尿素合成塔的腐蚀与防护
[摘要]：根据尿素合成塔的使用和维护情况，系统的介绍尿素合成塔不同状况下的腐蚀特点和引起腐蚀的原因，并针对不同状况下如何减缓尿素合成塔的腐蚀问题，提出相应的预防措施和注意事项。
[关键词]：尿素合成塔；腐蚀；保护；预防措施
Corrosion and prevention measure of
urea reactor
[ Abstract ]: according the conditions faced in practical use and maintenance ,the paper systematically discuss the behavious and causes for urea reactor corrosion in different operation conditions ,followed by prevention and control measures during operating and in shutdown and repair period .
[ Key words]: urea reactor; corrosion; protection; prevention measures
前言：尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在与自然界中。目前尿素工业生产主要以液氨和二氧化碳为原料，其反应分两步进行。
第一步，液氨与二氧化碳气体作用生成氨基甲酸铵
2NH3+CO2﹦NH4COONH2+Q1
第二步，甲铵脱水转变成尿素
NH4COONH2﹦(NH2)2CO+H2O-Q2
第一步反应为放热反应，速度快，在平衡状态下，CO2转化成甲铵液的程度高。第二步反应是个微吸热的反应，速度较慢，平衡状态下甲铵液也不能全部转化为尿素，一般转化率在60%~70%，未转化的甲酸铵必须从已转化的尿素中分离出来加以回收利用，如果将未转化的甲酸铵全部回收用以制造尿素，其方法成为全循环法，现在工业中采用的基本上都是全循环法流程。除了上述主反应外，尿素合成塔内还存在副反应。在有水存在的条件下，NH3与CO2会形成铵的各种碳酸盐。尿素可以发生水解生成甲铵，甲铵进一步与水反应生成碳酸氢铵，反应如下：
（NH2）2CO+H2O=NH4COONH2
NH4COONH2+H2O=(NH4)2CO3
尿素水溶液在150~160℃高温条件下会发生缩合反应，生成缩二脲和氨
2（NH2）2CO=NH2CONHCONH2+NH3
在一定温度下，尿素还可以进行同分异构化反应，生成中间产物氰酸铵和氰酸，氰酸再与尿素缩合可生成缩二脲
（NH2）2CO=NH4CNO=HCNO+NH3
HCNO+(NH2)2CO=NH2CONHCONH2
由上述可知，合成塔所处理介质有主反应生成的尿素、氨基甲酸铵、水，副反应产物氰酸铵、氰酸、碳酸铵、缩二脲，过剩的反应物氨和二氧化碳，在高温高压条件下这些物料的混合物统称为尿素熔融物。在这些介质中，对设备材料的腐蚀最为严重的是氨基甲酸铵液和尿素同分异构化反应产物氰酸铵、氰酸。因为氨基甲酸铵离解出的氨基甲酸根是一种强还原剂，能阻止钝化型金属表面氧化膜的生成，而氰酸铵在有水存在时，氰酸铵离解成氰酸根，氰酸根具有强还原性，使钝化型金属不易形成钝化膜，对已生成的氧化膜也有很强的破坏作用。溶液中加氧能降低不锈钢、钛的腐蚀，不加氧，不锈钢和钛也不耐腐蚀。在加氧的条件下，碳钢和低合金钢仍遭活化腐蚀。在尿素的生产流程中，遭腐蚀最突出的是处理这些介质的高压设备。
一、尿素合成塔的结构
由于尿素合成反应是在高压下完成，而且反应需要一定时间，塔内需要物料停留的足够空间，所以尿素合成塔为高径比较大的立式圆筒形高压设备。
尿素合成反应不需要外加触媒和换热装置，故塔为空筒形式，但为了防止物料反混，一般塔内设计有塔板。有的合成塔内装有混合器，使二氧化碳、氨与回收的氨基甲酸铵混合均匀。
生产中塔内处理基本充满液体，由于液体的不可压缩性，压力不易控制，有可能发生超压现象，为此，在塔的出口处留有气相缓冲空间。
由于塔内处理的介质中氨基甲酸铵、氰酸铵、氰酸腐蚀性很强，碳钢、低合金钢在其中的腐蚀速度相当大，因此在碳钢壳体内壁采用了耐腐蚀材料作为衬里，衬里材料主要满足介质腐蚀要求，壳体材料满足力学性能要求。合成塔的主体材料大致分为两类：与介质接触的内衬和合成塔内件均采用易钝化的金属材料如316L、316LU.G.Ti、Thermanit 21/17E、0Cr17Mn13Mo2N(A4)等，不与介质接触的承压壳体及零件材料一般用碳钢或低合金钢，如国外的BH54M、BH47W、K-TEN62M、JISSB49SR、MnNiV(BA72-21-06/SA455)、A52C2、16MnCu、18MnMoNb。其衬里方式有爆炸衬里、机械松衬、包扎衬里、撑焊（焊缝加盖板）、热套、堆焊等。合成塔具体采用的衬里材料与衬里方式随工艺流程不同而不同。为检查衬里是否发生腐蚀泄漏，每节筒体上下均装有多个检漏孔，采用蒸汽检漏。
尿素合成塔是在较高的温度下操作的，通常180~200℃，为防止热量散失，外壳需要保温。为了严格检测合成塔内溶液和塔壁的温度，合成塔上、中、下均有温度检测孔。
二、尿素合成塔的主要腐蚀形态和分析
1、衬里液相部位的全面腐蚀
在尿素熔融物中，不锈钢衬里与内件可能会发生全面腐蚀，导致厚度出现均匀减薄，特别是合成塔中下部较为突出。腐蚀严重时，可能导致腐蚀产物污染尿素，使尿素的颜色呈红色或黑色。
腐蚀的主要原因是氧量不足。在正常的操作条件下，尿素合成塔衬里内壁与内件表面能形成一层完整、致密、稳定的氧化膜，衬里的腐蚀速度较低，在允许的范围内。但如果缺氧，即氧含量小于材料钝化所必需的临界氧含量，造成氧化膜生成速度小于氧化膜溶解速度，使衬里与内件实际处于活化溶解状态，所以生产中都要求严格保证通氧量。
氨和二氧化碳生成甲铵的反应主要集中在合成塔的中、下部完成，甲铵的浓度较高、温度也较高。而这一区域氧的溶解还未完全达到平衡，液相中氧的含量偏低。再加上进料口均在下部，下部物料流速较大，对金属表面有一附加的剪切作用，更不利于衬里与内件金属钝化，所以中、下部腐蚀就更严重。
尿素合成塔在运行中，碰到生产系统其他设备故障或动力事故等情况时，可作封塔处理，如果封塔时间过长，又未在封塔前提高CO2中的氧含量，就会造成液相介质中的氧含量降低。因为封塔时间长了，氧会解析出来。压力越低、温度越高，解析速度越快，这样就会导致介质对衬里与内件的腐蚀加快。
硫化氢含量超标也是一个重要原因。因为硫化氢的存在，它既消耗尿素熔融物中的氧，又生成破坏衬里表面钝化膜的硫酸根，造成衬里材料腐蚀加剧。
此外，合成塔超温、NH3/CO2比降低、H2O/CO2比升高，也会增加尿素合成塔的腐蚀。例如试验表明，合成介质的温度从160℃提高到200℃时，1Cr18Ni12Mo2Ti的腐蚀速度增加三倍。NH3/CO2比减少，会使金属钝化电位变正，材料的钝化变得困难。而H2O/CO2比增大会促进氰酸铵离解产生腐蚀性很强的氰酸根，降低了介质的pH值，亦使钝化状态建立困难。
2、衬里鼓包
产生衬里鼓包的原因主要是衬里与筒体之间间隙处的压力大于塔内压力所致。当衬里因腐蚀或焊接缺陷出现穿透性小孔或裂纹，塔内介质会泄漏到衬里与筒体夹缝处，如果检漏通道被结晶（甲铵、尿素、碳酸盐、缩二脲）和腐蚀产物赌塞，检漏孔不能顺利检出泄漏并泄压，衬里夹缝会产生较高的压力，当塔内液体排放过快，夹缝内用力短时间高于塔内压力时，衬里就会出现鼓包。有时即使没有泄漏，塔内排液过快，引起塔内负压，也会出现类似情况。
3、气相冷凝液腐蚀
尿素合成塔顶部有一个
尿素合成塔是尿素生产企业的关键设备。我公司自尿素装置投产以来，在不到13年的时间里，更换了两个￠1400尿素合成塔。其主要原因是由于尿素合成塔衬里腐蚀泄漏，严重影响正常生产。几年来平均1～1.5个月要停产检修一次，不仅影响产品质量及产量的提高，而且造成消耗增加；因而被迫决定在1988年耗资200万元更新1台新的尿素合成塔。与此同时，尿素合成塔的腐蚀泄漏与防护问题也不得不引起公司的高度重视。可喜的是，通过公司有关工程技术人员多年的专题调研，尿素合成塔腐蚀泄漏的防护取得了一定的成效，到目前为止，我公司第3个￠1400尿素合成塔已正常运行了10余年，为公司的尿素生产提供了重要的基础条件。
本文试图就尿素合成塔衬里腐蚀的机理、腐蚀泄漏的原因以及相应预防措施，做一些粗浅的分析、总结。
1 尿素合成塔衬里腐蚀的机理
我国中型尿素生产企业的尿素合成塔衬里，大多采用厚度为6 mm、材质为00Cr17Ni14Mo2或00Cr17Ni14Mo2Ti(即国外通称的316 L)、尿素专用的不锈钢板衬制而成。尿素合成塔内工作压力为20MPa，工作温度为185℃，工作介质为尿素、氨基甲酸铵、氨、二氧化碳、氧、氮、水、蒸汽等物料。
从尿素合成塔衬里腐蚀直至泄漏的形式来看，大致有下面三种：
1)焊缝均匀腐蚀；
2)点腐蚀；
3)应力腐蚀裂纹。
上述三种腐蚀形式的腐蚀机理分别简述如下。
1.1 焊缝均匀腐蚀
焊缝均匀腐蚀的原因比较简单，主要是曲于焊接时，焊条选择不当或焊接工艺及参数控制不当，致使焊缝整体抗腐蚀性能不如母材(00Cr17Ni14Mo2或
00Cr17Ni14Mo2Ti)。
当进塔原料气CO2中的H2S偏高，压缩空气加入量不足，NH3／CO2偏低，H2O／CO2偏高，温度控制过高等因素存在时，引起焊缝区域均匀性化学腐蚀。
1.2 点腐蚀
它是不锈钢材料的局部腐浊，其产生过程一般分两个阶段，即诱导期和发展期。在诱导期的第一种情况是尿液中具有腐蚀性的阴离子，如S2—、CNO—等，吸附在衬里内表面，把金属表面最薄弱的、有缺陷的钝化膜破坏，形成了腐蚀的活化点；另一种情况是不锈钢本身夹杂的硫形成导电体，当它被极化到一个钝态不锈钢表面的电位时，硫化物趋于溶解，这时新鲜金属暴露在尿液中，金属不再钝化，而形成活化点。
在发展期，活化点内外金属表面上进行了腐蚀反应：
这时，活化点内外电极反应速度一样，随着过程的推移，阴极反应的活化点内产生溶存氧的缺乏现象，致导阴极过程受阻，因此，电子被迫移向孔外表面进行阴极反应，使孔内金属的阳离子M+N和阴离子OH—之间失去平衡。为保持电中性，迁移性大的阴离子(如S2—、CNO—)移向孔内使S2—，CNO—浓度增高，加快了腐蚀过程。
另一方面腐蚀产生的金属离子也因向外扩散受到阻碍，在孔内富集并产生水解反应：
水解反应使孔内H+浓度和阴离子(S2—、CNO—)浓度增高，生成腐蚀性很强的酸(多联硫酸H2SxO6、异氰酸等)，加速了金属的溶解，引起自催化。
随着自催过程的不断循环，孔内pH值继续降低，使孔内表面发生剧烈的活化腐蚀，而孔外表面仍处于钝化状态，因此形成一个孔内外电位差很高的活化钝化宏观电池，促使腐蚀电流大大增加，孔内蚀就进入活化阶段。
1.3 应力腐蚀裂纹
应力腐蚀裂纹是金属材料在特定的腐蚀介质中，腐蚀和静拉力同时作用下产生向纵深发展的裂纹。尿素合成塔衬里的应力腐蚀裂纹主要发生在衬里背面，当尿素合成塔衬里采用蒸汽检漏时，如蒸汽中含有较多的Cl—时，由于高温蒸汽的作用产生拉伸应力而塑性变形，出现“滑移阶梯”导致金属表面钝化膜的破裂，此时裸露的新金属表面与未破裂的钝化膜之间形成电位差，阴极区是金属表面，阳极区是裂纹的两侧和尖端，两侧由于衬里中NI的阴极溶液阻滞之故腐蚀极为缓慢，而尖端因为受到了其中的局部应力，产生局部变形屈服，因此使表面原子的阳极溶解大大加速，溶解形成的腐蚀沟沿滑移线与拉伸应力成垂直方向发展，形成细微的裂纹，在裂纹的尖端应力集中伴随着滑移的再现而加速溶解，裂缝进一步发展。
2 引起尿素合成塔衬里腐蚀的直接原因
造成尿素合成塔衬里腐蚀泄漏的原因是多方面的。归纳起来，大致有两个方面的原因：即尿素合成塔衬里制造不当和尿素合成塔使用中工艺运行及管理方面的影响。
2.1 设备制造方面的原因
1)设备制造时不重视制造质量或制造技术不过关。
制造过程中尿素合成塔衬里与塔壁紧贴度差，为工作状态下提供了充分膨胀的机会。因而在20MPa压力的工作状态下，尿素合成塔衬里因机械强度不够而变形。由于变形而产生的应力，降低了衬里层的耐应力腐蚀性能。
2)焊接质量不佳。
在制造过程中或尿素合成塔衬里检修过程中，往往由于选错焊条型号或焊接工艺控制不佳，致使焊接质量不良，造成尿素合成塔衬里均匀腐蚀甚至泄漏。
3)衬里材质问题。
制造或检修贴补过程中，如果对衬里材质未严格把关选错了材料，或因不锈钢中含硫量过高，将会导致衬里严重的腐蚀泄漏。此外，在衬里材料表面如存在划痕、伤坑、夹渣、针孔等现象，也是造成泄漏的重要原因。
2.2 工艺管理方面的原因
1)二氧化碳中H2S含量太高。
工艺要求进塔二氧化碳中含硫<10ppm。如果放松了工艺要求，将造成衬里腐蚀加剧。
2)尿液中氰酸含量增加。
在尿素合成过程中、存在着如下副反应：CO(NH2)2→HCNO+NH3
从上述反应式可看出，当操作不当造成CO2／NH3比过低时，副反应生成的NCNO增加，加剧了衬里的腐蚀。
异氰酸NCHO中的CNO—吸附性很强，很容易破坏钝化膜，使衬里受到腐蚀。
3)原料CO2气中，加入的压缩空气量太少。
为了保护衬里，需要在原料CO2气中加入压缩空气，使在衬里表面形成钝化膜，当原料气中O2的含量低于0.4％时，对形成钝化膜十分不利，因而加速衬里的腐蚀作用。
4)尿素合成塔衬里采用蒸汽检漏时，检漏蒸汽及其冷凝液中Cl—含量太高，是造成尿塔应力腐蚀开裂的重要原因之一。
尿素合成塔衬里出现应力腐蚀，必须有两个基本条件，一是应力，二是腐蚀介质，两者必须同时存在，才会发生应力腐蚀开裂。
事实上，尿塔衬里的应力是明显存在的。首先是尿塔在制造过程中，衬里板
存在着残余应力，特别是制造时焊接残余应力，在尿塔使用过程中长期存在，现在尚无有效的热处理方式完全消除，只有在长期使用过程中自然时效中慢慢消除；其次是尿素合成塔在生产过程中，存在着外加应力，即开停车压力变化由0～20 MPa。由于尿素合成塔的制造质量问题，即衬里板贴紧度不够(我们在检修中挖出的衬里板证明，受压简体与衬里层明显存在着间隙，最大的间隙有2～3 mm，一般在1 mm以下，衬里外表面极不平整，有很多被硬物压陷的麻点和凹坑，衬里中存在着制造时的焊渣与灰砂等物)这样在生产过程中，当压力上升时，衬里板因受到拉力而伸长，直到衬里与受压筒体完全贴合时，衬里板不再伸长，所以某些局部区域外加应力相当大，间隙越大外加应力越大，可能达到或超过许用应力。
至于腐蚀介质问题，因为尿素合成塔衬里采用蒸汽检漏时，衬里的外表只有蒸汽一种介质，即蒸汽就是腐蚀的根据源，蒸汽中的主要腐蚀源在氯化物。不锈钢在高温氯化物溶液中就可能发生应力腐蚀开裂，这一事实人们很早以前就已经知道，并对这个问题进行实验室的研究工作，研究结果表明氯化物开裂在奥氏体不锈钢中特别明显，氯化物开裂通常是穿晶的形式。裂纹的部位是沿着奥氏体晶格滑移面扩展，许多有关铬镍钢对氯化物开裂抗力影响的资料表明，对含镍为10％～25％含铬量为12％～25％的某一数值(大约20％左右)时钢的氯化物抗
力呈现最低值，这就表明我们尿素合成塔衬里316L型材料抗氯化物开裂的抗力最低。
除了上述两个基本条件外，还有温度这个因素，也加剧了应力腐蚀裂纹的形成。裂纹的形成和扩展全部与拉应力相垂直，裂纹60％发生在温度最高处，这说明温度升高后，不锈钢抗应力腐蚀开裂能力越低，所以尿塔在运行时蒸汽中氯化物随着使用周期延长，氯化物浓度越聚越高。腐蚀也就越来越大，加上尿素开停车因素如压力、温度的影响，外加应力相对变化大，这样使衬里板材发生应力腐蚀破裂。
从我公司已更换的两个尿素合成塔衬里开裂的具体部位表明，凡是外加应力最大处该处又同时存在腐蚀介质的地方，温度最高处，腐蚀裂纹的出现机会就多，如筒体与衬里板间隙最大值的地方、以及蒸汽进口的地方腐蚀裂纹穿孔的机率就大得多。
以上说明尿素合成塔衬里采用蒸汽检漏时，氯化物是造成尿塔应力腐蚀开裂
的重要原因之一。这一点从有一部分兄弟厂家蒸汽的氯化物含量少，衬里板材发生裂纹的情况很少，也可以得到旁证。
5)尿素系统开停车过于频繁。
由于管理上的原因，尿素生产往往难以长周期运行，我公司有时在1个月中停车5～4次(短停)，在系统短停时，尿素合成塔保压10～24h，尿液在塔内处于静止状态，腐蚀介质极易吸附在衬里表面，而且在保压期间，塔内供氧不足，钝化作用减弱，因而使衬里腐蚀加剧。我公司曾发生数次停车保压期间合成塔衬里突然泄漏，就是有力的证明。
3 防止尿素合面塔衬里腐蚀泄漏的几点措施
尿素合成塔衬里的腐蚀固然是个复杂的问题，但只要认真对待，采取相应有效的控制措施，腐蚀泄漏是可以防范的，至少也可以减少到最低限度。其措施主要有以下几种。
1)设备制造过程中严格设备制造工艺，把好衬里质量关并消除应力。
2)在检修衬里过程中，要注意贴补用材的材质，焊条型号的科学选择，把好焊接质量关。
3)加强企业管理，提高职工素质，进而提高检修质量和操作水平，减少停车次数，实现长周期运行。
4)严格工艺纪律，制定合理的工艺指标，有效地控制O2、H2S、Cl—的含量，同时严格控制NH3／CO2比，H2O／CO2比和操作温度，这是防止衬里腐蚀的重要措施。
5)改用压缩空气检漏。蒸汽检漏时，氯化物是造成尿塔应力腐蚀开裂的重要原因之一。为防止尿塔衬里发生应力腐蚀破裂，关键是解决产生应力腐蚀过程中起决定性的因素，即要消除腐蚀介质我们知道蒸汽中的水分子、硫离子、氯离子等都可以参与电化学腐蚀过程，特别是氯离子的腐蚀。由于我公司蒸汽中氯离子含量较高，因此我公司决定停止使用蒸汽作为检漏手段，而改用压缩空气检漏。在对第3个尿素合成塔检漏介质由蒸汽改为空气后，运行了4年尚未发生过尿素
合成塔衬里泄漏现象，更没有发生过前2个尿塔应力腐蚀开裂现象。实践证明空气检漏可以有效地防止应力腐蚀开裂的发生，延长尿塔的使用寿命，并且每年可以节约蒸汽300～400t，在节能降耗工作中，也起到了明显的效果，，经济效益十分可观。
6)在长排后的开车过程中，升温升压速度不宜过快，防止因碳钢外壳与不锈钢衬里膨胀系数数不同而产生残余应力导致衬里腐蚀。
7)实行有效的检测工作，每天对合成塔尿液中的Ni含量进行检测。一般应使合成塔尿液中Ni含量控制在0.15mg／kg以下或颗粒尿素中含Ni小于2ppm，否则应采取紧急措施查明原因，消除造成腐蚀的因素，必要时应停车排放。
尿素合成塔安全运行管理 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
尿素合成塔安全运行管理示范文本使用指引：此管理制度资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 20xx年3月21日晚21时，鲁西化工集团第三化肥厂 尿素合成塔又出现恶性事故，虽然事故原因有待调查，但 事故发生之后，各尿素生产企业引起了高度重视，强化了 尿素塔的安全运行管理，以期避免类似事故的再度发生。 笔者结合临泉化工股份有限公司6万t/a尿素合成装置谈一 下尿素合成塔安全运行管理。 一、设备结构与参数 1.水溶液全循环法尿素合成工艺中尿素合成塔是6万 t/a尿素的关键设备，经过改造已突破15万t，该设备内衬 是由公称尺寸8mm厚的316L尿素级不锈钢材料制成，外 壁是一高压筒体保护承压，其内有3块旋流板及多孔板或 球帽型塔盘若干分成反应区，原料液氨、二氧化碳和氨基
甲酸铵从塔底进入，由于它在高温、高压和强腐蚀介质的条件下使用，如使用不当，极易损坏衬里，造成泄漏。 2主要技术参数 设计压力：21.56MPa 工作压力：19.6 MPa 试验压力：26.95 MPa 容器类别：Ⅲ 设计温度：190℃ 工作温度：188±2℃ 容积：23m3 公称尺寸：φ1200mm×21565mm 二、安全运行管理 小氮肥行业尿素装置大都在“七五”前后建设起来的，尿素合成塔运行周期在10年左右，有的已经运行15年，在安全运行管理方面也积累摸索了一些经验（也可以
尿素合成塔安全生产使用要点-制度大全 尿素合成塔安全生产使用要点之相关制度和职责，3月21日,山东省济南市平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司一台尿素合成塔发生爆炸,造成4人死亡,1人重伤和重大财产损失。为了防止类似事故再次发生,保障人民生命财产安全,经研究,现就进一步加强... 3月21日,山东省济南市平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司一台尿素合成塔发生爆炸,造成4人死亡,1人重伤和重大财产损失。为了防止类似事故再次发生,保障人民生命财产安全,经研究,现就进一步加强尿素合成塔生产使用检验工作通知如下: 一、关于尿素合成塔的制造 (一)结构方面。 1.目前生产的尿素合成塔普遍采用单个筒节多层包扎后再焊接环焊缝的深环焊缝结构,因结构所致不能进行焊后热处理,环焊缝部位存在较大的应力集中,且焊接缺陷不易检测。鉴此原因,尿素合成塔应当尽可能避免采用深环焊缝结构,而宜选用其他结构形式。对直径小于等于1800mm的尿素合成塔,逐步采用整体多层包扎结构,具体要求可参照化工行业标准《整体多层夹紧式高压容器》(HG3129),其层板间的环焊缝和纵焊缝应分别相互错开,相邻层板两条环焊缝间轴向距离不得小于100mm(封头与筒体的环焊缝除外)。 2.检漏孔与盲层(板)或内筒的连接方式应当采用焊接结构,且焊接部分深度不得小于筒体承压壁厚部分的三分之一,以防止介质进入包扎层。结构详见下图。 检漏孔与盲层(板)的连接方式(示意图)(略) 3.尿素合成塔顶部合成物料出口插入管的管端应与塔顶内壁齐平,避免形成气相空间死区。 (二)材料方面。 采用多层包扎结构的尿素合成塔,其层板不得选用15MnVR钢板,应当选用强度等级相对较低的16MnR、20R等材料,且每层层板厚度不得小于8mm。 (三)检验方面。 尿素合成塔制造单位进行泄漏检验时,应当采用不具有腐蚀性的介质作为检漏介质,不得采用氨渗漏法进行检漏。 二、关于在用尿素合成塔的安全管理 (一)定期检验。 山东平阴“3.21”事故发生后,山东、安徽等省质量技术监督局对在用的尿素合成塔及近年来的尿素合成塔检验报告进行了重点检验和查阅,通过检验和查阅检验报告发现,近三分之一的尿素合成塔存在裂纹等严重缺陷,大部分中、小化肥生产企业普遍存在“以修代检”现象。因此,各使用单位应当加强尿素合成塔的安全管理工作。对安全状况等级为1至2级的,每3年至少进行一次全面检验;对于安全状况等级为3级的,在每个停车检修周期检修时,须进行全面检验,且周期不得超过18个月。在进行全面检验时,应认真检查尿素合成塔的运行记录特别是开停车记录,同时应将合成塔的外保温层全部拆除,采取有效的检验检测方法,对内、外表面进行严格检验。对外层板检验发现裂纹的,应当剥开已发现裂纹的层板,继续检查下一层板。需更换层板的,应当由具备相应压力容器制造资格或维修资格的单位进行。 (二)在线检漏。 目前大多数化肥生产企业采用蒸汽对尿素合成塔进行日常检漏,在检修时采用氨渗漏法对内表面进行检漏。采用此种检漏方法,当蒸汽冷凝后形成氨水时,由于一些设备检漏孔结构原
“3 21”尿素合成塔爆炸事故调查报告 2005年3月21日21时20分左右，平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司发生尿素合成塔爆炸事故。本次事故共造成4人死亡，32人受伤，截至3月28日直接经济损失约780万元。 3月22日济南市人民政府成立了由济南市安监局牵头，市质监局、监察局、总工会、公安局、平阴县人民政府等部门参加的平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司“321”尿素合成塔爆炸事故调查组，并邀请山东省安泰化工压力容器检验中心、济南石油化工设计院和明水化肥厂等单位有关专家参与事故调查。 事故发生经过 2005年3月21日，中班接班后生产稳定，合成氨生产能力17.5机，尿素正常负荷0.75MPa。21时20分左右，尿素合成塔突然发生爆炸并起火。整个尿素车间主框架燃起大火，由十个筒节组成的尿塔塔体断为三段，由上而下第十节在原地与基础连接，第九节向西南方向打入框架二楼楼梯方向，第一节至八节整体向东北方向飞出约86m，落至造气车间前，将外管架上的部分蒸汽、软水、提氢等管道砸断，坠入地下七、八米深。爆炸产生的强烈冲击波使尿素车间主框架遭到严重破坏，并且摧毁了生产厂区内的大部分门窗玻璃。当班调度员在铜洗岗位听到爆炸声后，意识到发生了事故，启动应急救援预案，用对讲机向值班长下达了紧急停车指令。并赶到大压缩机岗位，要求停压缩机时不准开近路和放空，防止发生意外事故。在确认压缩机全部停机后，又通知总配电室电工拉闸停罗茨鼓风机。此时，供气值班长汇报造气炉均已安全停炉，并封死了气柜进出口水封，断开尿素配电室的电源。在全厂停车结束后，平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司领导组织人员到尿素车间主框架进行救援和灭火。21时50分左右，尿素车间主框架火势得到控制。22时左右，厂防化连协助消防队将大火彻底熄灭，由于平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司制订了事故应急救援预案，并在日常定期演练，事故发生时充分发挥应急救援预案的作用，避免了事故的扩大。 事故调查情况 1.现场勘查情况 爆炸使塔体断为三部分，第一部分是基座，沿第十筒节环焊缝上侧环向断裂，在原地与基础连接，基座严重变形向南偏西45。方向倾斜与地面形成约80。的夹角，混凝土破损钢筋裸露。断口位于环焊缝上部，整个断口平齐，东北方向断面更为平坦，且多纵向裂口，该位置内数4层钢板为全平断口，全断面均能看到剪切方向向外的剪切唇，其中西南方向断口剪切较大，内衬不锈钢板外翻成喇叭型。内衬表面焊缝及封头堆焊层为白亮色，内衬表面为棕褐色，托架检查未见明显减薄。 第二部分是第九个筒节，向南偏西45。斜上方向飞出约12.5m，斜拍在厂西南的控制楼二楼，并反转纵向开裂，开裂面通过安装热电偶位置，除内衬板外的所有层板纵向断裂面的热电偶孔附近及以下区域皆为脆性平断口（总高度为80～100cm），且主断裂面附近可看到有大量纵向张口裂纹，纵向主断裂面的上半部分为韧性的斜断口，断口附近各层板上没有其他裂纹。内衬表面为灰黑色，经擦拭可见金属本色。 第三部分是第八筒节以上部分，该部分重约100吨，整体向北偏东30埃?飞出?86m。该部分断口断面主要部分位于环焊缝上侧。整个断面以斜断口为主，断面向外张成喇叭形，外边向外卷曲。断口东北方向部位断面外层主要位于环焊缝的下部，内层（不计内衬板）有三块钢板断于环焊缝的上部；由东北向西南方，断裂面逐渐由焊缝的下部过渡到环焊缝的上部，并最终在西南方向部位进入上一筒节母材且在母材中形成三角形的撕开口。观察内衬表面为棕褐色，焊缝为白亮色，托架检查未见明显减薄。 爆炸后，第一部分和第三部分塔内焊在内衬上的筛板支架大都发生变形，变形方向全都指向断裂面。塔内塔盘除最顶部第一层留在第三部分塔内顶部外，其它均飞出塔外。
尿素合成塔的主要破坏形式及预防措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
尿素合成塔的主要破坏形式及预防措施 示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 尿素合成塔的爆破事故在国内已经发生了多起，事故 现场触目惊心，给人民生命和国家财产造成的损失，应引 起尿素生产企业的高度重视。 一、尿素合成塔的主要破坏形式 水溶液全循环法尿素合成塔是用不锈钢和低合金钢制 造的多层包扎式高压容器，塔体由多个筒节与上、下封头 焊接而成。多层包扎式厚壁圆筒由内筒、盲层与层板3部 分组成，内筒采用超低碳奥氏不锈钢板材，在高压状态下 要求严密不漏，并具有抵抗介质腐蚀的能力。层板则采用 一定的方法使之很好地贴合在内筒上，且与内筒形成一个 整体筒节，塔体质量的好坏往往取决于层板间的贴合程度
和环焊缝装配及焊接的质量。多层包扎式圆筒在包扎层板时，靠钢丝索拉紧与焊接的收缩作用使各层间存在有预应力，内层受到压紧力，当筒体承受内压时，由于预应力的作用可以抵消部分拉应力，使筒壁内应力较相同条件下的单层筒体分布均匀，可以提高筒体的弹性承载能力。从理论上讲多层包扎厚壁圆筒的壁厚应比相同条件下的单层筒体薄，但因预应力的大小与层板纵焊缝宽度、每层层板上纵焊缝数量、焊接规范、焊接材料、包扎的松紧程度等许多因素有关，在设计时尚无法定量计算。另外，多层包扎式筒体的纵焊缝沿壁厚方向是非连续的，对筒体强度的削弱也较单层筒体小。所以，在设计时仍采用单层厚壁圆筒强度计算公式进行应力计算。 尿素合成塔在使用过程中产生的主要破坏形式有2种，一是内筒泄漏引起的破坏；二是筒节层板和环焊缝发生应力腐蚀断裂而引起的破坏。
危险化学品 典型事故案例分析 二00七年三月
目录 危险化学品生产环节典型事故分析 (1) 危险化学品运输环节典型事故分析 (12) 附录： 国家总局和省局下发的相关事故通报和文件： 关于近期危险化学品事故情况的通报（安委办明电[2006]9号） (17) 关于江苏省盐城市射阳县盐城氟源化工有限公司临海分公司 “7.28”爆炸事故的通报（安委办[2006]30号） (22) 认真汲取近期几起事故教训切实加强危险化学品安全监管 工作的通知(鲁安监发[2006]47号) (26) 转发国家安监总局、公安部、交通部关于加强危险化学品道路 运输安全管理的紧急通知(鲁安监发[2006]95号) (29) 转发国务院安全生产委员会办公室关于新疆独山子在建原油储罐“10.28”特大爆炸事故的通报(鲁安办发[2006]31号) (38) 关于进一步加强危险化学品道路运输安全监管工作的通知 (鲁安办明电[2007]2号) (43) 2004～2006年我省发生的危险化学品事故 (45)
危险化学品生产环节典型事故分析 一、事故基本情况 （一）聊城市莘县化肥有限责任公司“7.8”液氨泄漏事故 2002年7月8日凌晨0点20分，一辆车号为鲁P-01568的20吨液氨罐车，在莘县化肥有限责任公司液氨库区灌装场地进行液氨灌装，到凌晨2点左右灌装基本结束时，押运员谢甲文在关闭灌装阀门过程中，液氨连接导管突然破裂，大量液氨泄漏。驾驶员王伦芝吩咐押运员谢甲文立即关闭灌装区西侧约64米处的紧急切断阀，自己迅速赶到罐车尾部，对罐车的紧急切断装臵采取关闭措施（后经鉴定该装臵失灵），一边与厂值班人员联系并电话报警。2时09分，莘县公安局接到报警，立即出警，迅速组织抢险和群众疏散。聊城市及相邻县的公安消防部门也迅速调集警力，赶赴现场参加救援。现场救护队员组成了救人、堵漏、器材供应、供水、救援保障和现场警戒六个小组，展开抢险救援工作。搜救工作一直持续到６时30分，共解救遇险人员102人，疏散群众2000余人。这起事故共泄漏液氨约20.1吨，造成15人死亡（其中当时死亡13人，后经抢救无效死亡2人），重度中毒22人，直接经济损失约72万元。 液相连接导管突然破裂是造成事故的直接原因，液氨罐车上的紧急切断装臵失灵是事故扩大的主要原因，企业安全管理制度和责任不落实是发生事故的重要原因。 （二）山东峄山化工集团有限公司金乡尿素厂“9.15”液氨泄漏事故 山东峄化集团金乡尿素厂尿素车间五楼氨冷凝器的下液管至缓冲槽之间的法兰短管（Φ108*4，短管长度为110毫米）曾于2002年7月31日、8月22日两次出现漏点，发生泄漏，均组织人员 3 3
山东平阴鲁西化工第三化肥公司尿素合成塔爆炸事故 1.事故概况 2005年3月21日21：26，山东省平阴县鲁西化工第三化肥公司尿素合成塔发生爆炸事故，死亡4人，重伤1人，经济损失惨重。 1）事故设备的基本情况。该公司的尿素合成塔是南京化工工业集团公司化工机械厂1999年的产品，2000年投入使用。设计工作压力21.57MPa，设计温度195℃，实验压力27.26MPa，公称容积37.5m3，工作介质为尿素溶液和氨基甲酸铵。尿素合成塔由10节筒节和上下封头组成。筒节内径1400mm，壁厚110mm，总长26210mm。筒节为多层包扎结构，层板为15MnVR，及16MnR，内衬为8mm的尿素级不锈钢；顶部为20MnMo球形锻件，衬里为堆焊大于8mm的尿素级不锈钢；底部为19Mn6球形封头，衬里为堆焊大于8mm的尿素级不锈钢；端部法兰与顶盖采用双头螺栓连接，密封形式为平面齿形垫结构。 2）事故概况。尿素合成塔塔身爆炸成3节，事故第一现场残存塔基、下封头和第10节整体向西南倾斜15°，合成塔南侧5m处6层主厂房坍塌；西北侧20m处2层厂房坍塌；北侧、东北侧装置受合成塔爆炸影响，外隔热层脱落；东侧2个碱洗塔隔热层全部脱落；冷却排管系统全部损坏。合成塔第9筒节落入南侧主厂房三层一个房间内。筒体两端的多层包扎板局部变为平板，层与层之间分离；筒节环缝处多数层板上有明显的纵向裂纹，爆破口多处呈不规则的裂纹状。第8节以上至上封头，向东北方向飞过一排厂房，上封头朝下斜插入土，距塔基
91m。在第8节筒节环焊缝处的筒板上纵向撕裂350mm长；长约850mm的多层板分层，断裂处焊缝呈不规则状。 2.事故分析 1）引发尿素合成塔爆炸的直接原因是塔体材料（包括焊缝）的应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂导致塔体承载截面严重减少，尤其是发生在爆炸筒节处环焊缝上侧的应力腐蚀开裂使得该处的承载截面急剧下降，最终产生快速断裂，引起塔内介质迅速泄漏，引发塔内介质爆沸和筒节爆炸。 2）塔体在制造过程中，改变了衬里蒸汽捡漏孔的原设计。采取了在盲板上 锥螺纹后再将检漏管拧入连接，这一改变导致氨渗漏检测介质和检漏蒸汽渗漏到多层层板的缝隙中，从而引起塔体层板材料严重应力腐蚀。 3）引起塔体材料的应力腐蚀另一诱因是在制造过程，盲板材料为Q235-A的纵向焊缝未焊满，采取了连接点焊所代替，进一步加剧了氨渗漏检测介质和检漏蒸汽向塔体多层层板间渗漏与扩散。 简评此次事故的直接原因是制造过程中改变原设计，导致氨渗漏检测介质和检漏蒸汽渗漏到塔体多层层板间，造成塔体应力腐蚀开裂。1995年河北迁安 化工厂曾发生了我国首例多层包扎尿素合成塔爆炸事故，其合成塔的结构形式与本次事故的合成塔完全一样，而且是同一制造厂家。同一厂家的同一产品，一而再发生事故，值得深思!1995年的迁安合成塔爆炸事故一些相关职能机构未能作出恰当的结论与处理，在锅炉局的锅炉压力容器事故档中连一纸记录都没有保存。
XX公司尿素3201-D衬里检修施工技术方案 编制： 审核： 批准： XX公司 2014年11月25日
目录 1、工程概况——————————————————————————3 2、工程施工内容及技术要求——————————————————3-4 3、工程施工组织措施和步骤——————————————————4-5 4、工程施工进度计划——————————————————————5 5、工程施工组织结构——————————————————————6 6、工程施工所需机器具及消化材料———————————————6-7 7、职业健康安全及环境管理措施————————————————7-8
施工技术方案 1工程概况 1.1概述 尿素合成塔（3201-D）由德国莱茵钢厂设计制造，该设备由上、下封头、筒体和内件构成，设备规格为Φ2800×102，设备高度34100mm。筒体段由6个碳钢筒节组成，筒体总长度为5000×6=30000米，筒体采用层板包扎结构，壁厚为13×6.7+4+11=102mm，层板的材料牌号为BH54M，承压厚度为13×6.7=87.1mm；上、下封头为单层球形封头结构，其材料牌号为BH47W，图纸名义厚度为δmin=75mm。筒体的内表面衬有厚度为11mm的不锈钢衬里，上、下封头和人孔内表面衬有厚度为8mm的不锈钢衬里，筒体段衬里材质均为316L（Mod）。塔内现安装11层Casale塔盘（最下面的一层为一块分布板），塔盘间距约2200~2600mm。设计温度193℃，设计压力16.35MPa。根据股份公司设备部“2015年度尿素3201-D衬里检修内容及技术”编制施工方案。 1.2工程施工执行标准 此工程施工过程中所标准如下： 1.2.1、GB150.1～GB150.4-2011《压力容器》； 1.2.2、TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》； 1.2.3、GB/T9842 -2004《尿素合成塔技术条件》； 1.2.4、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》； 1.2.5、1.2.6 HG25718-93《尿素合成塔维护检修规程》 1.3.6、14-A32S-95《尿素厂X2CrNiMo25.2 2.2不锈钢的材料要求》； 上述标准和技术要求等均执行最新版本，如有冲突，按要求严格者执行。 2工程施工内容及技术要求 2.1工程施工内容 吊装机具就位，拆除有关保温层；拆下吊开人孔盖；拆、装存在缺陷焊缝部位的塔盘或其它内件；衬里纵、横焊缝； 1至6段筒节衬里（腐蚀严重部位）的纵横焊缝打磨、盖面焊，长度约35米，具体数量根据实际检查情况现场定；上下瓜皮焊缝，检查、消缺处理。合成塔内件（溢流管、塔盘、塔盘支耳），检查、消缺处理；人孔及人孔大盖检查、消缺处理。 2.2施工技术要求： 2.2.1设置施工组织机构，把此项目作为专项进行检修管理。施工人员应具备相应的合格资质。 2.2.2焊接材料要求：焊接材料采用SANDVIK R25-22-2LMn焊丝，焊材应有合格证。 2.2.3；焊接工艺要求：塔内不锈钢衬里的所有焊接均应采用氩弧焊，焊接电流不益过大，应严格控制焊接电流在（70～80A）。焊接益采用分段焊、快速焊，严格控制焊接的热输入量。焊接应使焊缝及其热影响区圆滑过渡，表面成形好。 2.2.4打磨方式要求：打磨用砂轮片应采用不锈钢钢玉砂轮片，避免对焊缝表面造成污染，铁素体不合格。其次，打磨应以圆滑过渡为原则，消除焊缝表面疏松层或针孔后，如焊缝高于母材可不补焊。 2.2.5禁止铁器、油污等物质对衬里的污染。 2.2.6氨渗漏试验合格 2.3施工质量要求： 2.3.1着色检测所有焊接部位按JB/T4730.5-2005 Ⅰ级验收合格。 2.3.2铁素体所有焊接部位的铁素体含量FT≤0.6%。 2.3.4酸洗钝化所有焊接、打磨部位均应进行酸洗钝化处理。 3.工程施工组织措施和步骤 3.1.施工前准备：a.检修前应制定完善的技术方案；b.参加检修人员必须了解设备图样及有关技术资料，熟悉其技术要求和注意事项；c.进塔施焊修理的焊工，必须持有相应的焊工合格证，并经过专门的技术培训和考试；d.参加检修的人员施工前应对使用机具、备品备件、材料的型号、规格、数量、质量等进行检查、核实，使其符合技术要求；e.交付检修的设备应按照操作规程泄压降温，清洗置换合格，符合有关安
一、某火电公司“ 4.25灼烫事故事故原因： 1?本次事故的直接原因是高温高压蒸汽的灼烫； 2?该火电公司对吹管工作的危险性认识不足，重视不够； 3?吹扫的临时管线在设计上存在缺陷，放空口伸出室外过长且未加固； 4?对现场人员的管理组织不力，吹管工作和现场检查沟通衔接不好； 5?调试人员严重不足。事故性质：本次事故定性为责任事故。 事故教训及预防措施 本次灼烫事故，造成三人不同程度的灼伤，事故的教训是深刻的。希望通过此次灼烫事 故引起各单位领导对试车安全工作的高度重视，要求各装置人员对试车工作严格把关，做好各方面的安全防护和安全措施，确保人员和设备的安全，确保试车工作的顺利进行。 制定措施如下： 1?加强员工安全知识教育，提高全员安全意识； 2?消除所有临时吹扫管线、包括正常生产管线的隐患和缺陷，对放空管线进行加固； 3?加强安全管理，及时联系沟通，确保信息畅通； 4?加强调试力量，增加调试人员。 二、辽阳石化分公司聚乙烯装置爆炸事故事故原因分析 第一采购环节存在严重问题；第二工程施工管理混乱；第三工艺、生产管理不严肃第四工程设计和设计管理方面不规范；第五劳动纪律松散，员工责任心不强，用工管理 不严，技术培训有差距 三、广西?广维化工股份有限公司有机厂“8.26 ”爆炸事故事故原因分析 1、直接原因 基于爆炸事故波及范围广、过火面积大、破坏惨重，当班操作记录及主要设备、装置等关键物证被烧毁或损坏，罐区2名当班操作工及其他可能了解当时现场情况的当班人员遇 难，事故调查取证艰难。 截止10月20日，事故调查组尚未对直接原因达成一致意见。争论焦点的“点火源”，仅是各种可能或假设，缺乏证据支持，暂无定论。 2、间接原因： 1、CC-601A?E储存反应液的5台100m3储罐并联使用。若1台发生事故，将殃及其余4 台。导致：泄漏量f,事故后果f。 2、罐区、罐组平面布置及安全设施，不符合现行标准、规范的要求 ①罐组内的储罐为3排（现要求：不应超过2 排） ②料泵设置在防火堤内（现要求：应设置在防火堤外，且满足相应防火间距） ③罐区无可燃气体检测报警设施（现要求：应在可能泄漏甲类气（液）体场所内设置） ④防火堤排水口未设置隔断阀（现要求：污水和雨水，出堤排出口均应安装隔离阀） 3、设备安全管理混乱 ①今年4?5月大修期间，扩建需要而更换罐区至精馏工段2台反应液泵。未同时更换 进出管。采用大小头与原管连接。流量f,扬程f会带来流速f,静电危害f,认识不足，也无对策。② 罐区原设置的泡沫灭火系统，1982年后因缺乏维护已无法使用，1999年擅自 将其拆除。 ③ 罐区操作规程无储罐物料温度控制要求，液位控制指标不明确。 ④CC-601系列罐尾气冷凝器的凝液，从距底板6.65m高的管口直接泻入罐内，冲击液面产生静电点火源，缺乏认识！
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 尿素合成塔安全生产使用要点 (通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
尿素合成塔安全生产使用要点(通用版) 3月21日，山东省济南市平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司一台尿素合成塔发生爆炸，造成4人死亡，1人重伤和重大财产损失。为了防止类似事故再次发生，保障人民生命财产安全，经研究，现就进一步加强尿素合成塔生产使用检验工作通知如下： 一、关于尿素合成塔的制造 (一)结构方面。 1.目前生产的尿素合成塔普遍采用单个筒节多层包扎后再焊接环焊缝的深环焊缝结构，因结构所致不能进行焊后热处理，环焊缝部位存在较大的应力集中，且焊接缺陷不易检测。鉴此原因，尿素合成塔应当尽可能避免采用深环焊缝结构，而宜选用其他结构形式。对直径小于等于1800mm的尿素合成塔，逐步采用整体多层包扎结构，具体要求可参照化工行业标准《整体多层夹紧式高压容器》(HG3129)，其层板间的环焊缝和纵焊缝应分别相互错开，相邻层板
两条环焊缝间轴向距离不得小于100mm(封头与筒体的环焊缝除外)。 2.检漏孔与盲层(板)或内筒的连接方式应当采用焊接结构，且焊接部分深度不得小于筒体承压壁厚部分的三分之一，以防止介质进入包扎层。结构详见下图。 检漏孔与盲层(板)的连接方式(示意图)(略) 3.尿素合成塔顶部合成物料出口插入管的管端应与塔顶内壁齐平，避免形成气相空间死区。 (二)材料方面。 采用多层包扎结构的尿素合成塔，其层板不得选用15MnVR钢板，应当选用强度等级相对较低的16MnR、20R等材料，且每层层板厚度不得小于8mm。 (三)检验方面。 尿素合成塔制造单位进行泄漏检验时，应当采用不具有腐蚀性的介质作为检漏介质，不得采用氨渗漏法进行检漏。 二、关于在用尿素合成塔的安全管理 (一)定期检验。
图6-27尿素合成塔的结构示意图 6.3.1结构及技术要求 尿素(Urea)的分子式为CO(NH 2)2，分子量为60.06。尿素为最主要的氮肥。尿素是一种中性速效肥料，含氮量在46﹪（质量）以上，综合肥效高，易贮藏，运输，正因为尿素作为肥料具有诸多优点，目前全世界尿素产量占氮肥总产量的1/3以上，跃居首位，且具有继续上升的趋势。尿素在工业上的用途也很广泛，尿素产量10﹪的以上用作工业原料，主要工业用途是作为高聚物合成原料。尿素合成塔是尿素生产装置中的关键设备之一，它在尿素生产流程中占有重要的地位。可以说尿素工业的发展与尿素合成塔的设计制造技术的发展是紧密相连的。 由于尿素反应介质的强腐蚀性，虽然1870年就提出了氨基甲酸胺脱水法合成尿素的工艺，但一直到二十世纪五十多年以后才实现工业化。直到廿十世纪五十年代，荷兰斯太米卡邦研究出在尿素合成反应器中加入氧气的办法，使不锈钢得到连续钝化，才使尿素合成塔内筒采用比较廉价的奥氏体CrNiMo 不锈钢。目前，尿素合成塔内筒所用的材料越来越多，其中有316L 型不锈钢，铬-钼-氮双相不锈钢等，但目前大量使用的还是以316L 和25-22-2铬镍钼氮型为主的奥氏体不锈钢为主。 一九七五年以后，我国从国外开始引进13套年产48~52万吨的大型尿素生产装置，尿素合成塔的内径为φ2100mm~φ2800mm 不等，从一九八三年开始，我国也开始自行设计和制造大型尿素合成塔，并对原有的中小型尿素合成塔进行改造，目前我国制造的尿素合成塔规格十分繁多，而且操作压力不同工艺也不尽相同，在工作压力上主要有21Mpa 和16Mpa 两种系列，操作温度均小于200℃。 目前，我国生产的尿素合成塔的最大直径已达φ2800mm ，高度36000mm ，容积达200m 3，生产能力达到1740吨/天。 本节简要介绍φ1850mm 尿素合成塔的制造过程。 该设备工作压力15.5Mpa ，设计压力：16.7Mpa ；操作温度188℃，设计温度：210℃，水压试验压力21.71Mpa 。 6.3.1.1总体结构 尿素合成塔的如图6-27所示， 主要包括：人孔、上封头、筒体、 下封头、物料接管等。 ⑴封头结构 高压容器封头常采用的结构有：半球形封头、球曲封头或半椭圆形封头。
主要零部件的制造 ㈠筒体的制造 如前所述，筒体是整个尿素合成塔的主要部分。筒体由许多筒节组焊成，就拿φ2.8m×36m尿素合成塔（多层包扎式）为例，筒体共分11节，其中10节长2980mm，1个筒节1800mm，总长度31600mm。每一个筒节都是由外层层板、盲层和衬里内筒组成，它们的制造工艺过程简要叙述如下： 1）内筒 内筒的制造工艺过程是： ⑴原料检验（包括腐蚀试验和机械性能试验）→⑵按内筒展开周长划线、留有切割量和卷圆带头直边量→⑶标志移植。将材料牌号、炉批号、板号或其本厂代号，用不含氯离子或金属养料的记号笔（可防水而不褪色）抄写到将要下料的板面上→⑷剪切下料→⑸在卷板机上卷圆，当两头弯曲圆度达到要求后取下。注意：卷板机应专用，上辊不能有焊渣、焊瘤，最好在上辊套一不锈钢套筒。避免衬里内筒卷制过程中压出麻点或划伤以及铁离子污染。→⑹在专用的夹具上切除两端直边余料并刨出纵焊缝坡口→⑺纵向焊缝坡口表面着色探伤。不得有裂纹或夹层现象。→⑻重新放在卷板机上进一步卷圆，使纵缝合拢→⑼在卷板机上将纵缝点焊固定。应采用评定合格的焊条，注意不能将焊渣掉到上辊表面。→⑽从卷板机上取下，由于筒体直径较大，厚度（一般6~8mm）较薄，刚度不足，容易变形，因此内筒必须用支撑件撑圆固定。→⑾将筒体放在专用的夹具上进行纵焊缝焊接（带焊接试板）→⑿焊缝铁素体测定。要求每一根焊条焊接长度上测一点（铁素体≤0.6%）以防止用错了焊条或偏离焊接规范。→⒀焊缝表面着色探伤，不得有夹渣、裂纹和气孔→⒁纵焊缝X光探伤检查。由于衬里的内筒主要是起耐腐蚀作用，焊缝是薄弱环节，微小的孔洞将造成严重的危害。因此X光探伤的验收标准不同于一般受压容器的标准。除按JB4730的I级片外，还不允许有柱状小气孔出现。→⒂焊接试
危险化学品生产环节事故分析 一、事故基本情况 （一）聊城市莘县化肥有限责任公司“7.8”液氨泄漏事故 2002年7月8日凌晨0点20分，一辆车号为鲁P-01568的20吨液氨罐车，在莘县化肥有限责任公司液氨库区灌装场地进行液氨灌装，到凌晨2点左右灌装基本结束时，押运员谢甲文在关闭灌装阀门过程中，液氨连接导管突然破裂，大量液氨泄漏。驾驶员王伦芝吩咐押运员谢甲文立即关闭灌装区西侧约64米处的紧急切断阀，自己迅速赶到罐车尾部，对罐车的紧急切断装置采取关闭措施（后经鉴定该装置失灵），一边与厂值班人员联系并电话报警。2时09分，莘县公安局接到报警，立即出警，迅速组织抢险和群众疏散。聊城市及相邻县的公安消防部门也迅速调集警力，赶赴现场参加救援。现场救护队员组成了救人、堵漏、器材供应、供水、救援保障和现场警戒六个小组，展开抢险救援工作。搜救工作一直持续到６时30分，共解救遇险人员102人，疏散群众2000余人。这起事故共泄漏液氨约20.1吨，造成15人死亡（其中当时死亡13人，后经抢救无效死亡2人），重度中毒22人，直接经济损失约72万元。 液相连接导管突然破裂是造成事故的直接原因，液氨罐车上的紧急切断装置失灵是事故扩大的主要原因，企业安全管理制度和责任不落实是发生事故的重要原因。 （二）山东峄山化工集团有限公司金乡尿素厂“9.15”液氨泄漏事故 山东峄化集团金乡尿素厂尿素车间五楼氨冷凝器的下液管至缓冲槽之间的法兰短管（Φ108*4，短管长度为110毫米）曾于2002年7月31日、8月22日两次出现漏点，发生泄漏，均组织人员进行了“注胶堵漏”处理。9月13日，发现该漏点又发生泄漏，经反复研究，于 9月15日7点多钟开始实施堵漏，由于现场液氨泄漏较重，抢修人员均带滤毒罐式防毒面具，穿皮衩裤、橡胶靴、雨衣。9时许，发生液氨泄漏。作业现场五人徐新立、李志奎、张建国、李忠良、张福全被紧急送往金乡县第一人民医院。徐新立、李志奎、张建国当日经抢救无效死亡。9月18日，李忠良抢救无效死亡。10月12日，张福全抢救无效死亡。现场5人全部死亡。 山东峄山化工集团有限公司于1999年1月租赁经营原金乡化工股份有限公司，
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 尿素合成塔安全生产使用 要点(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-9806-29 尿素合成塔安全生产使用要点(正 式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 3月21日，山东省济南市平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司一台尿素合成塔发生爆炸，造成4人死亡，1人重伤和重大财产损失。为了防止类似事故再次发生，保障人民生命财产安全，经研究，现就进一步加强尿素合成塔生产使用检验工作通知如下： 一、关于尿素合成塔的制造 (一)结构方面。 1.目前生产的尿素合成塔普遍采用单个筒节多层包扎后再焊接环焊缝的深环焊缝结构，因结构所致不能进行焊后热处理，环焊缝部位存在较大的应力集中，且焊接缺陷不易检测。鉴此原因，尿素合成塔应当尽可能避免采用深环焊缝结构，而宜选用其他结构形式。对直径小于等于1800mm的尿素合成塔，逐步采用整体
多层包扎结构，具体要求可参照化工行业标准《整体多层夹紧式高压容器》(HG3129)，其层板间的环焊缝和纵焊缝应分别相互错开，相邻层板两条环焊缝间轴向距离不得小于100mm(封头与筒体的环焊缝除外)。 2.检漏孔与盲层(板)或内筒的连接方式应当采用焊接结构，且焊接部分深度不得小于筒体承压壁厚部分的三分之一，以防止介质进入包扎层。结构详见下图。 检漏孔与盲层(板)的连接方式(示意图)(略) 3.尿素合成塔顶部合成物料出口插入管的管端应与塔顶内壁齐平，避免形成气相空间死区。 (二)材料方面。 采用多层包扎结构的尿素合成塔，其层板不得选用15MnVR钢板，应当选用强度等级相对较低的16MnR、20R等材料，且每层层板厚度不得小于8mm。 (三)检验方面。 尿素合成塔制造单位进行泄漏检验时，应当采用不具有腐蚀性的介质作为检漏介质，不得采用氨渗漏
尿素合成塔的腐蚀与防护 [摘要]：根据尿素合成塔的使用和维护情况，系统的介绍尿素合成塔不同状况下的腐蚀特点和引起腐蚀的原因，并针对不同状况下如何减缓尿素合成塔的腐蚀问题，提出相应的预防措施和注意事项。 [关键词]：尿素合成塔；腐蚀；保护；预防措施 Corrosion and prevention measure of urea reactor [ Abstract ]: according the conditions faced in practical use and maintenance ,the paper systematically discuss the behavious and causes for urea reactor corrosion in different operation conditions ,followed by prevention and control measures during operating and in shutdown and repair period . [ Key words]: urea reactor; corrosion; protection; prevention measures 前言：尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在与自然界中。目前尿素工业生产主要以液氨和二氧化碳为原料，其反应分两步进行。 第一步，液氨与二氧化碳气体作用生成氨基甲酸铵 2NH3+CO2﹦NH4COONH2+Q1 第二步，甲铵脱水转变成尿素 NH4COONH2﹦(NH2)2CO+H2O-Q2 第一步反应为放热反应，速度快，在平衡状态下，CO2转化成甲铵液的程度高。第二步反应是个微吸热的反应，速度较慢，平衡状态下甲铵液也不能全部转化为尿素，一般转化率在60%~70%，未转化的甲酸铵必须从已转化的尿素中分离出来加以回收利用，如果将未转化的甲酸铵全部回收用以制造尿素，其方法成为全循环法，现在工业中采用的基本上都是全循环法流程。除了上述主反应外，尿素合成塔内还存在副反应。在有水存在的条件下，NH3与CO2会形成铵的各种碳酸盐。尿素可以发生水解生成甲铵，甲铵进一步与水反应生成碳酸氢铵，反应如下： （NH2）2CO+H2O=NH4COONH2 NH4COONH2+H2O=(NH4)2CO3 尿素水溶液在150~160℃高温条件下会发生缩合反应，生成缩二脲和氨 2（NH2）2CO=NH2CONHCONH2+NH3 在一定温度下，尿素还可以进行同分异构化反应，生成中间产物氰酸铵和氰酸，氰酸再与尿素缩合可生成缩二脲 （NH2）2CO=NH4CNO=HCNO+NH3
编号：SM-ZD-15722 尿素合成塔安全生产使用 要点 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
尿素合成塔安全生产使用要点 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 3月21日，山东省济南市平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司一台尿素合成塔发生爆炸，造成4人死亡，1人重伤和重大财产损失。为了防止类似事故再次发生，保障人民生命财产安全，经研究，现就进一步加强尿素合成塔生产使用检验工作通知如下： 一、关于尿素合成塔的制造 (一)结构方面。 1.目前生产的尿素合成塔普遍采用单个筒节多层包扎后再焊接环焊缝的深环焊缝结构，因结构所致不能进行焊后热处理，环焊缝部位存在较大的应力集中，且焊接缺陷不易检测。鉴此原因，尿素合成塔应当尽可能避免采用深环焊缝结构，而宜选用其他结构形式。对直径小于等于1800mm的尿素合成塔，逐步采用整体多层包扎结构，具体要求可参照化工行业标准《整体多层夹紧式高压容器》(HG3129)，其层
3.21”尿素合成塔爆炸事故分析 2005年3月21日21时20分左右，平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司发生尿素合成塔爆炸事故。本次事故共造成4人死亡，32人受伤，截至3月28日直接经济损失约780万元。 一，事故基本情况 2005年3月21日，中班接班后生产稳定，合成氨生产能力17.5机，尿素正常负荷 0.75MPa。21时20分左右，尿素合成塔突然发生爆炸并起火。整个尿素车间主框架燃起大火，由十个筒节组成的尿塔塔体断为三段，由上而下第十节在原地与基础连接，第九节向西南方向打入框架二楼楼梯方向，第一节至八节整体向东北方向飞出约86m，落至造气车间前，将外管架上的部分蒸汽、软水、提氢等管道砸断，坠入地下七、八米深。爆炸产生的强烈冲击波使尿素车间主框架遭到严重破坏，并且摧毁了生产厂区内的大部分门窗玻璃。当班调度员在铜洗岗位听到爆炸声后，意识到发生了事故，启动应急救援预案，用对讲机向值班长下达了紧急停车指令。并赶到大压缩机岗位，要求停压缩机时不准开近路和放空，防止发生意外事故。在确认压缩机全部停机后，又通知总配电室电工拉闸停罗茨鼓风机。此时，供气值班长汇报造气炉均已安全停炉，并封死了气柜进出口水封，断开尿素配电室的电源。在全厂停车结束后，平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司领导组织人员到尿素车间主框架进行救援和灭火。21时50分左右，尿素车间主框架火势得到控制。22时左右，厂防化连协助消防队将大火彻底熄灭，由于平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司制订了事故应急救援预案，并在日常定期演练，事故发生时充分发挥应急救援预案的作用，避免了事故的扩大。 二，现场勘查情况 爆炸使塔体断为三部分，第一部分是基座，沿第十筒节环焊缝上侧环向断裂，在原地与基础连接，基座严重变形向南偏西45°方向倾斜与地面形成约80°的夹角，混凝土破损钢筋裸露。断口位于环焊缝上部，整个断口平齐，东北方向断面更为平坦，且多纵向裂口，该位置内数4层钢板为全平断口，全断面均能看到剪切方向向外的剪切唇，其中西南方向断口
尿素装置及尿素合成塔的安全生产 ×××股份有限公司 据不完全统计，在尿素运行装置中仅尿素合成塔爆炸事故在世界范围內至今已发生四起：美国路易斯安南州Aradian公司尿素合成塔、1995“10.7”河北迁安化肥厂?1.4米多层承压筒体尿素合成塔、2004“7.30”緬甸?1.3米单层承压筒体尿素合成塔、2005“3.21”山東平阴化肥厂?1.4米多层承压筒体尿素合成塔。由于尿素生产工艺的未知因素对尿塔設計、制造、使用、維护、捡修过程中产生的问题目前还不能完全解决，特别是通过调查发现国内为数不少的氮肥企业对设备本质安全的重视程度比较肤浅，在安全生产的先进技术装备、资金投入和科学管理等方面离防患于未然还相差甚远，所以解决企业管理者认识上的误区 加强尿素合成塔的安全生产管理很有必要。 1.浅谈在役尿素合成塔故障、缺陷与事故 1.1在役尿素合成塔结构特点 目前在役的尿素合成塔承压筒体结构可分为单层和多层板包扎卷制两种型式，都是内衬不锈钢（或钛材）衬里。单层承压筒体结构因各种因素相对较少；而多层承压筒体结构又分为以下几种型式： ⑴ 单个筒节多层包扎再焊接成筒体的深环焊缝结构，内衬8～11mm不锈钢衬里。国内在用尿素合成塔大部份都是这种型式，例如七十年代国家引进的美荷型化肥装置?2800mm尿塔也就是这类结构，此后国产化尿塔制造大都属此例。 ⑵ 多层热套筒体结构。三层40mm厚的筒体热套加工，内衬不锈钢衬里，目前国内约3台均为进口设备。 ⑶ 碳钢内筒导衬包扎结构。12mm厚衬筒包扎焊接6层卷板，借助焊接热收缩力加强包扎强度，例如日本型大化肥装置的尿塔属于这类结构。 ⑷ 整体多层夹紧式包扎结构。不锈钢内衬筒与两端封头连接成型后再夹紧卷板多层包扎，筒体不存在深环焊缝；目前这种结构的?2100mm尿塔是从德国AEX公司购买的二手设备；最大的?2500mm尿塔目前还在制造过程中。 从尿素合成塔结构特点分析： 单层承压筒体结构的尿塔要考虑制造热处理能力、检测检验能力和较高的制造成本；随着化工工艺技术的发展，目前尿素合成塔操作压力和温度已经不是在很高的范围，降低到了多层包扎筒体结构强度的允许范畴，所以选择高成本的单层筒体结构塔就比较少。 多层包扎筒体结构尿素合成塔在国内外应用较为广泛，也有比较成熟的制造工艺和技术。例如在尿塔筒体制造过程中对层板质量的?射线无损探伤检验、消除层板表面损伤缺陷和卷制机械应力工序、筒体检漏孔采用先堆焊后钻孔等加工工艺，逐步解决不锈钢衬里泄漏后生产介质进入多层卷板之间的腐蚀应力问题。 整体多层夹紧式包扎结构尿塔的使用有十多年的历史，要广泛应用可能有许多工作要做，还