(二)液氨输送工艺分析
阜阳昊源化工集团公司的液氨输送工艺是:从冷交换器出口排除的液氨,通过气动薄膜调节阀调节,由将高压转换为中压后,液氨从放氨管线进入液氨球罐。
为了了解工艺情况,我们专去与昊源公司同生产工艺的安徽四方化工集团公司进行调研,与工艺、设备人员进行了座谈,并延液氨输送管线查看了液氨管线输送流程。
安徽四方集团的液氨输送工艺是:
1、氢氮气在合成塔(P设32Mpa)反应成为合成气(10-20%氨气,80-90%氢氮气),合成气经过分离后,进入冷交换器(P设32Mpa,壳程与管程压差为2.0Mpa),在冷交换器进一步冷却后,液氨从冷交换器低部流出。
2、高压减压阀进口连接冷交换器底部出口管,出口连接放氨总管(直径133mm),经过高压减压阀减压,液氨压力由32Mpa减为2.2-2.6Mpa,减压后的液氨通过放氨总管,进入中继槽。生产过程中冷交换器出口阀门的开与关,采取GCS(中心仪表控制室)自动控制和操作人员手动控制(在仪表失灵时)。
3、中继槽为16米3的卧式储罐(P设2.55Mpa),其起到缓冲、计量、保持液位,防止氢氮气窜入的作用。中继槽设安全阀、放空管、流量计、电磁气动阀、液位计,安全阀开启压力设定为2.75Mpa。
4、从中继槽出来的液氨,通过流量计,进入液氨管道输送至液氨球罐(P设2.45Mpa)。
由于少量合成尾气(氢、氮气)也随液氨进入氨储存系统,由此,放氨管线、中继槽和液氨球罐的系统压力不单纯是液氨的饱和蒸汽压。而是饱和蒸汽压加上尾气的压力。因此对这类液氨系统的设计、制造、安装、使用、检验等,应与氨制冷系统的压力容器、压力管道有所区别。
阜阳昊源化工集团公司的液氨输送管道中间没有设置缓冲装置。据了解,我省还有一些尿素生产企业使用此种工艺。此外昊源化工集团公司的安全阀设计配置不当。该管线介质为液氨,而安全阀选择为微启式安全阀,直接安装在管道上,一旦液氨介质超压,安全阀起跳,由于介质汽化吸热,容易造成安全阀冻结,失去安全泄放作用。
在合成氨生产实际中,每班要进行产量指标考核,因此需要对生产液氨进行计量。安徽四方公司由于配置了中继槽,具有计量功能。而阜阳昊源公司没有计量装备,采取各班生产的液氨分别输送到不同球罐的方法计量。这样就产生了在交接班时需要切换球罐的液氨进口阀门,企业称为倒罐作业。在倒罐作业中,若操作不当,极易造成液氨管线系统超压。
举一例说明:如甲班为小夜班,乙班为大夜班,甲班生产的液氨输送到1号球罐,乙班生产的液氨输送2号球罐,在甲班与乙班交接班倒罐作业时,正常操作是先打开2号球罐的进口阀,再关闭1号球罐的进口阀。如果操作程序颠倒,先关闭1号球罐的进口阀,再打开2号球罐的进口阀,则造成液氨管线急速超压(此时的超压是液态超压,由于液体的可压缩性小,会在较短的时间内液氨管道压力急剧升高,就像水压试验)。这种作业完全靠人工控制,在化肥企业,此类超压情况时有发生,通常的形态是安全阀起跳。
对阜阳昊源公司5.事故调查中,没有发现有超压情况的证据,按照以事实为依据,以法律为准绳的事故调查原则,和无证据不判定的准则,排除超压原因。
四、事故初步结论
综上分析,这是一起典型的是一起危险化学品泄漏事故和特种设备重大事故,也是一起危险化学品安全责任事故和特种设备安全责任事故。
(一)事故直接原因
截止阀存在原始缺陷,在应力作用下,加之材料没有韧性,裂纹扩展,在达到临界尺寸时,裂纹贯穿,液氨泄漏,由于液氨汽化吸收热量,造成截止阀温度降低,导致阀体在低温下发生低应力脆性断裂,液氨大量泄漏。
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