氨的合成主要任务 是在适宜的温度、压力和有触媒催化的条件下，将经过精制的氢氮混合气体在合成塔内直接合成氨，然后将所得气氨从氢氮混合气中经冷却冷凝成液氨分离出来，液氨由氨罐送往合成、铜洗和HNO3等岗位生产使用。未合成为氨的氢氮混合气体继续在合成系统内循环使用。

　　氨的合成分为低压法、中压法和高压法3种工艺，我国中小型氮肥厂多采用32MPa的中压法和15MPa的低压法。

　　一、合成氨岗位存在的不安全因素

　　1.进入合成工段的氢氮混合气体中，氢含量约为71%～75%，氢的爆炸极限为40%～74%，下限较低，爆炸浓度范围较宽，因此其爆炸危险性较大，如果高压混合气体从设备中泄漏出来，即使数量不多，也极易与空气混合形成爆炸性混合气体，同时，高压氢气泄漏时，由于流速大，与设备剧烈摩擦产生高温和静电即能引起爆炸。

　　2.氨的合成反应在高温高压下进行的。氢在高温高压下对碳钢设备具有较强的渗透能力、形成了氢气腐蚀使金属变脆，机械强度减弱。此外，高温高压对设备材料要求严格，并给安全生产带来许多不利因素。

　　3.合成工段操作压力有两种，一是高压32MPa或15MPa系统，一是低压1.6MPa系统，2种不同压力的系统又彼此紧密相连，因此，有高压气体窜入低压系统引起超压爆炸的可能。

　　二、合成氨岗位的安全操作

　　1.合成塔顶着火和爆炸的原因与预防

　　合成岗位比较容易发生着火和爆炸，因为原料气体中含有大量易燃易爆的氢气和甲烷。合成塔的大盖和外筒的螺栓连接处、大盖和小盖连接处、小盖和电极杆连接处等，均容易发生漏气，特别是小盖与电极杆连接处最容易漏气，当漏气后遇到热源即可能着火，合成塔顶着火一般有3种情况：

　　(1)气体压力高，外漏时由于缝隙小，产生摩擦造成，该处局部高温，加上摩擦产生的静电作用，导致氢气着火。

　　(2)当使用电炉时，外漏气体碰到发热的电极杆而引起着火，或因电极杆绝缘不良，产生电火花与外漏气体相遇也会着火。

　　(3)将约400℃的热电偶抽出检查时，也会引起外漏气体着火，当发现着火时，应立即用氮气或干粉等绝缘性好的灭火剂灭火，同时应及时卸掉塔内压力，以免造成更大损失。

　　合成塔在拆卸小盖时时常发生爆炸，这是因为拆卸前合成塔未用惰性气体置换，故塔口有爆炸性气体存在，当用铁棒撬小盖时产生火花，有时因催化剂飞出在空气中被氧化而造成爆炸。因此拆盖前，一定要用惰性气体置换使氢含量在0.5%以下，此时，打开小盖方为安全。如用精炼气置换时，置换后塔内催化剂温度必须降到室温或接近室温，压力小于20mmHg(约2.67kPa)，保持微正压，防止吸入空气，打开塔后放空，用铜棒轻轻撬开小盖，才能避免爆炸。

　　2.合成塔及液氨贮存的安全操作

　　合成塔补气升压时，要缓慢进行，如果引入新鲜气量大，速度太快，则会因超过安全流速将铜液带至压缩机或合成塔，导致压缩机损坏或合成塔温度下降，此外，高压气体的放空速度也要严格控制，否则，会因速度太快，产生静电而导致事故。除要控制放空速度外，还要在放空管上装设接地线，加阻火器或向内充氮气、蒸气等物质，一可减少静电产生，即使产生了静电也可及时导入大地，二可避免静电引起着火倒入系统内，造成更大的危害，向放空管内充氮或蒸汽的目的是使排放的气体无法燃烧，确保安全。

　　液氨贮槽充装时不应超过总容量的85%，应留在15%以上的安全空间，以免液氨受热膨胀，使贮槽爆破。液氨贮槽或球罐应有良好的绝热保温措施(凉棚或冷却装置)，防止暴晒，由液氨贮槽向铜洗、合成、硝酸等岗位输送液氨，要有防止液氨抽空的措施，否则含氢的贮罐气就会进入硝酸的氧化炉内，从而引起氧化炉氢气爆炸。氢气的爆炸下限为4.0%，比氨的爆炸下限低4倍，所以只要有少量的贮罐气进入氧化炉，就会发生爆炸。

　　3.控制塔壳温度和塔出口温度

　　塔外壳温度指标一般规定小于120℃，因为塔外壳由碳钢(A3)制做，又经常承受较高的压力，其本身不能经常修理和更换，为了延长塔壳的使用寿命，塔壳的温度不能过高，如果塔壳温度过高，会使钢材过早疲劳，强度下降，同时还会加速氢氮气体对塔壳的腐蚀，发生脱碳和渗氮，引起结构疏松，变脆，强度下降，缩短使用寿命。如果发现塔壳温度过高，先尽可能通过加大循环量和关小塔副阀，并尽量降低塔进口温度来控制，如仍不见效，只好降低负荷生产以减少反应热，待安排检修或更换内套。

　　塔出口温度过高，会加剧氢氮气对钢材的腐蚀，造成塔出口管道钢材脱碳，使机械强度下降，因此，应严格控制塔出口温度在规定指标以内，塔出口温度根据管道材质决定，对优质铬钼钢管，温度可控制在200℃以下，(当温度达到230℃时，便 开始脱碳、渗氢、而且速度较快);对普通低碳钢，温度则控制在150℃以上，塔出口 温度高一般是由于塔副阀开得过大，循环量过小，生产负荷过重或内套的小盖发生泄漏造成的，因此，当塔出口温度高时，要尽量加大循环量，关小塔副阀，必要时提高惰性气含量，或者降低氢气含量度或者提高氮气含量，通过抑制合成反应来减少反应热，以降低出口气体温度。

　　4.液氨贮槽爆炸的预防

　　液氨贮槽为中压容器，最大操作压力为1.6MPa，气温不高于40℃，用以贮存和计量液氨，液氨贮槽爆炸的危险性极大，不仅可能造成其它设备的损坏，扩大事故损失，更为严重的是，可造成大面积的污染和大量人员伤亡。空气中氨含量达到7g/m3时。可危及人的生命。一旦液氨贮槽爆炸，大量的液氨瞬间泄出，立即挥发为气氨，将会造成不堪设想的后果。

　　造成液氨贮槽爆炸的原因主要是氨分离器或冷凝塔排氨后没有关死，排氨阀门或自动排氨装置失灵，高压气体串入低压氨贮槽所造成的物理爆炸，一旦发生这种情况时，要立即停车处理，戴上氧气呼吸器，迅速关上氨分离器和冷凝塔底部的排氨阀门。平时要严格遵守操作规程，人工手动排氨时，要缓慢进行，严格控制阀门开度，不能开得太大，排完后立即关好阀门。加强自动排氨装置的维护和管理，确保灵敏好用，氨贮槽的安全阀要确保好用，并应装设压力高限报警器。

　　生产中如发生跑氨事故时，要立即戴上防氨面具或氧气呼吸器，迅速进行处理，当身边无防氨面具时，可用湿毛巾、手帕以及衣服等物堵住嘴和鼻子，向迎风方向跑，迅速撤离毒区。

　　三、结束语

　　虽然氨的合成过程中存在着较多的不安全因素，增加了发生各种事故的可能性，但这并不是说就必然会发生事故。只要充分认识和掌握它的规律，采取可靠的安全防范措施，科学管理生产，严格执行各种安全生产规章制度，健全各种安全设施，就能够消除生产中的各种危险因素，从而实现安全、稳定生产。

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