DB37∕T 4023-2020 合成氨安全生产技术规范.doc
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1、ICS71.020G 09DB37山东省地方标准DB37/T 40232020合成氨安全生产技术规范2020 - 07 - 09发布2020 - 08 - 09实施山东省市场监督管理局发布目次前言III引言IV1范围12规范性引用文件13术语与定义14安全风险信息24.1合成氨工艺安全风险24.2主要设备设施安全风险24.3主要作业活动安全风险35工艺单元安全技术要求35.1一般要求35.2煤粉制备单元45.3煤气化单元45.3.1水煤浆、干煤粉气化安全技术45.3.2固定床无烟块煤(型煤)气化安全技术55.4气体净化单元55.4.1变换工艺安全技术55.4.2脱硫工艺安全技术65.4.3碳酸
2、丙烯脂脱碳工艺安全技术65.4.4变压吸附脱碳工艺安全技术65.4.5低温甲醇洗工艺安全技术65.4.6液氮洗工艺安全技术75.4.7“双甲”(粗甲醇、甲烷化、醇烃化)工艺安全技术75.5氨合成单元75.5.1氮氢气压缩安全技术75.5.2氨合成安全技术95.5.3冷冻工艺安全技术105.6液氨储运单元115.6.1液氨储运单元安全设施要求115.6.2存储作业安全要求115.6.3装卸作业安全要求126关键环节安全技术要求126.1合成氨生产装置试车安全技术要求126.2合成氨生产装置系统开停车安全技术要求136.3日常运行安全技术要求136.4特殊作业安全技术要求13前言本标准按照GB/T
3、 1.12009给出的规则起草。本标准由山东省应急管理厅提出并组织实施。本标准由山东安全生产标准化技术委员会归口。本标准起草单位:山东省化肥和煤化工行业协会、兖矿化工有限公司、山东华鲁恒升化工股份有限公司、明泉集团股份有限公司、鲁西化工集团股份有限公司、山东联盟化工集团有限公司、山东省化肥工业总公司。本标准主要起草人:杨春升、孙志田、尤加强、范秀凯、刘晓威、吴广强、李鹏鹏、尹玉庆、崔猛、邢玉彬。引言本标准是依据国家安全生产有关法律、法规的要求,借鉴和吸收国际、国内合成氨行业相关标准、现代安全管理理念和化工行业安全生产管理经验,融合安全生产标准化等相关要求,结合山东省合成氨生产企业安全生产特点编
4、制而成。本标准用于规范和指导山东省内以煤为原料生产合成氨装置的安全技术管理工作,达到降低风险,杜绝或减少各种事故隐患,预防生产安全事故的发生。合成氨安全生产技术规范1 范围本标准规定了以煤为原料合成氨生产装置的安全生产技术要求。本标准适用于山东省范围内以煤为原料的合成氨生产企业。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 1576工业锅炉水质GB 4962氢气使用安全技术规程GB/T 12801生产过程安全卫生要求总则GB 15577粉尘防爆安全规程GB
5、 30871化学品生产单位特殊作业安全规范GB 50016建筑设计防火规范GB 50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB 50160石油化工企业设计防火标准GB/T 50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准GB 50779石油化工控制室抗爆设计规范GB/T 51094工业企业湿式气柜技术规范AQ 3035危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范HG/T 20509仪表供电设计规范SH/T 3145石油化工特殊用途汽轮机工程技术规范3 术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1合成氨生产装置ammonia synthesis plant包括原料煤加工、煤气化(造气)、净化、压缩、
6、氨合成、冷冻、氨库等全部生产设施。3.2系统system为实现一定工艺目的,按照工艺流程关系组成的装置组合。3.3单元unit合成氨生产中为完成某一工艺过程而设置的装置、设施或场所。3.4关键装置key facility在易燃、易爆、有毒、有害、易腐蚀、高温、高压等条件下进行工艺操作的生产装置。3.5重点部位key site生产、储存、使用易燃易爆等危险化学品场所,以及可能形成爆炸、火灾场所的罐区、装卸台(站)等。4 安全风险信息4.1 合成氨工艺安全风险4.1.1 合成氨生产过程涉及一氧化碳、硫化氢、氢气、甲醇、丙烯和氨等危险化学品,可导致中毒和窒息、火灾、爆炸、灼烫等危害。 4.1.2 高
7、温、高压物料从设备管线泄漏时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料与裂(喷)口处摩擦产生静电火花引起火灾和空间爆炸。 4.1.3 气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解,导致积炭燃烧或爆炸;汽轮机液压油、润滑油泄漏接触高温物体表面易引发火灾事故。4.1.4 高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织,还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀及渗氮,加剧设备的疲劳腐蚀,使其机械强度减弱,引发物理爆炸。 4.1.5 液氨大量泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒,遇明火还会发生空间爆炸。4.1.6 高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽,气体物料一旦过氧(亦称透氧),极易在
8、设备和管道内发生爆炸等。4.1.7 高压、高温煤粉从设备管线泄漏时,会迅速形成爆炸性混合物,造成粉尘爆炸或空间爆鸣。4.1.8 液氧、液氮和液氩等低温液体泄漏,可造成人员严重冻伤;低温介质进入非低温材质的设备或管道,可造成设备管道损坏。4.1.9 工艺路线中高压、中压、低压管路并存,且有个别管路相互连接,操作不当可能出现高压串低压,进而引发管道、容器爆炸等。4.1.10 煤炭储运和煤粉制备过程中,静电不及时导除或富氧环境极易引发粉尘爆炸。4.2 主要设备设施安全风险4.2.1 加压煤气化炉、变换炉、甲烷化炉、脱硫脱碳等吸收塔、氨合成塔及其废热锅炉、液氨中间储槽、液氨罐等承压设备,生产运行过程中
9、超温、超压,检测、控制、管理手段不完善等可造成泄漏,引发火灾和爆炸。4.2.2 煤浆泵、溶液泵、氮氢气压缩机、氨压缩机等机泵在运转及检维修过程中可因冲击和撞击,造成物体打击、机械伤害等。4.2.3 高温设备及管道的保温措施不完善,可造成灼烫、火灾等。4.2.4 放射性检测仪表安全防护失效可造成辐射危害。4.2.5 电气设备安装、使用和维护不当,可造成触电事故。4.2.6 仪表元器件失效,指示、传输信号失准或失效,可导致误报、停机或系统停车。4.3 主要作业活动安全风险4.3.1 压缩机、汽轮机等大型机组开停车,生产装置常规开停车和紧急停车、跳车等非常规作业活动操作不当,易引发中毒、窒息、物体打
10、击、火灾、爆炸等事故。4.3.2 设备、管道等检维修作业过程中涉及动火、高处、受限空间、吊装、临时用电等特殊作业,置换不彻底、隔离措施落实不到位、安全防护不当等,可造成火灾、爆炸、中毒和窒息、高处坠落、触电和物体打击等事故。5 工艺单元安全技术要求5.1 一般要求5.1.1 合成氨装置生产过程应采用DCS控制系统对各个阶段的反应器(如:氨合成塔、尿素合成塔、变换炉、气化炉)温度、压力、液位、进出反应容器物料流量、工艺介质的PH值等参数进行动态监控,为工艺操作提供安全、准确的信息。 5.1.2 涉及“两重点一重大”的煤气化、氨合成等生产装置应设置紧急停车系统(ESD),构成一、二级重大危险源的应
11、设置独立的安全仪表系统(SIS)。5.1.3 ESD或SIS系统按照安全独立的原则要求设置,独立于DCS集散控制系统,其安全级别高于DCS,至少应满足下列要求: DCS应通过对关键单元和部件冗余配置,实现提高系统运行可靠性的要求; DCS应具有先进的硬件及软件环境,能满足运行用户的先进控制与实时过程优化软件的要求; DCS和SIS应采用UPS电源装置供电,并满足仪表供电设计规范HG/T 20509的要求; DCS系统应采用等电位接地技术; 生产装置试车、开车前,应进行联调与试运,使系统各部分处于正常工作状态,完整地投入运行。5.1.4 一般信号报警应在操作员站显示,重要信号报警除在操作员站显示
12、外,宜在辅助操作台上设灯光显示单元和音响单元。5.1.5 联锁系统的设计应满足化工装置的试车、运行和联锁回路的调试、测试和维护等要求。气化单元应设置系统停车信号声光报警。5.1.6 合成氨生产装置应满足合成氨重点监管危险化工工艺重点监控工艺参数和安全控制要求。5.1.7 工艺系统以及承压设备应设立安全阀、爆破板等防爆泄压系统。5.1.8 可燃性物料的放空管路系统设立阻火器、水封等阻火设施。5.1.9 系统存在不同压力等级并存的高压段设备应设置液位报警、联锁,应设置工艺气吸收、分离等设备,液位应控制稳定。5.1.10 合成氨装置应设置集中控制室,新、改、扩建控制室须符合石油化工企业设计防火标准G
13、B 50160、建筑设计防火规范GB 50016和石油化工控制室抗爆设计规范GB 50779要求。5.1.11 装置现场设置的工业用工程站应标示清楚,同步配置快速接口及连接软管。5.1.12 氢气管线设备运行安全应按照氢气使用安全技术规程GB 4962规定要求执行。5.1.13 工艺和作业过程的设计、组织和实施应满足生产过程安全卫生要求总则GB/T 12801的要求。5.1.14 空分氧气、氮中氧、合成气、精制气等工艺气应设置在线分析。5.1.15 涉及一氧化碳、硫化氢、甲醇、丙烯、氨和氢气等有毒或可燃气体的释放源场所,应按照石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准GB/T 50493设置气
14、体泄漏探测报警设施。5.1.16 生产装置、罐区等应按照石油化工企业设计防火标准GB 50160等设置完善的消防系统,配置相应的消防器材、设备和设施,并定期检查、检验,确保充足、完好。5.1.17 涉及关键装置、重点部位应设置视频监控系统。5.2 煤粉制备单元5.2.1 原料煤储存、输送系统应设立完善的冲洗设施、除尘抑尘设施、安全检测装置、泄压装置、防火装置、DCS自动控制系统。5.2.2 皮带输送装置应设置紧急停车系统,包括DCS急停设施、现场紧急停车拉绳、现场急停按钮等。5.2.3 原料煤储存设施、输送设施、除尘抑尘设施检修前,须确认粉尘清理彻底。5.2.4 煤粉应密闭输送,输送装置应设置
15、防止静电积聚设施。5.2.5 粉煤气化原料制备、输送和储存应采用氮气或二氧化碳等惰性气体保护,并设置O2浓度分析仪及CO在线监测设施。5.2.6 煤粉制备应设置防止断料设施,防止热风门内漏检测设施,粉煤制备磨机出口温度应高于其露点。5.2.7 煤炭储存、输送场所电气设备应采用防尘型电气设备。5.2.8 储煤系统的运转设备、皮带输送系统及电器设备应设置齐全完善的防护装置,皮带运输机四周应设防护栏、警示标识牌,穿越皮带运输机位置应设置过桥。5.2.9 皮带应停机清理,检维修必须断电挂牌。5.2.10 煤炭粉碎前,应设置除铁、除杂装置。5.2.11 煤粉制备装置系统置换,氧含量应控制在5 %以下。5
16、.2.12 煤粉制备、储存和输送应符合粉尘防爆安全规程GB 15577要求,系统检修处理时,须置换合格并盲板隔离。5.3 煤气化单元5.3.1 水煤浆、干煤粉气化安全技术5.3.1.1 气化装置应设置紧急停车系统,至少涵盖以下工艺联锁条件: 气化炉支撑板温度; 合成气出口温度; 激冷水流量; 氧气总管压力; 高压氮气压力; 入炉氧流量; 入烧嘴冷却水流量、出烧嘴冷却水流量; 入烧嘴冷却水压力、出烧嘴冷却水温度; 烧嘴冷却水进出口压差; 出洗涤塔合成气温度; 洗涤塔液位; 锁斗压力、锁斗冲洗水液位; 煤浆或煤粉流量; 渣口压差。 其他必要条件。5.3.1.2 气化装置安全联锁应完好有效,装置投料
17、前必须调试合格并保存记录。5.3.1.3 气化炉投料前,氮气置换氧含量必须0.5 %。5.3.1.4 气化炉停炉后氮气置换CO+H20.5 %。5.3.1.5 氧管线应设置止回阀和氮气保护设施,严禁油脂污染,检修部位脱脂合格方可投用。5.3.1.6 气化装置应严格控制操作压力、氧煤比、工艺气温度、气化炉炉温及外壁温度等工艺参数在指标范围内运行。5.3.1.7 气化装置开停车过程应严格执行升降温速率,初始开车烘炉或更换耐火砖后第一次开车,应严格执行升温曲线。5.3.1.8 气化炉升压速率不宜大于0.1 MPa/min。5.3.1.9 渣水处理系统应保持合理液位,严禁合成气带水带灰。5.3.1.1
18、0 及时调节系统水平衡,维持气化炉激冷室液位和洗涤塔液位正常。5.3.2 固定床无烟块煤(型煤)气化安全技术5.3.2.1 造气炉下行煤气阀和吹风阀应设安全联锁装置。5.3.2.2 煤气下行管、灰斗和炉底空气管道应安装爆破板,爆破板应安装防护罩。5.3.2.3 吹风阀应设置双阀或增装蝶阀。5.3.2.4 煤气炉应设置一次风管线防爆板和自动放空设施,主要液压阀应安装阀位指示。5.3.2.5 夹套锅炉和废热锅炉汽包应设置安全阀。5.3.2.6 汽包蒸汽出口阀在开车前应检查确认处于全开状态;关汽包放空阀,必须先开出口阀;关汽包出口阀,必须先开放空阀。5.3.2.7 夹套锅炉和废热锅炉汽包应设有低限报
19、警装置,日常运行液位控制在1/22/3的高度,一旦断水,未经自然冷却严禁加水。5.3.2.8 造气炉应保持炭层高度及炉温稳定,如遇空气鼓风机跳车应紧急停炉。5.3.2.9 煤气发生炉停车打开炉盖前,必须先开抽引蒸汽(空气)防爆;观察炉面时,必须佩带防护面罩;当打疤或停炉时,炉口应放安全网罩。5.3.2.10 气柜应满足工业企业湿式气柜技术规范GB/T 51094要求,还应满足以下条件: 半水煤气中氧含量应0.5 %,氧含量0.8 %时应高高报警,氧含量1 %时应联锁停炉; 气柜前洗气塔有氧表的,洗气塔氧含量0.8 %时应高高报警,氧含量1 %时应联锁系统停车; 气柜应装有手动、自动放空装置,放
20、空管或顶部排放管应有消除静电设施; 造气、脱硫、压缩单元应设置气柜远传监控设施; 气柜应设容积指示仪、高低限位报警器。5.3.2.11 吹风气锅炉除执行锅炉相关安全规程外,还应设置防超压、防回火水封,吹风气管线应设置防爆膜,前烟道侧面应设置自泄式防爆门,并严格控制温度、压力、气体成分及流量等工艺指标。5.4 气体净化单元5.4.1 变换工艺安全技术5.4.1.1 开工加热炉操作应遵循“先通工艺气、后投加热炉,先停加热炉、后停工艺气”原则。投用前必须置换合格;一次点火失败或中间熄火时必须重新进行置换,取样分析合格后方可重新点火。采用电加热方式升温时,电气和工艺应联合检查合格后方可投用。5.4.1
21、.2 升温还原时如发生断电、断水、断气,应立即停用电加热器。紧急停车时应保持系统正压。5.4.1.3 变换炉降温、触媒钝化操作后检修,应严格进行物理隔离。5.4.1.4 升温硫化临时使用的二硫化碳罐应远离明火,罐内要加水保护,夏季应落实遮阳措施。用氮气瓶压力压入系统时,罐内压力不得超过0.05 MPa。作业现场要备消防器材和防毒面具。5.4.1.5 系统应设置热水泵跳车、饱和热水塔液位高、低限报警信号。5.4.1.6 工艺气宜设置氧含量在线分析及报警、联锁设施;氧含量控制应0.5 %,饱和热水塔液位、变换炉温度、煤气中硫化氢含量等应制定工艺指标并严格执行。5.4.1.7 参与原料气配比的蒸汽压
22、力应高于变换系统压力,并设置压差低限报警。5.4.1.8 装置正常运行温度较高、开车前后温度变化较大的连接法兰,在开车过程中应进行热紧,宜设置防雨雪设施。5.4.1.9 变换升温硫化时,应密切注意温升情况,发生偏离升温曲线时,应及时调整CS2添加量和加热炉温度。5.4.1.10 变换升温硫化期间放空气体严禁现场放空。5.4.2 脱硫工艺安全技术5.4.2.1 静电除焦塔进口原料气管线必须设置氧含量在线分析仪表和报警联锁设施,一般控制氧含量0.5 %,当0.8 %时必须断电停车;静电除焦塔投用前绝缘50 M,夹套温度宜控制在90 110 。5.4.2.2 罗茨风机厂房必须设置强制通排风设施;罗茨
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