焦爐煤氣制甲醇生產(chǎn)過程中存在的安全隱患及應對措施

李春雨

摘 要：焦爐煤氣制甲醇是現(xiàn)代化學生產(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)相關問題，主要涉及易燃危險化學品，以及生產(chǎn)階段有毒有害氣體等危險因素，針對這些危險因素提出了安全性和有效性的解決方案。

關鍵詞：焦爐煤氣;甲醇生產(chǎn);安全隱患

甲醇是我國典型的基本化學原料，廣泛應用于有機化工產(chǎn)品中。在全球有機基本原料中，甲醇的消耗量僅次于乙烯和苯，位居第三，在未來的能源領域發(fā)揮著重要作用，市場前景廣闊。我們的國家是一個煤礦在煤資源豐富的國家，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。

一、在焦爐煤氣制甲醇生產(chǎn)的過程中對工藝的流程進行簡述

焦爐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。甲醇裝置主要以焦爐煤氣作原料，通過催化劑耐硫的含量，以低溫加工工藝為合成氣壓氣機增壓后進入合格甲醇合成催化劑合成一欄，通過分離技術，最終將粗甲醇輸送到精餾甲醇的洗滌過程中，最終必須將標準工業(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、焦爐煤氣制甲醇生產(chǎn)過程中工程危險因素分析

1.甲醇的危險因素。甲醇為無色透明液體，密度為0.79，氣體相對密度為1.11，燃燒溫度為385℃，沸點為64.8℃。甲醇由于其物理性質和水溶性，在特殊情況下會產(chǎn)生爆炸危險，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險。在明火或高溫環(huán)境下，容易發(fā)生爆炸。氧化劑的反應過程中會發(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散。當它遇到明火時，它會燃燒甚至爆炸。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，滅火的方法是將設備或容器含有甲醇的火場和公開化區(qū)域盡可能對火災區(qū)域，確保冷卻程度由噴水，直到火停止。如果容器在火災現(xiàn)場已被燃燒變色，或在安全泄壓過程中產(chǎn)生爆裂聲，需要立即撤離現(xiàn)場，滅火所用的主要物質有可溶性泡沫、二氧化碳、干粉和沙子等。

2.氫氣的危險因素。甲醇產(chǎn)生一定量的氫氣，氫氣屬于易燃氣體，無色無味，相對密度為0.07%，收現(xiàn)金燃燒溫度4.4℃，沸點范圍大約在- 2.528℃，溶于水，氫和空氣混合，可形成氫氣混合物，面對高溫火災或造成嚴重事故，氫氣的密度比空氣如果空氣中的氫濃度過高，可能會對人體產(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，并正確穿戴符合標準的職業(yè)防護設備。施工現(xiàn)場區(qū)域嚴禁明火，有效防止氫爆炸事故的發(fā)生;與此同時，在某些氫濃度高的作業(yè)地區(qū)，必須進行特別的人類監(jiān)測，以監(jiān)測危險地區(qū)。在氫泄漏的情況下，必須立即將工作人員從整個區(qū)域疏散到風區(qū)，同時確保適當?shù)慕^緣;工作人員無法進入氫泄漏區(qū)，并提供一定數(shù)量的空氣，以加速氫在空氣中的擴散。如果發(fā)生火災或爆炸，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分析

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

1.材料性質的影響。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。焦爐煤氣是一種易燃氣體。其中甲醇是可燃液體的主要物質。如果設備中甲醇的密封程度不夠，或者在實際操作中存在問題，甲醇生產(chǎn)過程中會發(fā)生意外漏氣或火災爆炸。在甲醇合成氣中，主要的氣體是一氧化碳和氫氣。在環(huán)境壓力相對較高的情況下，強大的外部壓力會大大增加瓦斯爆炸的風險。

易燃氣體在設備中很容易泄漏，導致設備體積迅速膨脹，然后泄漏的氣體與空氣混合形成易燃易爆物質。此外，噴嘴泄漏后氣體流速較大，容易產(chǎn)生靜電火花，進而點燃可燃氣體。在高壓下，設備的材料會產(chǎn)生疲勞或腐蝕，影響設備的密封。在高壓下，氫氣對鋼容器的腐蝕作用會增大，導致設備和管道機械的整體強度不斷降低，導致爆炸事故。

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，它可以增加延續(xù)區(qū)域火災后，在高溫表面的設備，它可能會導致大面積的可燃火。化工設備，內部溫度可以達到幾百攝氏度以上，高溫條件下會導致必須改變金屬材料的性質，對內部結構的影響，并將繼續(xù)減少設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情況將更為嚴重，不僅會造成嚴重的爆炸危險，同時也會引起煤氣中毒。在甲醇生產(chǎn)過程中，引起環(huán)境火災的主要原因是人為明火、高溫物體靜電火花等電器。在設備的工作過程中，各部件之間的摩擦和摩擦由于缺少潤滑劑，旋轉會產(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，在生產(chǎn)過程中，電器更復雜的類型和類型，然后是工作的電氣設備過熱或電氣火花的產(chǎn)生。

3.設備的易燃易爆危險分析。生產(chǎn)裝置中存在的壓力容器，其安全閥或調壓閥不能正常工作，容易造成容器內壓力過大，壓力過大會導致爆炸事故。在生產(chǎn)過程中，可燃氣體爆炸產(chǎn)生火花其中一個關鍵因素，同時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，可直接引起嚴重的燃燒爆炸事故。在這些領域可能爆炸的風險因素或其他火災風險領域，有必要設置防靜電和閃電的預防措施防止設備產(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。在項目過程中，包括最終產(chǎn)品甲醇，通過反應過程中產(chǎn)生的風險分析可以看到，焦爐煤氣輸送過程中產(chǎn)生的風險因素較高，與此同時，氫在焦爐煤氣的主要成分，這三種物質甲烷和一氧化碳，這三種物質爆炸危險程度較高，暴露在明火中很容易發(fā)生嚴重爆炸。甲醇生產(chǎn)過程中存在著機械損傷、電氣損傷等危險問題。

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，和相應的輔助設施的配套設備，基本生產(chǎn)區(qū)域火災危險類火災或爆炸區(qū)域，生產(chǎn)過程中存在的主要風險因素是火災、爆炸、中毒、熱輻射、高溫燙傷、低溫凍傷、墜落、窒息、機械損傷、觸電危險等。以下是生產(chǎn)過程中有害因素的分析：

1.火災和爆炸危險。（1）焦爐煤氣，焦爐煤氣壓縮機，各種脫硫轉換器、爐、氣體壓縮機轉換、甲醇合成反應器，pre列，加壓柱和大氣柱，甲醇，甲醇產(chǎn)品中間儲罐、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，溫度很容易導致火災和爆炸危險。（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;純氧是一種強氧化劑。泄漏時，高濃度的氧氣會在現(xiàn)場遇到嚴重的氧化和易燃物質的放熱，可能引起火災和爆炸。純氧具有很強的氧化性能。如果焊渣和毛刺留在生產(chǎn)過程的設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，金屬會引起燃燒甚至導致爆炸的風險。在氧氣的流動過程中，很容易產(chǎn)生靜電。接地不良或接地電阻大時，會產(chǎn)生靜電聚集和放電，引起火災和氧氣爆炸。如果管道中有石油，由于強氧化作用會自燃，會導致火災和爆炸的危險。（3）如果壓力有問題的設備設計、材料、制造和其他鏈接，或設備沒有維護和腐蝕，或者設備的內部壓力超過壓力限制設備能承受由于違反法規(guī)和錯誤，會發(fā)生物理爆炸，造成損失和傷害;同時，由于設備內材料的泄漏會引起火災和爆炸。

2.中毒或窒息危險。焦爐煤氣原料、中間轉化煤氣和甲醇合成裝置中使用的甲醇產(chǎn)品對人體有不同程度的毒性和危害。焦爐煤氣含有硫化碳、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，對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，對視神經(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。當上述生產(chǎn)物料泄漏時，不僅存在火災、爆炸風險，還存在中毒風險。當一個事故發(fā)生在空氣分離的生產(chǎn)過程或在傳輸管道，特別是在液氧儲罐和氮球形罐，如果大量的氧氣和氮氣泄露出來的產(chǎn)品，操作環(huán)境中的氧氣或氮氣將在很短的時間內達到一定的濃度。如上所述，如果一個人在這個時候吸入了高濃度的氧氣或氮氣，那么就有氧氣中毒或缺氧窒息的危害。

3.造成凍傷。空分過程的空分系統(tǒng)是低溫操作區(qū)。液氧、液氮、液態(tài)氬等低溫介質在系統(tǒng)中泄漏，與人體接觸可引起凍傷。此外，這些設備的低溫設備、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。當工作場所高溫的輻射強度大于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℃蒸汽為動源驅動的汽輪機本體及其附屬管道，溫度達260℃;在甲醇生產(chǎn)中，轉化過程是一個高溫過程，反應溫度在1000℃左右，部分設備在原料進入轉化爐前預熱操作溫度高達500-600℃。甲醇合成工藝為中溫工藝，反應溫度為220℃;還有很多設備和管道的運行溫度都很高，盡管對設備采取了隔熱措施，但也會對操作者產(chǎn)生熱輻射和損傷。在設備中這些高溫設備、管道中，如果保溫層有暴露的地方，當人體直接接觸時可能發(fā)生高溫燒傷。此外，一些室外工作場所在夏天有一定程度的高溫危險。操作人員可能暴露于熱輻射中。

5.高空墜落危害。因為在甲醇合成過程中許多設備的工廠有很多是多層，設備也高，樓梯，平角鋼梯、平臺、多走路，車間會有升降口，安裝孔，和烹飪，等等，如果操作員粗心大意和傳遞，或維護，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.機械損傷。甲醇裝置的旋轉設備主要有氣體壓縮機、物料輸送泵等。轉動部件的防護罩未安裝或未腐蝕時，操作人員的衣服、長發(fā)容易被擰入防護罩內，造成人身傷害。此外，在檢查、維修設備時，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)設備中有各種泵的電機和輔助設備。在安裝過程中，由于選擇電氣設備的質量差，設備或安裝質量缺陷和故障或在工作過程和維護過程中，因為工人們不能工作按照電氣安全操作規(guī)程操作或缺乏安全感，很可能造成電擊事故風險。

8.針對以上危險因素應采取的安全措施。

①在生產(chǎn)過程中嚴格按照《化學品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)規(guī)范》進行各項作業(yè)。②生產(chǎn)裝置和變電所電氣設備布置必須符合《中華人民共和國爆炸場所電氣安全規(guī)程》中防火防爆要求。③在生產(chǎn)系統(tǒng)易燃易爆的場所和高溫高壓設備，必須設置可燃氣體報警儀和溫度、壓力等檢測儀表、聲光報警器和事故聯(lián)鎖停車裝置。④在高、低壓系統(tǒng)之間應設置止逆閥等安全設施，安裝必要的監(jiān)測儀表和自動（或手動）泄壓設施。⑤對存在能突然超壓的管道和設備，應安裝安全閥或防爆板，安全設施泄壓口應朝安全方向。⑥認真控制生產(chǎn)工藝參數(shù)，不準超溫、超壓、超流速等違規(guī)操作。⑦生產(chǎn)系統(tǒng)的設備管道、貯存可燃氣體和易燃液體罐區(qū)應設有靜電消除器。

通過本文從焦爐煤氣生產(chǎn)甲醇的過程風險因素的分析可以看出，在甲醇生產(chǎn)的過程中，包括易燃易爆物質是常見的風險因素，在生產(chǎn)過程中會產(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，生成的氣體的毒性，是一個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操作人員因素，通過建立良好的安全意識，能夠更好地實現(xiàn)安全、高效的工業(yè)生產(chǎn)。

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