煤制硝酸铵生产工艺安全设计毕业论文
2020-04-15 09:04
摘 要
Abstract 4
第一章 概述 5
1.1硝酸铵生产工艺比较 5
1.1.1以天然气为原料制硝酸铵 5
1.1.2以重油为原料制硝酸铵 6
1.1.3以煤为原料制硝酸铵 7
1.2本次课题设计内容 8
第二章 煤制硝酸铵生产工艺 10
2.1造气阶段 10
2.1.1造气阶段机理 10
2.1.2煤气化炉的选型 10
2.1.3造气阶段危险有害因素分析与安全对策措施 13
2.1.4重点监管危险工艺目录辨识与安全对策措施 14
2.2原料气净化 15
2.2.1原料气脱硫 15
2.2.2一氧化碳变换过程 21
2.2.3二氧化碳脱除 24
2.2.4原料气精制 24
2.3氨合成 26
2.3.1氨合成工艺的选择 26
2.3.2氨合成的反应机理 27
2.3.3氨合成催化剂的选择 27
2.3.4氨合成工艺参数的选择 28
2.3.5压缩机的选择 28
2.3.6氨合成塔的选择 30
2.3.7氨合成塔危险性分析与安全控制技术措施 31
2.3.8氨合成阶段危险有害因素分析与安全对策措施 32
2.3.9重点监管危险工艺目录辨识与安全应对措施 32
2.4硝铵工艺 33
2.4.1硝酸铵生产工艺的选择 33
2.4.2中和制硝铵阶段危险有害因素分析与安全对策措施 35
第三章 煤制硝酸铵生产工艺危险有害因素识别及安全对策措施 37
3.1介质危险性分析 37
3.2硝酸铵生产厂区危险有害因素分析与安全对策措施 39
3.2.1爆炸 39
3.2.2中毒窒息 42
3.2.3高温灼烫 44
3.2.4物体打击 46
3.2.5车辆伤害 46
3.2.6机械伤害 46
3.2.7起重伤害 47
3.2.8触电 47
3.2.9淹溺 47
3.2.10高处坠落 48
3.2.11坍塌 48
3.2.12其他伤害 48
第四章 年产X吨硝酸铵生产厂区的平面布置及安全设计 50
4.1厂区平面布置 50
4.1.1厂址的选择 50
4.1.2总平面布置原则 50
4.1.3厂区内各功能区域的划分 50
4.1.4厂区内各区域的平面布置 51
4.2厂区简单消防设计 51
4.2.1灭火器的选择 52
第五章 煤制硝酸铵生产厂区的安全评价 54
5.1安全检查表法 54
5.1.1安全检查表简介 54
5.1.2煤制硝酸铵生产厂区安全检查表的编制 54
5.2 道氏火灾、爆炸危险指数评价法 57
5.2.1道氏火灾、爆炸危险指数评价法简介 57
5.2.2道化学法评价过程 57
总结 61
致谢 62
参考文献 63
摘要
我国煤炭储量丰富，研究以煤为原料生产硝酸铵有利于对资源的合理利用。本文选取德士古煤气化法通过对水煤浆进行气化、脱硫脱碳、合成氨最终制得硝酸铵。在整个工艺流程中，对各工段危险性、涉及介质危险性、设备危险性以及整个厂区危险性做了详细分析，并针对性地提出相应的安全对策措施。最后分别选取了安全检查表法、道化学法对整个工艺流程进行定性定量分析。
关键词：煤炭 德士古煤气化 硝酸铵
Abstract
There are abundant coal reserves in China, so the research on producing ammonium nitrate from coal is beneficial to the rational utilization of resources. In this paper, Texaco coal gasification method is selected to produce ammonium nitrate through gasification, desulfurization and decarbonization of coal water slurry and synthesis of ammonia. In the whole process, the risk of each section, the risk of the media involved, the risk of the equipment and the risk of the whole plant are analyzed in detail, and the corresponding safety countermeasures are put forward. At last, safety checklist method and tao chemical method are selected to analyze the whole process qualitatively and quantitatively.
Key words: coal; Texaco coal gasification; ammonium nitrate
第一章 概述
硝酸铵是一种非常重要的化学物质，已经被人们广泛应用到制作硝基复合肥料以及工业用和军用炸药，并可用于杀虫剂、冷冻剂、吸收剂，制造笑气、烟火等。工业上硝酸铵大多是硝酸和氨气中和而成。而原料之一的氨气主要由天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等制成。
1.1硝酸铵生产工艺比较
1.1.1以天然气为原料制硝酸铵
天然气通过脱硫工序脱出气体中的硫组分，再通过一段转化与二段转化，经过CO高、低温变换、脱除CO2等工序，制得N2、H2混合气体（其中含CO和CO2的0.1%-0.3%（体积分数）），经过甲烷转化工序后制取N2、H2摩尔体积比为3的合成气，通过合成气压缩机加压后进入氨合成系统制取合成氨。[1]然后利用合成氨与硝酸合成制取硝酸铵。其方框流程示意图如图1-1所示
1.1.2以重油为原料制硝酸铵
重油部分氧化，再经过清除炭黑、经过煤气变换、通过低温甲烷洗和液氨洗脱除杂质气体制得合成氨工序所需的原料气，再经过合成气压缩机提压后进入氨合成系统生产合成氨。[1]合成氨再与硝酸合成制取硝酸铵。其方框流程示意图如图1-2所示
1.1.3以煤为原料制硝酸铵
首先以焦炭、煤为原料经过转化，经过造气阶段形成原料气，再对粗原料气进行净化处理，除去氮氢以外的杂质，将纯净的氢和氮在催化剂的作用下合成氨。进而采用液氨与硝酸中和制成硝铵。其方框流程示意图如图1-3所示
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