氨是由純凈的氫氣和氮氣以3:1的比例在高溫高壓和催化劑的作用下合成的,所以稱作合成氨。氮氣一般由空氣分離制取,氫氣則是由不同氫碳比的天然氣、煉廠氣、石腦油、渣油、脫油瀝青、焦炭或煤等原料通過水蒸氣轉化或(和)部分氧化及粗原料氣的凈化制得。下面以天然氣為原料制取合成氨的生產工藝為例介紹。
一、生產工藝簡介
天然氣(主要成分為甲烷)經脫硫后與水蒸氣混合,先進入一段轉化爐,在壓力3.6MPa、溫度834℃和鎳系催化劑的作用下,大部分甲烷轉化為氫氣、一氧化碳和二氧化碳。然后在二段轉化爐引入空氣在爐內燃燒繼續(xù)進行轉化,同時提供氨合成的主要成分氮。轉化氣中的一氧化碳在高、低變換爐中于426℃、224℃和鐵系、銅系催化劑作用下與水蒸氣反應生成氫氣和二氧化碳。變換氣中的二氧化碳在脫碳塔用苯菲兒溶液吸收,溶液中二氧化碳可再生釋放,用于尿素合成原料。脫碳氣中的一氧化碳、二氧化碳在354℃和鎳系催化劑作用下與氫進行甲烷化反應,生成甲烷和水蒸氣。最后,氮氫混合氣用合成氣壓縮機壓縮到24MPa送入合成塔,在540℃和鐵系催化劑作用下,氮氫氣進行合成氨反應,出塔氣經冷卻使氨冷凝分出即為合成氨產品。
二、主要原料、輔助原料及產品
(1)原料:天然氣、油田氣。
(2)輔助原料:鈷鉬催化劑、氧化鋅催化劑、鎳催化劑、氧化鎳催化劑、三氧化二鐵催化劑、氧化銅催化劑、四氧化三鐵催化劑、碳酸鉀、氨基乙酸、二乙醇及五氧化二釩。
(3)中間品:甲烷、氫、一氧化碳。
(4)產品:氨、二氧化碳。
三、職業(yè)病危害因素識別
在生產合成氨過程中,對照《職業(yè)病目錄》、《職業(yè)病危害因素分類目錄》、《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》,可能接觸的化學性危害因素為:氨、甲烷、硫化氫、一氧化碳、二氧化碳等。
物理因素,主要是各種壓縮機、各種機泵、加熱爐、蒸汽和氣體放空等生產過程中可產生噪聲;爐區(qū)會有高溫存在。
本裝置主要職業(yè)病危害因素分布見表14-1。
表14-1 主要職業(yè)病危害因素分布
序號 | 分布區(qū)域 | 產生職業(yè)病危害因素 |
1 | 脫硫塔 | 天然氣、硫化氫 |
2 | 原料加熱爐 | 天然氣、噪聲、高溫 |
3 | 轉化反應爐 | 天然氣、一氧化碳、二氧化碳、氮、高溫 |
4 | 變換爐 | 一氧化碳、二氧化碳、高溫 |
5 | 碳化爐 | 二氧化碳 |
6 | 甲烷化反應器 | 一氧化碳、二氧化碳、甲烷 |
7 | 合成氣壓縮機 | 氮氣、氫氣、噪聲 |
8 | 氨合成塔 | 氨、氮氣、氫氣 |


