氨(NH3)常態下是有特殊氣味的強刺激性氣體,相對密度為0.5971(空氣=1),易燃,自燃點為65112,能與空氣形成爆炸性混合物(爆炸極限15.7%~27.4%)。氨氣常溫加壓即可液化(臨界壓力11.4MPa,臨界溫度132.512),沸點為-33.512、凝固點為-77.712。氨的水溶液稱為氨水,呈堿性。
氨主要用途是生產氮肥,還用于生產硝酸、純堿、化纖、塑料、橡膠、醫藥、染料和爆炸晶,液氨可用作制冷劑。
生產工藝? 合成氨生產所用原料有固體燃料(煤)、液體燃料(石油或其產品)、氣體燃料(天然氣、焦爐氣、煉廠氣)。
合成氨的生產分為三部分:
造氣——原(燃)料通人空氣(氧氣)和蒸汽,汽化成為水煤氣(半水煤氣),該粗原料氣由氫氣、氮氣、二氧化碳、一氧化碳和少量硫化氫、氧氣及粉塵組成,原料氣經廢熱鍋爐回收熱量后存于氣柜;
變換凈化——氣柜來的原料氣通過電除塵器除去粉塵進入氣壓機加壓,經脫硫(脫除硫化氫)、變換(將一氧化碳轉化為氫和二氧化碳)、脫碳(吸收脫除二氧化碳)后,再次加壓進入銅洗塔(用醋酸銅氨液)和堿洗塔(用苛性鈉溶液)進一步除去原料氣中的一氧化碳和二氧化碳(含量降至十萬分之三以下),獲得純氫氣和氫氣混合氣體;
合成——凈化后的氫氮混合氣(H2:N2=3:1)經壓縮機加壓至30~32MPa進入合成塔,在鐵觸媒存在下高溫合成為氨。
生產是在密封、高壓、高溫下連續進行的。
職業危害 合成氨生產的物料(易燃易爆、有毒)和工藝條件決定其具有極大固有危險性,事故統計表明,化工系統爆炸中毒事故最集中的就是合成氨生產。
爆炸——合成氨生產中的化學爆炸可歸成三類。一是高溫高壓使可燃氣體爆炸極限擴寬,氣體物料一旦過氧(亦稱透氧),極易在設備和管道內發生爆炸;二是高溫高壓氣體物料從設備管線泄漏時會迅速膨脹與空氣混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料與裂(噴)口處摩擦產生靜電火花引起著火和空間爆炸;三是氣壓機等轉動設備在高溫下運行會使潤滑油揮發裂解,在附近管道內造成積炭,可導致積炭燃燒或爆炸。
高溫高壓可加速設備金屬材料發生蠕變、改變金相組織,還會加劇氫氣、氮氣對鋼材的氫蝕及滲氮,加劇設備的疲勞腐蝕,使其機械強度減弱,引發物理爆炸。物理爆炸后往往接著發生化學爆炸。
中毒——合成氨生產中,液氨大規模事故性泄漏會形成低溫云團引起大范圍人群中毒,遇明火還會發生空間爆炸。一氧化碳、硫化氫的中毒頻度和嚴重度則都是化工生產中最高的。
1.一氧化碳
一氧化碳屬血液窒息性氣體,進入血液后與血紅蛋白結合生成碳氧血紅蛋白,使血液輸氧能力降低,造成組織缺氧。急性一氧化碳中毒是吸入較多一氧化碳后引起的急性腦缺氧性疾病,以中樞神經系統的癥狀和體征為主。我國衛生標準規定的一氧化碳車間最高容許濃度為30mg/m3。
2.硫化氫
硫化氫是強烈的神經毒物,對黏膜有強烈刺激作用。它的全身毒作用是由于其抑制細胞色素氧化酶,阻斷生物氧化過程,造成組織缺氧(內窒息)所致。我國衛生標準規定的硫化氫車間最高容許濃度為10mg/m3。
3.氨
氨的毒性見“硝酸生產安全”。
合成氨生產還有噪聲、腐蝕性液體灼傷等職業危害。
安全措施? 合成氨企業通常都是重大危險源,要按國際公約和國家有關規定采取特殊控制措施,如安全檢查、安全運行、安全評價、應急計劃和安全報告制度等等,防止液氨、一氧化碳大規模泄漏引發社會災難性事故。