7．合成

　　合成单元正常生产中主要操作参数有：温度、压力、循环气流量、氢氮比、惰性气含量、氨含量等。生产中不正常现象常见的有：系统压力过高、催化剂床层温度过低、合成塔压差大、泄漏及合成塔内件损坏等。其中，以合成塔内件损坏造成的事故损失大，停车时间长。如某化肥厂1979年及1980年两年间，合成塔大盖密封因设计缺陷发生10次泄漏。又如某化肥厂，合成塔内件因设计缺陷及升温过快，两次造成合成塔内件损坏，被迫停车检修。生产中存在的危险因素及预防措施见表7—16。

　　(四)设备防腐

　　合成氨装置设备存在H₂S腐蚀；脱碳溶液腐蚀；高温高压下氢、氮腐蚀；循环冷却水对冷换设备的腐蚀以及大气腐蚀等。其中，脱碳溶液和循环冷却水对设备造成的腐蚀对生产影响最大。下面重点介绍：

　　1．脱碳系统设备腐蚀及防护

　　二氧化碳脱除系统，采用热钾碱液作吸收剂，由于含C0₂的热钾碱液对设备腐蚀性比较强烈，故采用添加偏钒酸盐作为缓蚀剂。钒缓蚀剂的缓蚀机理是靠V+5的氧化作用生成r—Fe₃0₃保护膜。热钾碱液的腐蚀还与温度有关，温度越高，腐蚀速率越快。

　　生产中，如热钾碱液中总钒及五价钒含量控制过低，会造成设备腐蚀加快。1977年某化肥厂，脱碳系统由于热钾碱液中总钒及五价钒长期偏低，有时V+5低到零，加上开停车频繁。造成吸收塔、再生塔、溶液泵等设备发生大面积腐蚀，造成重大经济损失。脱碳系统设备中，脱碳再沸器操作温度最高，溶液温度达114—120℃。因此，再沸器易发生设备腐蚀。在投运初期，各厂都发生过再沸器腐蚀穿孔泄漏事故。某化肥厂脱碳再沸器在1979年至1980年二年间，共发生8次腐蚀穿孔，被迫停车检修。生产过程中，应重视脱碳设备的防腐工作，严格控制工艺指标，防止违章作业。主要防范措施：

　　(1)严格控制操作温度，防止超温运行。

　　(2)严格控制热钾碱液中K₂0、总钒及V⁺⁵浓度，并保持在指标范围内。

　　(3)开工作业中，按操作规程的要求，对脱碳系统的设备进行静态钒化及动态钒化操作，并要确保钒化时间。

　　(4)严格控制升温速率，防止升温过快。

　　2．循环冷却水对冷换设备的腐蚀及防护

　　循环冷却水中，由于水中溶解有氧，水中还存在各种浓缩的离子如氯离子，加上细菌繁殖，常造成水冷器发生腐蚀与结垢。冷换设备结垢会降低传热效率，腐蚀会造成设备穿孔泄漏，严重影响正常生产。

　　1977年至1979年三年期间，引进的十一套大型合成氨装置共发生重大停车事故307次。循环冷却水引起的水冷器腐蚀泄漏有64台次，其中更换了41台次。因水质问题，造成合成氨装置停车有7次。

　　对冷换设备腐蚀的防护主要是改善循环水的水质。各厂根据本地水源水质情况，通过试验，在循环冷却水系统添加适合的复合水稳剂，以达到防腐蚀、防结垢、杀菌的目的。并结合大修，对冷换设备进行腐蚀情况检查和清洗，以减缓设备腐蚀并采取防腐蚀措施。

　　(五)装置联锁及其作用

　　装置生产过程中会发生各种不正常情况，某些主要的工艺参数也可能偏离指标值，当偏离的程度及时间达到一定的限度，装置会发生故障，甚至造成事故。为保证装置运行的安全和设备的安全，装置设立了自动报警、自动联锁系统。

　　合成氨装置设立的联锁系统分为两个层次：

　　第一层次为单元联锁，每个生产单元设有一个单元联锁，每一台压缩一透平大机组设—个单元联锁。每个单元联锁又由主联锁和分联锁组成；

　　第二层次为系统联锁，由关键的工艺参数联锁报警点和单元联锁组成。

　　大型合成氨装置一般有几百个工艺参数自动报警点，设有上百个联锁报警点和几十套联锁系统。这些联锁设施可保证装置生产运行的安全，也可保护设备、催化剂免受损坏。但—旦联锁发生故障而发生误动作时，又会造成装置误停车，影响正常生产。从引进的合成氨装置运行初期，发生的设备事故统计数字(见表7—6)可以看出，仪表造成的停车次数为53次，占设备事故总次数的26．63％，位居第一位。事故发生的主要原因是因违章作业、维护不周、设计制造存在缺陷，引起联锁误动作而造成的。

　　由于装置联锁多，而每套合成氨装置的联锁设置又不尽相同。因此，下面仅介绍系统主联的设置及其作用。

　　作用：保护加热炉炉管、催化剂以及后工序生产单元。

　　作用：保护一段炉炉管、转化及变换催化剂、废热锅炉和后工序生产单元。避免催化剂中毒、结碳；炉管过热损坏。

　　作用：保护二段炉催化剂、工艺空气压缩机组及后工序生产单元。

　　作用：防止吸收塔高压工艺气窜人再生系统，保护再生系统设备及甲烷化催化剂。

　　作用：保护甲烷化催化剂以及合成单元。