焦?fàn)t煤氣制甲醇生產(chǎn)過程中存在的安全隱患及應(yīng)對(duì)措施

李春雨

摘 要：焦?fàn)t煤氣制甲醇是現(xiàn)代化學(xué)生產(chǎn)中很常見的一種生產(chǎn)工藝。分析該生產(chǎn)過程中安全生產(chǎn)相關(guān)問題，主要涉及易燃危險(xiǎn)化學(xué)品，以及生產(chǎn)階段有毒有害氣體等危險(xiǎn)因素，針對(duì)這些危險(xiǎn)因素提出了安全性和有效性的解決方案。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣;甲醇生產(chǎn);安全隱患

甲醇是我國(guó)典型的基本化學(xué)原料，廣泛應(yīng)用于有機(jī)化工產(chǎn)品中。在全球有機(jī)基本原料中，甲醇的消耗量?jī)H次于乙烯和苯，位居第三，在未來的能源領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，市場(chǎng)前景廣闊。我們的國(guó)家是一個(gè)煤礦在煤資源豐富的國(guó)家，用煤作為制備甲醇的主要原料已成為一種不可避免的趨勢(shì)。

一、在焦?fàn)t煤氣制甲醇生產(chǎn)的過程中對(duì)工藝的流程進(jìn)行簡(jiǎn)述

焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置主要包括精脫硫、甲醇合成、甲醇精餾等工藝。甲醇裝置主要以焦?fàn)t煤氣作原料，通過催化劑耐硫的含量，以低溫加工工藝為合成氣壓氣機(jī)增壓后進(jìn)入合格甲醇合成催化劑合成一欄，通過分離技術(shù)，最終將粗甲醇輸送到精餾甲醇的洗滌過程中，最終必須將標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品甲醇輸送到精餾甲醇中。脫硫過程中含硫廢物是利用硫回收產(chǎn)品回收硫的過程。

二、焦?fàn)t煤氣制甲醇生產(chǎn)過程中工程危險(xiǎn)因素分析

1.甲醇的危險(xiǎn)因素。甲醇為無色透明液體，密度為0.79，氣體相對(duì)密度為1.11，燃燒溫度為385℃，沸點(diǎn)為64.8℃。甲醇由于其物理性質(zhì)和水溶性，在特殊情況下會(huì)產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)，爆炸極限為5.5%～44%。在生產(chǎn)過程中，可將空氣中的水蒸氣混合成爆炸性混合液體。這種混合液體有很高的風(fēng)險(xiǎn)。在明火或高溫環(huán)境下，容易發(fā)生爆炸。氧化劑的反應(yīng)過程中會(huì)發(fā)生劇烈的燃燒，在火中加熱的甲醇容器容易發(fā)生爆炸。甲醇與水蒸氣混合后，得到的混合液體密度略高于空氣，可以在較低的位置擴(kuò)散。當(dāng)它遇到明火時(shí)，它會(huì)燃燒甚至爆炸。在生產(chǎn)空間，空氣中安全甲醇濃度為50 mg/m3。甲醇的燃燒事故，滅火的方法是將設(shè)備或容器含有甲醇的火場(chǎng)和公開化區(qū)域盡可能對(duì)火災(zāi)區(qū)域，確保冷卻程度由噴水，直到火停止。如果容器在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)已被燃燒變色，或在安全泄壓過程中產(chǎn)生爆裂聲，需要立即撤離現(xiàn)場(chǎng)，滅火所用的主要物質(zhì)有可溶性泡沫、二氧化碳、干粉和沙子等。

2.氫氣的危險(xiǎn)因素。甲醇產(chǎn)生一定量的氫氣，氫氣屬于易燃?xì)怏w，無色無味，相對(duì)密度為0.07%，收現(xiàn)金燃燒溫度4.4℃，沸點(diǎn)范圍大約在- 2.528℃，溶于水，氫和空氣混合，可形成氫氣混合物，面對(duì)高溫火災(zāi)或造成嚴(yán)重事故，氫氣的密度比空氣如果空氣中的氫濃度過高，可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生窒息作用。在某些氫濃度高的環(huán)境中，工人必須配備正壓空氣呼吸器，并正確穿戴符合標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)防護(hù)設(shè)備。施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域嚴(yán)禁明火，有效防止氫爆炸事故的發(fā)生;與此同時(shí)，在某些氫濃度高的作業(yè)地區(qū)，必須進(jìn)行特別的人類監(jiān)測(cè)，以監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)地區(qū)。在氫泄漏的情況下，必須立即將工作人員從整個(gè)區(qū)域疏散到風(fēng)區(qū)，同時(shí)確保適當(dāng)?shù)慕^緣;工作人員無法進(jìn)入氫泄漏區(qū)，并提供一定數(shù)量的空氣，以加速氫在空氣中的擴(kuò)散。如果發(fā)生火災(zāi)或爆炸，必須切斷氫切斷后續(xù)的氫源，熄滅火焰，如果后續(xù)的氫源不能及時(shí)切斷，火焰就不能熄滅。氫氣爆炸的滅火方法主要采用泡沫、二氧化碳、干粉等。

三、工藝過程易燃易爆危險(xiǎn)分析

在焦?fàn)t煤氣制甲醇的工藝流程中，燃燒或爆炸的危險(xiǎn)因素相對(duì)較大，而燃燒或爆炸的危險(xiǎn)因素主要是由于可燃和爆炸性氣體的泄漏，如焦?fàn)t煤氣和氫的合成氣。

1.材料性質(zhì)的影響。在生產(chǎn)過程中，所使用的原材料或半成品基本上具有較高的易燃性和爆炸性。焦?fàn)t煤氣是一種易燃?xì)怏w。其中甲醇是可燃液體的主要物質(zhì)。如果設(shè)備中甲醇的密封程度不夠，或者在實(shí)際操作中存在問題，甲醇生產(chǎn)過程中會(huì)發(fā)生意外漏氣或火災(zāi)爆炸。在甲醇合成氣中，主要的氣體是一氧化碳和氫氣。在環(huán)境壓力相對(duì)較高的情況下，強(qiáng)大的外部壓力會(huì)大大增加瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

易燃?xì)怏w在設(shè)備中很容易泄漏，導(dǎo)致設(shè)備體積迅速膨脹，然后泄漏的氣體與空氣混合形成易燃易爆物質(zhì)。此外，噴嘴泄漏后氣體流速較大，容易產(chǎn)生靜電火花，進(jìn)而點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。在高壓下，設(shè)備的材料會(huì)產(chǎn)生疲勞或腐蝕，影響設(shè)備的密封。在高壓下，氫氣對(duì)鋼容器的腐蝕作用會(huì)增大，導(dǎo)致設(shè)備和管道機(jī)械的整體強(qiáng)度不斷降低，導(dǎo)致爆炸事故。

2.高溫因素的影響。在高溫條件下，有很多易燃易爆氣體或液體燃燒事故，同時(shí)，它可以增加延續(xù)區(qū)域火災(zāi)后，在高溫表面的設(shè)備，它可能會(huì)導(dǎo)致大面積的可燃火。化工設(shè)備，內(nèi)部溫度可以達(dá)到幾百攝氏度以上，高溫條件下會(huì)導(dǎo)致必須改變金屬材料的性質(zhì)，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，并將繼續(xù)減少設(shè)備以外的剛性條件下，管道腐蝕或損壞，如果管道產(chǎn)生明顯的損害問題，和損傷面積大，所以漏氣造成的危險(xiǎn)情況將更為嚴(yán)重，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的爆炸危險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)引起煤氣中毒。在甲醇生產(chǎn)過程中，引起環(huán)境火災(zāi)的主要原因是人為明火、高溫物體靜電火花等電器。在設(shè)備的工作過程中，各部件之間的摩擦和摩擦由于缺少潤(rùn)滑劑，旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，或摩擦的火花，管道的表面溫度不斷上升，與此同時(shí)，在生產(chǎn)過程中，電器更復(fù)雜的類型和類型，然后是工作的電氣設(shè)備過熱或電氣火花的產(chǎn)生。

3.設(shè)備的易燃易爆危險(xiǎn)分析。生產(chǎn)裝置中存在的壓力容器，其安全閥或調(diào)壓閥不能正常工作，容易造成容器內(nèi)壓力過大，壓力過大會(huì)導(dǎo)致爆炸事故。在生產(chǎn)過程中，可燃?xì)怏w爆炸產(chǎn)生火花其中一個(gè)關(guān)鍵因素，同時(shí)在一些易燃水蒸汽或空氣中易燃易爆氣體濃度緩慢上升。發(fā)生明火時(shí)，可直接引起嚴(yán)重的燃燒爆炸事故。在這些領(lǐng)域可能爆炸的風(fēng)險(xiǎn)因素或其他火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域，有必要設(shè)置防靜電和閃電的預(yù)防措施防止設(shè)備產(chǎn)生明顯的電氣火花或高溫在生產(chǎn)過程中，以減少可燃物爆炸事故的發(fā)生。在項(xiàng)目過程中，包括最終產(chǎn)品甲醇，通過反應(yīng)過程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)分析可以看到，焦?fàn)t煤氣輸送過程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)因素較高，與此同時(shí)，氫在焦?fàn)t煤氣的主要成分，這三種物質(zhì)甲烷和一氧化碳，這三種物質(zhì)爆炸危險(xiǎn)程度較高，暴露在明火中很容易發(fā)生嚴(yán)重爆炸。甲醇生產(chǎn)過程中存在著機(jī)械損傷、電氣損傷等危險(xiǎn)問題。

四、案例分析

某公司選擇了德士古水煤漿氣化煤甲醇生產(chǎn)，寬了硫變換，低溫甲醇洗、中壓卡在蒸餾過程中產(chǎn)生甲醇合成和甲醇塔，和相應(yīng)的輔助設(shè)施的配套設(shè)備，基本生產(chǎn)區(qū)域火災(zāi)危險(xiǎn)類火災(zāi)或爆炸區(qū)域，生產(chǎn)過程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)因素是火災(zāi)、爆炸、中毒、熱輻射、高溫燙傷、低溫凍傷、墜落、窒息、機(jī)械損傷、觸電危險(xiǎn)等。以下是生產(chǎn)過程中有害因素的分析：

1.火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。（1）焦?fàn)t煤氣，焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)，各種脫硫轉(zhuǎn)換器、爐、氣體壓縮機(jī)轉(zhuǎn)換、甲醇合成反應(yīng)器，pre列，加壓柱和大氣柱，甲醇，甲醇產(chǎn)品中間儲(chǔ)罐、甲醇坡道載荷火車站、甲醇和甲醇油輪，甲醇循環(huán)泵和管道泄漏的氣體，氣體或中間變換，甲醇，再滿足火焰，火花，或者在高溫下，溫度很容易導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。（2）液氧或氧氣系統(tǒng)泄漏，壓力下氣流高速泄漏，容易產(chǎn)生靜電和放電火花;純氧是一種強(qiáng)氧化劑。泄漏時(shí)，高濃度的氧氣會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)遇到嚴(yán)重的氧化和易燃物質(zhì)的放熱，可能引起火災(zāi)和爆炸。純氧具有很強(qiáng)的氧化性能。如果焊渣和毛刺留在生產(chǎn)過程的設(shè)備和管道很容易被純氧氧化由于氣流的作用，金屬焊渣和毛刺很容易通過純氧氧化，金屬會(huì)引起燃燒甚至導(dǎo)致爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。在氧氣的流動(dòng)過程中，很容易產(chǎn)生靜電。接地不良或接地電阻大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電聚集和放電，引起火災(zāi)和氧氣爆炸。如果管道中有石油，由于強(qiáng)氧化作用會(huì)自燃，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)。（3）如果壓力有問題的設(shè)備設(shè)計(jì)、材料、制造和其他鏈接，或設(shè)備沒有維護(hù)和腐蝕，或者設(shè)備的內(nèi)部壓力超過壓力限制設(shè)備能承受由于違反法規(guī)和錯(cuò)誤，會(huì)發(fā)生物理爆炸，造成損失和傷害;同時(shí)，由于設(shè)備內(nèi)材料的泄漏會(huì)引起火災(zāi)和爆炸。

2.中毒或窒息危險(xiǎn)。焦?fàn)t煤氣原料、中間轉(zhuǎn)化煤氣和甲醇合成裝置中使用的甲醇產(chǎn)品對(duì)人體有不同程度的毒性和危害。焦?fàn)t煤氣含有硫化碳、硫化氫、氨、苯等。合成精餾過程中的甲醇可通過皮膚等吸入、攝取和吸收，對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊的選擇作用。它容易引起病變，以及皮膚脫脂和皮炎。當(dāng)上述生產(chǎn)物料泄漏時(shí)，不僅存在火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)，還存在中毒風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)一個(gè)事故發(fā)生在空氣分離的生產(chǎn)過程或在傳輸管道，特別是在液氧儲(chǔ)罐和氮球形罐，如果大量的氧氣和氮?dú)庑孤冻鰜淼漠a(chǎn)品，操作環(huán)境中的氧氣或氮?dú)鈱⒃诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)達(dá)到一定的濃度。如上所述，如果一個(gè)人在這個(gè)時(shí)候吸入了高濃度的氧氣或氮?dú)?，那么就有氧氣中毒或缺氧窒息的危害?/p>

3.造成凍傷?？辗诌^程的空分系統(tǒng)是低溫操作區(qū)。液氧、液氮、液態(tài)氬等低溫介質(zhì)在系統(tǒng)中泄漏，與人體接觸可引起凍傷。此外，這些設(shè)備的低溫設(shè)備、管道，如果隔熱層和冷卻層已經(jīng)暴露，直接與人體接觸也可能發(fā)生較小程度的凍傷。

4.高溫灼燙。當(dāng)工作場(chǎng)所高溫的輻射強(qiáng)度大于4.2J/cm 2.m in可引起人體過熱，產(chǎn)生一系列生理功能變化，失去體溫調(diào)節(jié)平衡，水鹽代謝紊亂，影響消化和神經(jīng)系統(tǒng)。在3.8M pa、450℃蒸汽為動(dòng)源驅(qū)動(dòng)的汽輪機(jī)本體及其附屬管道，溫度達(dá)260℃;在甲醇生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化過程是一個(gè)高溫過程，反應(yīng)溫度在1000℃左右，部分設(shè)備在原料進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐前預(yù)熱操作溫度高達(dá)500-600℃。甲醇合成工藝為中溫工藝，反應(yīng)溫度為220℃;還有很多設(shè)備和管道的運(yùn)行溫度都很高，盡管對(duì)設(shè)備采取了隔熱措施，但也會(huì)對(duì)操作者產(chǎn)生熱輻射和損傷。在設(shè)備中這些高溫設(shè)備、管道中，如果保溫層有暴露的地方，當(dāng)人體直接接觸時(shí)可能發(fā)生高溫?zé)齻?。此外，一些室外工作?chǎng)所在夏天有一定程度的高溫危險(xiǎn)。操作人員可能暴露于熱輻射中。

5.高空墜落危害。因?yàn)樵诩状己铣蛇^程中許多設(shè)備的工廠有很多是多層，設(shè)備也高，樓梯，平角鋼梯、平臺(tái)、多走路，車間會(huì)有升降口，安裝孔，和烹飪，等等，如果操作員粗心大意和傳遞，或維護(hù)，違反安全的起重操作，高空作業(yè)操作規(guī)程，并沒有采取安全措施，發(fā)生，下降，墜落物造成傷害。

6.機(jī)械損傷。甲醇裝置的旋轉(zhuǎn)設(shè)備主要有氣體壓縮機(jī)、物料輸送泵等。轉(zhuǎn)動(dòng)部件的防護(hù)罩未安裝或未腐蝕時(shí)，操作人員的衣服、長(zhǎng)發(fā)容易被擰入防護(hù)罩內(nèi)，造成人身傷害。此外，在檢查、維修設(shè)備時(shí)，如隨意操作，也可能發(fā)生劃傷、碰傷、割傷、割傷等傷害。

7.觸電。這種危害主要發(fā)生在變壓器、配電室、電力照明電路和照明電器中，生產(chǎn)設(shè)備中有各種泵的電機(jī)和輔助設(shè)備。在安裝過程中，由于選擇電氣設(shè)備的質(zhì)量差，設(shè)備或安裝質(zhì)量缺陷和故障或在工作過程和維護(hù)過程中，因?yàn)楣と藗儾荒芄ぷ靼凑针姎獍踩僮饕?guī)程操作或缺乏安全感，很可能造成電擊事故風(fēng)險(xiǎn)。

8.針對(duì)以上危險(xiǎn)因素應(yīng)采取的安全措施。

①在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格按照《化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)規(guī)范》進(jìn)行各項(xiàng)作業(yè)。②生產(chǎn)裝置和變電所電氣設(shè)備布置必須符合《中華人民共和國(guó)爆炸場(chǎng)所電氣安全規(guī)程》中防火防爆要求。③在生產(chǎn)系統(tǒng)易燃易爆的場(chǎng)所和高溫高壓設(shè)備，必須設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警儀和溫度、壓力等檢測(cè)儀表、聲光報(bào)警器和事故聯(lián)鎖停車裝置。④在高、低壓系統(tǒng)之間應(yīng)設(shè)置止逆閥等安全設(shè)施，安裝必要的監(jiān)測(cè)儀表和自動(dòng)（或手動(dòng)）泄壓設(shè)施。⑤對(duì)存在能突然超壓的管道和設(shè)備，應(yīng)安裝安全閥或防爆板，安全設(shè)施泄壓口應(yīng)朝安全方向。⑥認(rèn)真控制生產(chǎn)工藝參數(shù)，不準(zhǔn)超溫、超壓、超流速等違規(guī)操作。⑦生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備管道、貯存可燃?xì)怏w和易燃液體罐區(qū)應(yīng)設(shè)有靜電消除器。

通過本文從焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇的過程風(fēng)險(xiǎn)因素的分析可以看出，在甲醇生產(chǎn)的過程中，包括易燃易爆物質(zhì)是常見的風(fēng)險(xiǎn)因素，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的氫、一氧化碳和甲烷等，這些氣體在火的情況下，很容易產(chǎn)生爆炸。同時(shí)，生成的氣體的毒性，是一個(gè)重要的甲醇過程的安全隱患，如一氧化碳中毒或硫化物中毒，等等，都是需要注意的有關(guān)操作人員因素，通過建立良好的安全意識(shí)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)安全、高效的工業(yè)生產(chǎn)。

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