尿素的工艺和职业危害

PAGE28-尿素的工艺和职业危害尿素的制造工艺：尿素生产工艺流程简介新建项目以无烟煤为主要生产原料，首先合成氨和CO2，然后二者再合成尿素。原料煤经过造气炉造气，形成原料气，原料气经过压缩，进入变换炉进行变换后生成变换气，变换气经过脱硫、脱碳、精脱硫后成为合成气，脱碳后的合成气中的CO2被溶剂吸收后生成的CO2气体作为合成尿素的原料。合成气经过压缩后送入双甲精制制备甲醇，从双甲精制后出来的合成气经过压缩后作为氨合成的原料气，原料气经过氨合成塔后合成液态氨，作为合成尿素的原料。液氨进入尿素合成塔，与合成装置来的CO2气体在尿素合成塔中合成尿液，尿液经过蒸发去除水分后，进入尿素造粒系统，形成大颗粒尿素成品。1、原料煤贮运系统原料煤由汽车运入干煤棚，再由抓斗桥式起重机抓入受煤坑或由汽车直接倒入受煤坑，通过电振给料机给至带式输送机运至筛分厂房，通过园振动筛进行筛分，筛上原煤通过带式输送机送至造气炉炉顶的卸料小车，卸入汽化炉煤仓供汽化炉造气使用，筛下煤通过带式输送机进入热电站的燃料煤系统。2、燃料煤贮运系统汽车运来的燃料煤人工卸入干煤棚内贮存，上煤时由抓斗桥式起重机送入受煤斗，受煤斗的出料口设有电机振动给料机，将燃料煤按需要输送量给进备1带式输送机，经过备2带式输送机转运至筛分破碎厂房，由圆振筛进行筛分，筛上大于8mm的块煤进入破碎机，破碎后的煤给进备3带式输送机上；筛下小于8mm的合格煤也进入备3带式输送机上，再经过备4带式输送机转运至锅炉房上煤层，由备5带式输送机分别给进锅炉的贮煤斗中。造气系统生产工艺流程及其职业病危害因素的分布3、造气系统生产工艺（1）造气造气过程由吹风、上吹制气、下吹制气、空气吹净五个阶段组成。粒度合格的原料块煤，经皮带运至各造气炉料仓，由自动加煤装置将煤连续均匀地加入造气炉内，与鼓风机鼓入的空气混合进行燃烧，同时将混有少量空气的过热蒸汽分别从炉底和炉上部通入炉内，与炽热的炭层发生反应，在造气炉内发生的主要化学反应有：以上反应产生的混合气分别称为上行煤气和下行煤气，上、下行煤气进入造气余热回收器回收热量后，进入煤气冷却器，洗涤冷却至常温后送气柜。造气炉产生的吹风气经炉上部进入旋风除尘器除尘后去吹风气回收系统。（2）原料气压缩工艺原料气压缩系统压缩机分为四级压缩系统来自加压炉气柜的0.004Mpa（g）、40℃半水煤气经原料气压缩机的三个一级进气缓冲器后分别进入三个一级气缸进行压缩，从三个一级气缸排出的0.25Mpa（g）、153℃气体通过三个一级排气缓冲器后依次进入一级冷却器和一级分离器,温度降到40℃并分离冷凝液后经二级进气缓冲器分别进入二级气缸进行压缩。经二级气缸压缩至0.73Mpa（g）、122℃的气体依次经二级排气缓冲器、二级冷却器和二级分离器后通过三级进气缓冲器进入三级气缸进行压缩。经三级气缸压缩1.8Mpa（g）、131℃（3）吹风气回收吹风气回收是合成氨达到蒸汽自给必须实施的一项节能措施。吹风气主要收集自造气炉，由造气炉来的吹风气以及氢氨回收等回收来的吹风气与热空气充分混合后，于燃烧炉中燃烧，产生高温（800～950℃）烟气，烟气从燃烧炉下部出口经高温空气余热器、高压蒸汽过热器吸收部分余热后到余热锅炉加热汽包内的软水产生饱和蒸汽，最后由引风机引至主烟囱排出。余热锅炉产生的饱和蒸汽，经高压蒸汽过热器加热升温后，送至高压蒸汽管网共发电使用。4、变换系统生产工艺（1）变换来自原料气压缩的压力3.55Mpa(g)，温度40℃出第一变换炉的变换气经中压废热锅炉回收热量产生中压蒸汽，然后再经气气换热器进一步降低温度，进入第二混合器配入一定量的蒸汽后进入第二变换炉。出第二变换炉的变换气中CO降至2%，温度265℃，变换气再经过中压废热锅炉、气气换热器、混合器回收热量，经水冷器将温度降至40（2）变换气脱硫来自变换工段的变换气，进入脱硫塔的下部,与塔顶喷淋而下的脱硫贫液逆流接触,变换气中的H2S被吸收。出塔变脱气中的H2S含量约20mg/Nm3，温度40℃，经变脱气分离器分离掉夹带的栲胶溶液后，进干法脱硫塔进一步脱硫后，变脱气中的H2S≤从脱硫塔顶进入的脱硫贫液吸收了变换气中的H2S后，富液从塔底排出，首先经过涡轮机回收静压能后进入喷射氧化再生槽顶的喷射器口，与自吸的空气在喷射器混合，形成一股射流，进行强化氧化反应，然后进入喷射氧化再生槽，这时硫泡沫及溶液从喷射再生槽底迅速返上。在喷射氧化再生槽内，氧化浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫槽，由硫泡沫泵加压送入熔硫釜连续熔硫，熔硫釜排出的清液进入溶液缓冲槽降温后返回贫液槽，经贫液泵加压到4.0Mpa后分别送入脱硫塔循环喷淋脱硫。熔硫釜底部排出物为硫磺，凝固后即为硫膏，硫膏外卖销售。各排出点排出的溶液均收集于低位槽。（3）NHD脱碳来自变换气脱硫工段的变脱气首先进入气体换热器使其温度降至17℃，经原料气分离器进入脱碳塔底部。变脱气由下而上与从塔顶下来的NHD溶液逆流接触，气体中的CO2被溶剂吸收。从塔顶出来的脱碳气含CO2＜0.38%，温度-2℃。经脱碳气分离器除去少量夹带的NHD雾沫后，脱碳气进入气体换热器换热，温度升至从脱碳塔顶进入的贫液在塔内吸收CO2后，富液由脱碳塔底部引出，进入水力透平回收静压能。回收能量后的富液进入高压闪蒸槽，部分溶解的CO2和大部分H2在此解吸出来，即高压闪蒸气，送回原料气压缩机三段入口，作原料气。从高压闪蒸槽底部出来的溶液减压进入低压闪蒸槽。此时，大部分溶解的CO2气被解吸出来，经气体换热器回收冷量后大部分送往尿素工段作为尿素原料,其余就地放空。从低压闪蒸槽底部出来的溶液经富液泵提压后，其中一少部分溶液流经溶液过滤器滤除固体杂质。大部分溶液送入气提塔。溶液自上而下与塔底送入的气提空气逆流接触进行传质传热，此时溶液中所吸收的CO2被空气气提出来。解吸气从塔顶引出，经空气换热器换热后，引至塔顶约50m高度放空。气提空气由空气鼓风机经空气过滤器从大气吸入。先通过空气冷却器冷却并在空气水分离器中将冷凝下来的水分离掉，进入气提塔底部去气提含CO2的富液。最后从气提塔顶部由空气鼓风机引出。NHD溶液具有吸水性，它将原料气和气提空气中的水份吸收而使溶液中水含量积累增高，当NHD溶液含水超过3%（wt）就会降低其吸收CO2性能。因此需要抽出部分溶液进行脱水。从富液泵出口引出部分溶液，经过溶液换热器换热后进入脱水塔。出脱水塔顶部气相经脱水塔水冷器冷凝，进入冷凝液贮槽后，不凝气放空，冷凝液用泵打至水处理系统。从脱水塔底部引出的溶液已脱水，经过溶液换热器换热降低温度后送至地下槽。脱水所需热源由脱水搭内的蒸汽盘管提供。系统中各排液导淋回收的NHD溶液经过排液总管流入地下槽，存入溶液贮槽，并通过补液泵补入气提塔，保持系统各处的正常液位。脱碳工艺流程见图3-9。（4）精脱硫来自脱碳装置的脱碳气，首先进入气液分离器，分离掉夹带的液滴后，进入精脱硫塔，在该塔脱除H2S。然后气体进入合成气压缩工段。（5）合成气压缩来自精脱硫工序的温度40℃来自双甲工序的温度6℃、压力7.7Mpa的精制气，进入合成气压缩机的高压缸，经七级压缩后在缸内与氨合成工序来的循环气混合加压至14.3Mpa，755、甲醇合成系统（1）双甲精制来自精脱硫装置的精脱气，其总硫小于0.1ppm，补入氢回收装置来的氢回收气，与分子筛再生气一并进入合成气压缩机低压缸，压缩至7.9MPa，出口温度约为168℃新鲜合成气首先进入第一进出口换气器预热至230℃，再进入等温列管式第一甲醇塔.合成塔壳侧副产2.7MPa再进入脱盐水预热器回收热量后，进入第一水冷器进一步冷却至40℃甲醇分离器出口的合成气进入第二进出口换热器壳侧，预热后进入第一蒸汽加热器加热至220℃后，进入绝热式固定床第二甲醇塔。出第二甲醇塔的气体经过第二进出口换热器冷却至75℃后，进入第二水冷器进一步冷却至出甲醇水洗塔的合成气进入甲烷化进出口换热器，预热至280℃，进入第二蒸汽加热器加热至310℃，入绝热式固定床甲烷化塔。出甲烷化塔的合成气进入甲烷化进出口换热器壳侧冷却至88℃，再进入最终水冷器进一步冷却至40甲醇分离器和甲醇水洗塔来的粗甲醇合并后减压送入粗甲醇闪蒸槽，闪蒸后粗甲醇送精馏装置制得产品精甲醇。闪蒸气并入可燃料气管网送吹风回收装置。（2）分子筛干燥来自双甲合成含有H2、N2、CH4、Ar及微量H2O、CO、CO2,温度为8℃得新鲜合成气进入分子筛干燥净化系统。用于分子筛干燥系统再生的气体取自净化后的新鲜合成气，其量为总新鲜气的4％。再生气经调节阀减压后并由再生气加热器加热至250℃后，进入分子筛干燥器，对其进行再生。再生后的气体经再生气水冷器冷至（3）甲醇精馏从甲醇合成工段来的粗甲醇，与闪蒸槽来的蒸汽冷凝液在粗甲醇换热器中换热，达到70℃左右进入预精馏塔（简称预塔）中上部进行蒸馏反应。而冷凝液温度降至84℃，与加压塔预热器来的蒸汽冷凝液汇合，一起进入冷凝液冷却器冷却至从预塔塔顶出来的馏分经预塔冷凝器Ⅰ冷凝后，用预塔回流泵加压后送至预塔塔顶回流。未冷凝的轻组分及不凝气体经气液分离器分离后至吹分气回收系统或高空排放，气液分离器回收的甲醇液自流入地下槽。从预塔塔底出来即为脱除轻组分后的预后甲醇，温度为85℃，用预后甲醇泵抽出，送至加压塔预热器加热至110从加压塔塔顶出口的甲醇蒸汽进入常压塔，在常压塔冷凝再沸器中冷凝，释放的热用来加热常压塔中的物料。常压塔顶部出来的甲醇蒸汽经常压塔冷凝器冷却后，进入回流槽；塔底液相由常压塔回流泵引至塔底回流；未冷凝的轻组分经常压塔液封槽后排入大气。常压塔的回流液中采出精甲醇，经常压塔精甲醇冷却器冷却后送精甲醇中间槽。常压塔的中下部有温度为83℃精甲醇中间槽的精甲醇经分析合格后，通过精甲醇泵送入到甲醇成品罐区贮存;不合格的甲醇通过精甲醇泵送到粗甲醇贮槽。需装汽车外运时，开启甲醇装车泵，甲醇通过汽车鹤管输送至汽车槽车外运。来自各个排放点的污甲醇排入到地下槽，经地下槽液下泵送入甲醇缓冲槽。常压塔底部排除的废水经残液冷却器冷却至40℃6、氨合成系统（1）氨合成来自双甲精制的合成气，进入合成气压缩机高压缸加压后，与来自高压氨分离器的循环气在高压缸加压后循环段内混合，经循环段压缩至14.2MPa温度74.3℃，然后进入气气换热器被加热到208从合成塔出来的气体，氨含量约为16.92％，温度为424℃,经废热锅炉和锅炉给水预热器回收热量后，气体被冷却到243.5℃。锅炉补给水首先进入锅炉给水预热器，加热至出锅炉给水预热器的气体进入气气换热器、水冷器进一步冷却，然后通过冷交换器与来自高压氨分离器的循环气进行热交换后，气体被冷却至28.6℃，依次再进入第一氨蒸发器，第二氨蒸发器使气体温度降至-10合成气与液氨的混合物进入高压氨分离器，在这里液氨大部分被分离出来，一小部分气体离开高压氨分离器进入冷交换器，被加热至35.5℃高压氨分离器送出的液氨进入中压氨分离器并被减压至2.2MPa，溶解在液氨中的大部分气体被闪蒸出来，闪蒸气送往氢氨回收。－10℃的液氨自中压氨分离器分离出来后，进入液氨换热器，与来自冷冻站的液氨换热，温度升至约30℃，送往氨库。来自冷冻站40℃蒸发器底部液氨送往第二氨蒸发器，两台氨蒸发器顶部气氨分别送往氨压缩机。第一氨蒸发器。第二氨蒸发器、高压氨分离器、中压氨分离器的底部排污送至排污罐，直接加入低压蒸发，进行高点排放。（2）氢氨回收两台高压水泵将脱盐水输送至高压水洗塔顶部，洗涤原料气中的氨。来自氨合成的驰放气，进入高压水洗塔，与脱盐水逆流接触洗涤，以使出塔的气体中氨浓度小于10ppm。驰放气从高压塔塔顶出来后称原料气（即水洗后的驰放气），原料气进入气液分离器，将雾除去后进入原料气加热器，加热后进入膜分离器。原料气分为渗透气和非渗透气，渗透气送入两套合成氨系统回收；非渗透气送至吹风气回收系统回收。氢氨回收工艺流程见图3-14。7、尿素合成系统尿素合成的原料为CO2和液氨，采用改进型二氧化碳汽提法工艺，主要工艺流程为在合成压力下，用二氧化碳气对甲铵液进行气提，分解的氨和二氧化碳在合成压力下冷凝成尿液，尿液蒸发后进行大颗粒造粒工艺（采用海德鲁流化床大颗粒造粒技术）生成尿素颗粒。主要工艺过程包括包括CO2压缩、CO2脱硫、CO2脱氢、尿素合成及蒸发、大颗粒造粒系统、成品包装贮运系统。（1）原料液氨的供应来自氨合成系统的原料液氨，进入高压液氨泵，升压至16.0Mpa（A）后送至高压喷射器作为动力原料，将高压洗涤器来的甲铵液增压后带进高压甲铵冷凝器后输入尿素合成塔。（6）尿素大颗粒造粒二、危害种类1、粉尘类：有煤尘、矽尘、电焊烟尘、其它粉尘等。2、毒物类：有一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物（一氧化氮、二氧化氮）、硫化氢、二硫化碳、3，4苯丙芘、菲、蒽、呋喃、茚、萘、联苯、吡啶、苯酚、二甲酚、辛烷、五氧化二钒、碳酸钠、氰化物、苯、甲苯、二甲苯、氢氧化钠、硫酸、盐酸、肼（联氨）、六氟化硫、甲醇、甲醛、氨、尿素等。3有害物理因素类：有噪声、高温、热辐射、全身振动、γ射线、工频电场等职业病危害4、危害分布：各单元及生产系统中职业病危害因素的分布评价单元生产系统主要职业职业病危害因素原料系统原料煤的贮运煤尘、噪声、全身振动燃料煤贮运等煤尘、噪声、全身振动造气系统造气煤尘、矽尘、其它粉尘、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、萘、菲、蒽、茚、呋喃、吡啶、联苯、苯酚、二甲酚、苯、甲苯、二甲苯、噪声、高温、热辐射原料气压缩一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、噪声吹风气回收一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氰化物、噪声变换系统变换气脱硫一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、碳酸钠、二硫化碳、噪声脱碳一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、二硫化碳、噪声精脱硫其它粉尘、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、二硫化碳、噪声合成气压缩一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、噪声甲醇合成系统双甲精制一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、甲醇、甲醛、噪声甲醇精馏一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、甲醇、甲醛、辛烷、噪声氨合成系统氨合成一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氨、噪声氢氨回收一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、甲醇、甲醛、氨、噪声尿素合成系统尿素合成一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、甲醇、甲醛、氨、尿素、噪声、放射线尿素大颗粒造粒一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、甲醇、甲醛、氨、尿素、噪声、放射线、全身振动热电站系统燃烧煤尘、矽尘、其它粉尘、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、噪声、高温、热辐射、肼、氨热力噪声、高温、热辐射蒸汽发电噪声、高温、热辐射其它系统空压制氮噪声冷冻噪声、氨脱盐水氢氧化钠、盐酸、硫酸、氨污水处理氢氧化钠、盐酸、硫酸其它噪声、工频电场、六氟化硫、电焊烟尘5、危害来源：职业病危害因素的来源和分布主要来源职业病危害在工作场所的分布粉尘煤尘原料煤及燃料煤的贮运过程产生。贮煤场（煤棚）、抓煤机及其司机室、受煤坑、各给料机、振动筛、破碎机、各带式输送机等工作场所、造气炉顶煤仓矽尘造气炉燃烧后出渣等过程产生、锅炉燃烧后、锅炉排渣、除灰。锅炉平台、锅炉排灰及排渣等工作场所、造气炉燃烧及排渣等工作场所其它粉尘除以上粉尘外的其他部位产生，熔硫釜、硫磺成品间等工作场所电焊烟尘检修设备电焊操作时产生。检修设备电焊操作时产生。毒物毒物毒物一氧化碳二氧化碳二氧化硫一氧化氮二氧化氮造气、吹风气回收、变换、变换气脱硫、精脱硫、脱碳、甲醇合成、甲醇精馏、氢氨回收、氨合成、锅炉燃烧等生产工艺中产生。造气炉、脱硫塔、精脱硫塔、脱碳塔、除尘器、各压缩厂房及压缩机、电捕焦油器、燃烧炉、变换炉、废热锅炉、各种半水煤气管道、闪蒸槽、分离器、甲醇合成塔、甲烷化炉、甲醇洗涤塔、甲醇精馏塔、加压塔、常压塔、氨合成塔、加压塔、回收塔、尿素合成塔等工作场所及其劳动者操作室和控制室；各种余热回收器、冷却器、加热器、废热锅炉等工作场所；锅炉平台及其控制室、锅炉出灰出渣口、锅炉过热器等工作场所。硫化氢造气、吹风气回收、变换、变换气脱硫、精脱硫等生产工艺过程产生。造气炉、脱硫塔、精脱硫塔、脱碳塔、除尘器、各压缩厂房及压缩机、电捕焦油器、燃烧炉、变换炉、废热锅炉、各种半水煤气管道、闪蒸槽、分离器、等工作场所及其劳动者操作室和控制室；各种余热回收器、冷却器、加热器、废热锅炉等工作场所；二硫化碳造气、变换、变换气脱硫、精脱硫、脱碳等工艺过程产生。造气炉、脱硫塔、精脱硫塔、脱碳塔、除尘器、各压缩厂房及压缩机、电捕焦油器、燃烧炉、变换炉、废热锅炉、各种半水煤气管道、闪蒸槽、分离器、等工作场所及其劳动者操作室和控制室；各种余热回收器、冷却器、加热器、废热锅炉等工作场所；菲、蒽、呋喃、茚、萘、联苯、吡啶、苯酚、二甲酚、苯、甲苯、二甲苯在造气过程中由于煤的干馏所产生。造气炉、电捕焦油器、各种余热回收器、冷却器、加热器等工作场所、造气炉控制室。辛烷甲醇精馏过程产生甲醇精馏塔、加压塔、常压塔、预热器、冷却器等工作场所及其劳动者操作室。在脱硫塔内添加辅料五氧化二钒，在变换气脱硫过程可产生该危害。脱硫塔工作场所碳酸钠在脱硫塔内添加碳酸钠，在变换气脱硫过程可产生该危害。脱硫塔工作场所氰化物水煤气闪蒸工艺中产生闪蒸槽；吹风气回收系统的加热器、余热回收器、冷却器等工作场所。氢氧化钠脱盐水站（化学水处理）进行水处理、污水处理时使用产生。化学水处理的碱罐及碱计量处、加药处、污水处理的碱罐、加药处、污水池等工作场所盐酸脱盐水站（化学水处理）进行水处理、污水处理时使用产生。化学水处理的酸罐及酸计量处、加药处等工作场所。污水处理的酸罐、加药处、污水池等工作场所硫酸脱盐水站（化学水处理）进行水处理、污水处理时使用产生。化学水处理的酸罐及酸计量处、加药处等工作场所。污水处理的酸罐、加药处、污水池等工作场所化学水处理的酸罐及酸计量处、加药处等工作场所。污水处理的酸罐、加药处、污水池等工作场所肼（联氨）锅炉采用联胺炉水校正时产生。锅炉炉水校正加药间、联氨罐及其计量处六氟化硫发电系统采用六氟化硫断路器可能产生该危害。各变电室断路器旁甲醇双甲合成、甲醇精馏、甲醇贮运等工艺产生。甲醇合成塔、甲烷化炉、甲醇洗涤塔、甲醇精馏塔、加压塔、常压塔、氨合成塔、加压塔、回收塔、甲醇贮罐等工作场所及其劳动者操作室甲醛双甲合成、甲醇精馏、氢氨回收等工艺产生。甲醇合成塔、甲烷化炉、甲醇洗涤塔、甲醇精馏塔、加压塔、常压塔、氨合成塔、加压塔、回收塔、甲醛贮罐等工作场所及其劳动者操作室氨氨合成、氢氨回收、液氨、气氨的贮运过程，尿素合成、大颗粒造粒、成品尿