甲醇裝置的危險性及事故應急對策研究

吳曉璐

(同煤廣發化學工業有限公司，山西 大同 037000)

引 言

甲醇是一種重要有機化工原料和優質燃料，也是未來的能源之一。煤制甲醇不僅可使國家限制開采并禁止直接燃燒的高硫煤得以利用，還可規避高硫煤直接燃燒排放造成大氣污染和酸雨的危害。因此，在我國煤制甲醇在所制造甲醇方法中占比很大，約65%以上[1]。然而，由于甲醇的物化性質及生產過程中潛在的各種危險有害因素，致使作為以高硫煤為原料生產醇烴類清潔產品的大型煤化工企業確保設備特別是人身安全的基礎上進行相關生產尤為重要。同時，一旦甲醇生產系統發生危險性，配備及配套相關的事故應急對策也至關重要。

1 甲醇生產裝置危險有害因素分析

同石油資源相比，甲醇具有無污染、可再生等優勢，故甲醇生產成為人們關注的重點。然而，甲醇生產是一個復雜的、連續化的生產工藝過程，不可避免的可能會出現一些安全隱患。參照《企業職工傷亡事故分類標準》(GB6441-1986)，甲醇這種危險化學品生產裝置危險有害因素辨識結果如表1所示。

表1 甲醇裝置危險有害因素辨識

由表1分析，對甲醇裝置主要危險物料及潛在危害類型作如下具體說明。

1.1 主要危險物料

由表1可知，通過危險有害因素辨識，需在密閉系統、高溫、中高壓條件下進行的甲醇生產裝置主要危險物料有高烴、甲醇、CH4、CO、H2、過熱蒸汽、天然氣、H2S等。其中：1) CH4、H2、H2S等在危險化學品危險類別中屬于2.1類易燃氣體，火災危險性分類為甲類；2) CO在危險化學品危險類別中屬于2.1類易燃氣體，火災危險性分類為乙類；3) 甲醇在危險化學品危險類別中屬于3.2類中閃點易燃液體，火災危險性分類為甲類。

1.2 潛在危害類型

甲醇裝置主要危險有害因素有火災、爆炸、中毒、高溫燙傷等。其中：1) 燃燒和爆炸事故是由爆炸性混合物引起的，煤制甲醇生產條件為高溫、高壓，甲醇裝置所涉及的易燃品是CO、H2、甲醇和硫磺等，若其從工藝設備、管線泄漏，遇到明火會造成火災及爆炸。2) 甲醇生產過程所涉及的主要有毒有害物質有CO、H2S、甲醇等，在貯存及生產過程中若操作不當或發生意外事故，都可能造成局部地區有毒物料濃度急劇上升，吸入、誤食、經皮膚吸收將會對人體造成不同程度的危害。3) 灼燙指高溫物體燙傷、化學灼傷、火焰燒傷、低溫物體凍傷等，在甲醇裝置中，可能出現灼燙風險的生產環節較多，如高溫燙傷有蒸汽、鍋爐給水、熱密封水及其高溫設備燙傷，化學灼傷有供排水所用的H2SO4、NaOH和熱動所用的液氨等灼傷，火焰灼傷有鍋爐明火和熱渣灼傷、氣割明火和電焊灼傷等，低溫凍傷有低溫甲醇洗裝置和儲運液氮等設備凍傷人體等。

2 甲醇生產裝置可能事故原因及后果分析

2.1 可能的事故種類及發生形式

在人的不安全行為和物的不安全狀態下，可導致各種事故發生。甲醇裝置的主要設備包括壓縮機、轉化爐、鍋爐、反應容器等，所涉及的主要危險化學品有CH4、CO、H2、H2S、甲醇、硫磺等，其可能的事故種類及發生形式，如表2所示。

表2 甲醇裝置可能的事故種類及發生形式

2.2 對應的事故原因及后果分析

1) 火災爆炸。產生原因一般有：①人的不安全行為、②設備缺陷或故障、③系統故障、④管道、密封件的泄漏、⑤靜電放電、⑥電火花和電弧、⑦其他因素的影響。造成的后果為：火災爆炸所產生的破壞力在特定條件下又會引發新的泄漏事故，一旦泄漏擴大，必然會造成進一步的擴散，產生一些列連鎖爆炸事故，形成惡性循環。

2) 鍋爐與壓力容器爆炸、火災危險。產生原因一般有：①因腐蝕、裂紋等強度減弱；②介質超壓，安全閥失靈；③違章操作；④出現疲勞紋及疲勞斷裂等；⑤容器受到較大外力沖擊等；⑥其他因素的影響。造成的后果為：重大人身傷亡，財產直接損失，甚至造成停產等重大損失。

3) 高處墜落。產生原因一般有：①平臺、扶梯過窄等；②作業點地面有油、水、冰；③其他因素的影響。造成的后果為：造成輕傷、重傷、死亡。

4) 電氣危險。產生原因一般有：①漏電、短路或過載等引起的過熱、電火花、電弧；②帶負荷拉閘、誤操作引起短路等，可能導致電弧燒傷；③雷電放電的電弧；④由雷電的電性質、熱性質和機械性質的破壞作用引起；⑤靜電放電火花等，將易燃、易爆物質引燃而造成的危害；⑥人體觸及正常運行時的帶電體或故障下的意外帶電體，使人體流過超過承受閾值的電流；⑦其他因素的影響。造成的后果為：爆炸和火災，設備、設施的損壞，電擊、事故停電等。

5) 起重傷害。產生原因一般有：①起重設備違章操作、無證操作；②防護不當、捆綁不牢；③起重超過額定起重量的重物等；④其他因素的影響。造成的后果為：高處墜落、重物打擊造成輕傷、重傷、死亡等。

6) 機械傷害。產生原因一般有：①由于各種原因被損壞、拆除，使旋轉運動部件全部或部分暴露；②其他因素的影響。造成的后果為：卷入或打擊造成輕傷、重傷等。

3 甲醇生產裝置事故應急對策

3.1 事故應急響應(救援)體系

事故應急響應是指企業在面臨突發事故時，為了防止事態進一步惡化，根據事故發生的具體情況，及時開展的各項應急救援工作。事故應急響應是企業事故應急管理的重要一環，其主要包含5方面的內容[2]，具體如第194頁圖1所示。

一旦甲醇裝置由于各種原因發生事故，應該積極啟動相應的事故應急響應(救援)體系，防止傷亡及財產損失等的進一步擴大。

圖1 事故應急響應(救援)二、三級指標及具體內容

3.2 主要事故種類的具體應急措施

1) 工藝失控導致火災爆炸。一旦甲醇裝置由于工藝上的相關失誤及操作導致工藝混亂、物料失控，則應根據事故情況采取相應工段及至全廠緊急減量或緊急停車。同時，針對已經形成的火災，及時疏散附近相關人員，并采取減壓、滅火的措施，防止火勢影響附近裝置的安全；針對已經形成的爆炸，采取急救措施，將受傷人員及時送至醫院搶救。

2) 壓力容器爆炸。如果是工藝系統中的壓力容器爆炸，則極可能會有易燃易爆、有毒有害物料大量外泄[3]，為了防止事故的進一步擴大，就必須立即采取緊急停車的方式。同時，根據發生事故的設備對整個裝置系統的影響程度，采取相對應的措施進行事故處理，如疏散人員、隔離危險區域、消毒處理等。

3) 壓力管道爆炸。壓力管道一旦發生爆炸，也極可能會有易燃易爆、有毒有害物料大量外泄，應立即緊急停車，切斷上、下游工序的工藝管線，以防止事故進一步擴大。同時，如果發生災害性事故，則應立即疏散人員、采取急救措施，并對爆炸、起火部位采取消防、噴淋冷卻等手段。

4) 電氣系統火災。根據發生事故的電氣系統對工藝裝置的影響程度，如果電氣系統癱瘓，可能對主要生產工藝造成嚴重影響的電氣火災，應立即停車，防止事故的進一步擴大；如果對主要生產工藝不

造成直接影響的電氣系統，可切斷電源，直至檢出故障并恢復正常后再行生產。

5) 人員中毒窒息。如果甲醇裝置事故引起人員中毒窒息的情況，則應按照中毒施救方法進行人工呼吸等臨時救護措施，臨時救護措施實施停止后，立即給其佩戴長管式呼吸器或空氣呼吸器，并立即送院治療。

4 結語

煤制甲醇的安全生產需要從生產設備以及生產工序方面實施，尤其是大規模甲醇生產裝置各系統的關聯性較強，且相互影響相互制約，更應從裝置的各個設備等入手，盡最大可能避免安全事故的發生。如果事故一旦發生，應該積極啟動相應的事故應急響應(救援)體系，并針對具體的事故類型，采取相關措施，從而避免事故的進一步擴大。