煤制甲醇主要危害源分析及安全生產(chǎn)策略

魏甜甜

（同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司,山西 大同 037009）

引 言

甲醇作為基礎(chǔ)化工原料,已被廣泛地應(yīng)用到甲醛、醋酸、氯甲烷、二甲醚等有機(jī)化工品的生產(chǎn)當(dāng)中,具有消耗量大、用途范圍廣的特點(diǎn),尤其是以甲醇為原料的辛烷值汽油添加劑更是得到了廣泛的應(yīng)用,因此,甲醇的市場(chǎng)前景一片大好,在未來能源領(lǐng)域中占有著很高的地位［1］。

1 煤制甲醇生產(chǎn)工藝

1.1 GSP氣化工藝

GSP氣化工藝過程主要由給料系統(tǒng)、氣化爐、粗煤氣洗滌系統(tǒng)組成。由輸送系統(tǒng)輸送來的原料煤送至煤斗,經(jīng)稱重給料機(jī)控制輸送量,進(jìn)入碾磨機(jī),并加入一定量的添加劑進(jìn)行濕磨。出碾磨機(jī)的煤漿濃度為60%～65%,經(jīng)出口槽加壓后送至氣化工段煤漿槽。

煤漿經(jīng)加壓泵加壓后連同高壓氧通過燒嘴進(jìn)入氣化爐,在氣化爐中煤漿與氧氣發(fā)生反應(yīng)。氣化反應(yīng)在氣化爐反應(yīng)段瞬間完成,生成CO等氣體。

離開氣化爐的熱氣體和熔渣進(jìn)入激冷室,降溫后出氣化爐,氣體經(jīng)洗滌、冷卻后送至變換工段。具體流程如圖1所示。

1.2 凈化裝置

此工段采用低溫甲醇洗工藝。此工藝是酸性氣體凈化技術(shù),使用冷甲醇作為吸收液,利用甲醇在低溫下對(duì)酸性氣體溶解度強(qiáng)的特性,選擇性地吸收原料氣中的C及各種雜質(zhì)。

圖1 GSP氣化工藝流程

1.3 甲醇合成

來自脫碳裝置的新鮮氣與循環(huán)氣一起經(jīng)甲醇合成壓縮機(jī)壓縮至5.14MPa后,經(jīng)過入塔氣預(yù)熱器加熱到225℃,進(jìn)入甲醇合成塔內(nèi)。

甲醇合成塔為列管式等溫反應(yīng)器,內(nèi)部有甲醇合成催化劑,外部為沸騰鍋爐水。

反應(yīng)后放出大量的熱,通過管壁傳給鍋爐水,產(chǎn)生大量中壓蒸汽,減壓后送至蒸汽管網(wǎng)。副產(chǎn)蒸汽確保了甲醇合成塔內(nèi)的壓力恒定,且反應(yīng)溫度也可以通過蒸汽壓力來調(diào)節(jié)。

甲醇合成塔（R7001）出來的合成氣,經(jīng)入塔氣預(yù)熱器（E7001）、甲醇水冷器（E7002A,E7002B）,進(jìn)入甲醇分離器（V7002）,粗甲醇在此被分離。分離出來的粗甲醇進(jìn)入甲醇膨脹槽（V7003）,減壓后送至精餾裝置。甲醇分離器（V7002）分離出來的混合氣與新鮮氣按比例混合后進(jìn)入甲醇合成塔繼續(xù)反應(yīng)［3］。具體工藝流程如第175頁圖2所示。

2 生產(chǎn)中主要危險(xiǎn)及有害物質(zhì)

甲醇生產(chǎn)過程中所涉及到的主要材料、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品種類、危險(xiǎn)級(jí)別和位置分布具體如第175頁表1所示。

圖2 合成工藝流程

3 生產(chǎn)煤制甲醇的危險(xiǎn)因素

3.1 火災(zāi)爆炸

在生產(chǎn)過程中,從原料煤到中間產(chǎn)物都有著易燃易爆且燃點(diǎn)低的特性,如,一氧化碳、氫氣、硫化氫等。生產(chǎn)過程中由于操作溫度高、壓力大,極容易引發(fā)火災(zāi)或爆炸的可能。另外,儲(chǔ)存的原料煤有自燃的可能性,而且在煤粉輸送的過程中如遇明火或高溫可引起粉塵爆炸事故。表2所示為車間內(nèi)空氣粉塵的容許質(zhì)量濃度。

表1 甲醇生產(chǎn)涉及的主要危險(xiǎn)有害物質(zhì)的種類及位置分布

表2 工作場(chǎng)所中空氣粉塵容許質(zhì)量濃度

3.2 中毒

由于在甲醇生產(chǎn)過程中含有多種有毒物質(zhì),一旦出現(xiàn)操作失誤或設(shè)備故障,會(huì)直接使有毒有害物質(zhì)泄漏,若工作人員吸入,會(huì)直接引發(fā)中毒或窒息事故。例如,煤氣凈化裝置運(yùn)行時(shí),需要用到硫化劑二硫化碳、吸收劑甲醇及冷凍劑液氨等,如果管道、閥門、儀表接頭等出現(xiàn)松動(dòng)或損壞會(huì)導(dǎo)致泄露；水處理過程中使用的鹽酸屬于中毒危害的有毒物質(zhì),如果燃料煤不能充分燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。這些問題都可引發(fā)工作人員中毒、窒息的安全事故。

3.3 灼傷燙傷

在生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)裝置內(nèi)部會(huì)存留許多低溫物料和低溫設(shè)備,如,液氧、液氮、液氨蒸發(fā)器等。一旦出現(xiàn)物料噴濺或不慎觸碰等情況,會(huì)對(duì)工作人員造成低溫凍傷等。另外,在生產(chǎn)過程中會(huì)涉及一系列的化學(xué)反應(yīng),設(shè)備外部溫度較高,加之熱力管道及換熱設(shè)備多,若保護(hù)措施或操作不當(dāng),會(huì)對(duì)工作人員造成高溫燙傷或化學(xué)灼傷。又如,在水處理過程中會(huì)用到鹽酸、氫氧化鈉等,具有極強(qiáng)的腐蝕性,如果接觸到此類物質(zhì)會(huì)形成嚴(yán)重灼傷,同時(shí)對(duì)設(shè)備造成腐蝕［2］。

3.4 其他危險(xiǎn)因素

甲醇生產(chǎn)過程中除上述幾種主要的內(nèi)在危險(xiǎn)因素外,還存在著較多的外在危險(xiǎn)因素,如,觸電、物體打擊、機(jī)械傷害、高處墜落、噪音污染等。這些外在因素同樣對(duì)安全生產(chǎn)存在極大的隱患。

4 煤制甲醇的安全生產(chǎn)策略

4.1 提高生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化控制

煤氣化爐是煤制甲醇生產(chǎn)工藝的重要環(huán)節(jié),也是生產(chǎn)單位需要中間監(jiān)控的單元。由于煤氣化爐控制的項(xiàng)目較多,因此,應(yīng)設(shè)置煤氣化爐緊急停車系統(tǒng)、燒嘴氧氣緊急停車系統(tǒng)等,從而提升其應(yīng)急能力［3］。

加氫反應(yīng)釜和氫氣壓縮機(jī)是加氫工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元。針對(duì)加氫反應(yīng)釜和低壓分離器設(shè)置液位低低聯(lián)鎖和高高聯(lián)鎖；設(shè)置壓力及溫度控制,通過控制進(jìn)料量及溫度來調(diào)節(jié)壓力；通過對(duì)變換氣的溫度及加熱蒸汽的控制來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

氧化反應(yīng)釜是氧化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元。通過調(diào)節(jié)燃燒爐的空氣流量對(duì)尾氣中的配比進(jìn)行控制,以此滿足生產(chǎn)條件；調(diào)節(jié)過程氣的蒸汽流量來控制反應(yīng)器的溫度,從而滿足最佳反應(yīng)溫度。

4.2 提高對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的重點(diǎn)監(jiān)管

甲醇生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)原料均為易燃易爆、有毒有害危險(xiǎn)化學(xué)品,一旦出現(xiàn)人為操作失誤或設(shè)備故障導(dǎo)致的泄漏,會(huì)引發(fā)重大安全事故,對(duì)人員造成的傷害和直接經(jīng)濟(jì)損失都無法估量。危險(xiǎn)品和危害種類如表3所示。因此,應(yīng)根據(jù)不同介質(zhì)安裝相匹配的檢測(cè)報(bào)警裝置；提升工作人員的安全意識(shí),對(duì)易發(fā)生泄漏的設(shè)備及區(qū)域加大檢查和監(jiān)管力度；加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控室的管理,以此提升整個(gè)廠區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

4.3 基于安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃廠區(qū)

廠區(qū)整體布置要符合國家安全生產(chǎn)的最高標(biāo)準(zhǔn)。首先,要根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)衛(wèi)生的要求,對(duì)分區(qū)進(jìn)行合理規(guī)劃。分區(qū)內(nèi)部相互間要保持間距,并設(shè)安全通道。其次,甲類生產(chǎn)設(shè)施,如,甲醇生產(chǎn)裝置區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)、裝車平臺(tái)等,必須嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃,保持相互間的安全防火間距及規(guī)范生產(chǎn)操作。最后,廠房的建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料要嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)規(guī)定,廠區(qū)的地形及路面的規(guī)劃要嚴(yán)格依據(jù)交通密度和安全因素來確定,為安全生產(chǎn)構(gòu)建良好的基礎(chǔ)環(huán)境。

5 結(jié)束語

甲醇作為一種新型能源,不僅是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料,也是一種可再生的石油替代品,隨著甲醇在眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,安全生產(chǎn)成為當(dāng)務(wù)之急。本文針對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)過程中危害因素的分析提出了煤制甲醇安全生產(chǎn)的具體措施,從而提高了煤制甲醇的生產(chǎn)安全水平。

表3 危險(xiǎn)品和危害種類

參考文獻(xiàn)：

［1］ 邵永飛.煤制甲醇生產(chǎn)過程中存在的安全隱患及應(yīng)對(duì)措施［J］.化工管理,2017（1）：109－109.

［2］ 徐龍軍.煤制甲醇裝置酸性氣體脫除工藝技術(shù)的選擇分析［J］.化工設(shè)計(jì)通訊,2017,43（9）：9.

［3］ 相少華.煤制甲醇工藝設(shè)備及能耗的幾點(diǎn)分析［J］.能源技術(shù)與管理,2017,42（3）：150－151.