用。
第四路，称为塔下副线，由合成塔底部直接进入中心管与主路气体混合进入第一轴向层进行反应。
进入第二轴向层时，四路气体已全部合并。
气体出第二轴向层经层间换热器降温后，进入径向层。
从径向层出来后再进塔下换热器。
降温后的合成塔气体进入废热锅炉副产蒸汽，之后气体进塔外换热器二进，进一步降低温度，再进入水冷器，从水冷器出来后的气体已有一部分气氨被冷凝成液氨，再经氨分分离后液氨送往液氨贮槽，被分离后的气体进入循环机，由循环机提压后进入油分，从油分出来后进冷交一进与冷交二进气体换热降温后，出来与新鲜气汇合进氨冷器循环合成氨。
5.2φ1400合成工艺流程叙述（带控制点工艺流程图见附图）
自压缩六段来的新鲜气，经过合成油分离器分离油水后和冷交一出的循环气混合，进入氨冷器冷却降温后，从氨冷器下部出来后进入冷交二进，在冷交下部分离液氨并洗涤新鲜气带入的杂质，然后进入冷交上部列管外，冷却冷交一进的气体，再从冷交二出出来，气体分两路：
一路进入合成塔一进，经塔内外筒环隙下行，自合成塔一出出来后又分成两路：
一路作为冷激气从合成塔上部进入冷激复线f3去冷却第一径向层的热气体，第二路去塔外换热器；另外一路和塔一出气体汇合后去塔外换热器，气体在塔外换热器提高温度后分四路进入合成塔：
第一路，主要气体经合成塔二进进入塔下换热器管外与塔出口的高温气体换热，继续调高温度后从中心管上去进入触媒层进行合成反应；
第二路，作为冷激气从塔上部进入第一冷激复线f1冷却一轴的热气体；
第三路，作为冷激气从塔上部进入第二冷激复线f2冷却二轴的热气体；
第四路，作为冷激气从塔上部进入塔上复线f0冷却一轴的进气温度。
反应后的气体进入塔下换热器管内和进塔的二进气体换热后自塔二出出来后进入锅炉副产蒸汽，从锅炉出来的气体进入塔外换热器二进，自塔外换热器二出出来的气体进入水冷器冷却降温，然后进入氨分分离液氨后，进入循环机提高压力，气体进入冷交一进利用冷交二进气体的冷量冷却气体，温度降低的气体自冷交一出出来和新鲜气汇合进入氨冷器，开始下一个循环。
6主要设备一览表
表一：
（￠1000合成）
序号
设备名称
规格型号
数量
主体材质
1
氢氮气循环压缩机同步电机
进口缓冲器
出口缓冲器
型号：
ZD12-6/28-31.5型式：
对称平衡型二列M型。
进气压力：
27.96MPa出气压力：
31.4MPa生产能力：
6m3/min
N=630KWn=300rpm
设计压力=30MPaT设=60℃
容器类别：
Ⅲ
设计压力：
32MPa设计温度：
70℃
3
3
2
氨合成塔
触媒筐
下段换热器
上段换热器
筒体多层卷焊球底封头：
Ф内=1000δ=20H=17554设计压力：
31.4MPa设计温度：
筒体≤200℃一次出口≤408℃
Ф932×16H=1085冷管规格Ф44×231Ф29×21Ф22×1冷管数量：
n=62根冷却面积：
F=71.5m2，触媒体积：
5.15m3比传热面积：
13.9m2/m2触媒设计压力：
1.764MPa工作温度：
管内-56~100℃管间35-150℃列管规格：
Ф10×1.5n=3162根换热面积：
F=201m2，设计压力：
1.764MPa工作温度：
管内475~375℃管间150~250℃
列管规格：
Ф10×1.5n=3162根
换热面积：
F=201m2。
1
16MnR
3
电加热器
热电偶管
三相电炉丝：
Ф10L=107.925功率：
700KW电压：
0~620V
比功率：
137KW/m3Ф39×9n=2根
1
2
4
废热回收器
Ф内=1800/1400δ=16/18L=7519内装U形管：
Ф24×6n=91工作压力：
壳程1.275MPa管程31.4MPa工作温度：
10.4~225℃传热面积：
F=70m2，蒸汽产量：
~8T/h
1
-9645~3373
5
水冷器
套管式换热面积F=338m2，工作压力：
管程31.4MPa壳程0.59MPa，工作温度：
管程100~33℃壳程28~35℃，外管：
Ф133×4内管：
Ф83×15
2
20G
6
冷凝塔
外筒
内件
多层钢板卷焊，Ф内=800δ=100H=9926设计压力：
31.4MPa工作压力：
0.98MPa列管换热器位于筒体上部F=325m2列管：
Ф14×2L=5917n=1252氨分离器与除渣器位于筒体下部，工作温度：
管程20~50℃壳程-5~35℃，
1
16MnR
20MnMo
7
氨蒸发器
立式联箱列管式Ф内=1600
δ=12H=8720内设Ф24×6列管n=706根F=325m2工作压力：
31.4MPa壳程：
1.57MPa工作温度：
管程2~20℃壳程：
-10℃
1
16MnR
15MnV
8
氨分离器
筒体为多层卷焊Ф内=800
δ=102H=4976内件：
螺旋分离装置及滤油镀锌铁丝网罩工作压力：
31.4MPa工作温度：
30~50℃
1
16MnR
20MnMo
9
油分离器
筒体为多层卷焊Ф内=800
δ=102H=4976内件：
螺旋分离装置及滤油镀锌铁丝网罩工作压力：
31.4MPa工作温度：
30~50℃
1
16MnR
10
气氨分离器
Ф内800×3221×6P=0.3~0.35MPaT=-5~-10℃
1
20R
11
油回收器
Ф内500×1584×8常压工作温度：
设备内60℃蛇管内160℃内装填料：
拉西环Ф25×25×0.8乱堆
1
20R
12
放空罐
Ф内600×1762×6P=0.8MPaT=15~35℃
1
20R
13
塔外换热器
Ф805δ=102V=515m3设计压力：
32MPa最高工作压力：
29.4MPa设计温度：
52~200℃221~89℃介质：
N2H2NH3CH4Ar
1
16MnR
20MnMo
14
30T防爆桥式起重机
起升电机
小车运行电机
打车运行电机
起重量：
32T最大起升高度：
38m大车轨距：
7m小车轨距：
2m轻级（A3）工作制
环境温度：
常温有H2N2气
N=22KWn=718rpm
N=2.2KWn=965rpm
N=2.2KWn=965rpm
操作方式：
地面操作
1
1
1
1
15
16/3.2防爆桥式起重机
起重量16/3.2T起升高度：
16/18m跨度：
13.5m工作级别：
A3环境温度：
常温有H2N2气电机总功率：
24.3/6.25KW
1
表二：
（￠1400合成）
序号
设备名称
规格型号及技术参数
数量
主体材质
1
DCS控制系统
JX-33XP
1
2
Φ1400合成塔内件
Φ1400,设计压差:
1.0MPa;工作温度:
360℃～530℃（触媒筐）；480℃～35℃（下部换热器）；物料介质：
H2，N2，NH3，CH4,Ar等；列管：
Φ10×1.5换热面积:
（中径）183.2m2。
1
0Cr18Ni9
3
Φ1400合成塔外壳
内径Φ1410×158mm,H=19105mm结构形式:
多层,（158=26+12×11）,Ⅲ类;设计压力：
壳程（壳体）31.4MPa；设计温度：
壳程（壳体）筒体200℃、底部四通400℃；容积：
24.8m3，工作介质：
壳程（壳体）H2,N2,NH3,Ar,CH4
1
16MnR20MnMoIV
4
140M2废热回收器
Φ2200×26mmL=7715mm；结构形式:
单层，Ⅲ类，换热面积:
140（中径）M2；设计压力:
壳程（壳体）2.35MPa，工作压力:
（1.27~2。
16）Mpa。
管程（夹套）31.4MPa;设计温度:
壳程（壳体）233.5℃,管程（夹套）380℃;工作介质:
壳程（壳体）H2O蒸汽管程（夹套）H2,N2,NH3,Ar,CH4。
换热管规格：
Φ24×6。
1
16MnR
0Cr18Ni9
5
热交换器外壳
内径Φ1010×114（18+12*8）mm;H=11047mm。
结构形式:
多层;Ⅲ类;设计压力：
壳程（壳体）31.4MPa；设计温度：
壳程（壳体）筒体180℃、底部三通250℃;容积：
6.28m3，工作介质：
壳程（壳体）H2,N2,CH4,NH3,Ar
1
16MnR20MnMoIV
6
热交换器内件
Φ1000,工作压差：
≤1.2MPa；设计压差:
1.2MPa;工作温度:
（上段）200～120℃,（下段）240～200℃.设计温度（上段）200℃,（下段）240℃;换热面积:
720（中径）M2。
工作介质：
H2，N2，NH3，CH4,Ar等；换热管规格：
Φ10×1.5（0Cr18Ni9）。
1
16MnR
0Cr18Ni920#
7
补充气油分离器内件
Φ（内）764×8,工作压差:
≤0.2MPa,设计压差:
0.2MPa;工作温度:
≤50℃;设计温度:
50℃,工作介质：
H2,N2,CH4,Ar。
1
Q235B
8
补充气油分离器外壳
Φ800×92,H=6590mm，结构形式：
多层，92=（20+8×9），容积:
2.5M3,Ⅲ类，工作压力:
31.4MPa;设计压力:
31.4MPa；工作介质：
H2,N2,CH4,CH3OH,CO,CO2,Ar。
工作温度:
≤50℃,设计温度:
50℃。
1
16MnR
9
冷交换热器外壳
Φ1000×114mmH=15794mm；Ⅲ类.容积:
11M3.结构形式:
多层114=（24+10+10×8）设计压力:
壳程31.4MPa：
设计温度:
壳程-10℃;工作压力:
壳程31.4MPa：
工作介质:
H2,N2,CH4,NH3，Ar。
1
16MnR
10
冷交换热器内件
内径:
上段换热器Φ906×6mm;分离筒体Φ950×10mm;换热管规格:
Φ14×2（20#）,换热面积：
540M2（中径）；设计压差：
管程、壳程∠0.2MPa；设计压差：
管程、壳程0.2MPa；工作温度：
管程42～20℃、壳程-10～32℃；设计温度：
管程45℃、壳程35℃；工作介质：
H2,N2,CH4,NH3,Ar
1
16MnR20#（换热管）
11
氨分离器外壳
Φ1000×112H=7515mm,多层;112=（22+10×9）,容积:
4M3Ⅲ类。
工作压力:
31.4MPa；设计压力:
31.4MPa；工作温度:
≤35℃,设计温度:
50℃,工作介质：
H2,N2,CH4,NH3,Ar
1
16MnR20MnMoIV
12
氨分离器内件
Φ（内）960×10;工作压差:
0.2MPa；设计压差:
0.2MPa：
工作温度:
≤50℃；设计温度:
50℃；工作介质：
H2,N2,CH4,NH3,Ar
1
Q235B
13
卧式氨冷凝器
Φ2200×24mmH=9870mm；Ⅲ类.换热面积:
500（中径）M2最高工作压力:
壳程2.2MPa管程31.4MPa：
设计压力:
壳程2.5MPa管程31.4MPa;设计温度:
壳程-15℃,管程-15℃;工作温度:
壳程-15～30℃,管程30～-10℃;工作介质:
壳程液氨、气氨；管程氨合成气（NH3）。
1
16MnR20#（换热管）
14
循环气油分离
Φ800×92H=6135mm,多层;92=（20+8×9）,容积:
2.5M3Ⅲ类。
工作压力:
31.4MPa；设计压力:
31.4MPa；工作温度:
≤50℃,设计温度:
50℃,工作介质：
H2,N2,CH4,CH3,Ar
1
16MnR
15
F=400M2套管式水冷器
换热面积:
400×2（外径）M2，设计压力:
内管程Dg5032.0MPa，管程0.6MPa;设计温度:
内管程200℃,管程60℃;工作介质:
（内管程）NH3,N2,H2,CH4；（管程）水，
1
20#
16
循环气压缩机
型号;DZW-3.5/280-320型循环气压缩机形式：
对置式排气量;3.5m3/min吸入压力：
28Mpa排出压力：
31.4Mpa轴功率：
300KW活塞行程280mm转速;267r/min功率：
315KW
1
17
塔外换热器
PN：
32DN：
1000设计压力：
31.4Mpa工作压力≦31.4Mpa设计温度：
筒体180℃下段250℃工作介质：
N2、N2、NH3、CH4、Ar
1
7主要工艺指标
序号
工艺指标名称
单位
指标
类别
1
触媒层热点温度
℃
485±10
A
2
氢氮比指
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