淺談煤制甲醇裝置的安全設(shè)計(jì)

武韶華

摘 要：煤制甲醇生產(chǎn)裝置是煤化工生產(chǎn)中的重要組成要素，其設(shè)計(jì)的安全性也直接影響到項(xiàng)目的穩(wěn)定性與可持續(xù)性。立足于研究現(xiàn)狀，首先介紹了煤制甲醇生產(chǎn)裝置生產(chǎn)基本流程，其次對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)裝置的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了探討，最后則對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)裝置的安全設(shè)計(jì)流程與策略進(jìn)行了解析，希望可以有效提升煤制甲醇生產(chǎn)裝置的安全設(shè)計(jì)水平，為行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

關(guān)鍵詞：煤制甲醇;生產(chǎn)裝置;安全設(shè)計(jì)

0 引言

作為有機(jī)化工生產(chǎn)中必不可少的原材料，甲醇同樣也是現(xiàn)階段我國(guó)推廣使用的清潔燃料之一，是未來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的必要材料。甲醇本身屬于碳化學(xué)生產(chǎn)原材料，同樣也是煤炭實(shí)現(xiàn)其他化工產(chǎn)品有效轉(zhuǎn)化的過程原材料。由于甲醇本身具有一定的毒性，其物化性質(zhì)決定了危險(xiǎn)化學(xué)生產(chǎn)的過程特征，工程設(shè)計(jì)中主要以安全控制為主，采取科學(xué)的安全設(shè)計(jì)模式，不但可以有效提升生產(chǎn)過程的安全性，同樣也更好的迎合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范化要求，提升技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 煤制甲醇生產(chǎn)工藝流程概述

煤制甲醇生產(chǎn)過程中涉及到復(fù)雜的工藝流程，不同的工藝流程各自對(duì)應(yīng)相應(yīng)的生產(chǎn)裝置。其中包括有氣化生產(chǎn)環(huán)節(jié)、氣體變換環(huán)節(jié)、脫硫處理環(huán)節(jié)與脫碳處理環(huán)節(jié)、合成氣壓縮生產(chǎn)環(huán)節(jié)、甲醇合成與精餾環(huán)節(jié)、罐區(qū)調(diào)整等工藝類型。在生產(chǎn)過程中，煤炭是煤制甲醇生產(chǎn)工藝的主要技術(shù)原材料，借助于氣化生產(chǎn)的方式先獲得粗煤氣，隨后經(jīng)過耐硫變換轉(zhuǎn)化，再借助于低溫甲醇洗技術(shù)實(shí)施脫硫脫碳處理，隨后合格的合成氣經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，進(jìn)入到合成塔當(dāng)中，經(jīng)過催化劑的影響與作用，再受到分離提純后進(jìn)入到合成塔當(dāng)中，獲得精制甲醇產(chǎn)品。采用三塔精餾處理模式，可以進(jìn)一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量與純度水平。

2 煤制甲醇裝置安全生產(chǎn)的危險(xiǎn)因素

2.1 火災(zāi)、爆炸

煤制甲醇生產(chǎn)過程中涉及到復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中不乏有高溫、高壓生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)還需要面對(duì)原料煤、中間產(chǎn)品合成氣的影響，多種中間產(chǎn)物與最終產(chǎn)品都屬于易燃易爆的物質(zhì)，存在火災(zāi)、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)與危害。其中，燃燒、爆炸事故的發(fā)生主要與混合物的性質(zhì)有關(guān)，一旦可燃物泄漏到空氣中且具有一定的濃度，那么就存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)防范標(biāo)準(zhǔn)與處理策略，做好爆炸物的管理，可以顯著改善煤制甲醇生產(chǎn)中危險(xiǎn)因素的危險(xiǎn)性。

2.2 毒性危害

根據(jù)國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)定，對(duì)于有毒有害物質(zhì)進(jìn)行了危險(xiǎn)程度分級(jí)管理，其生產(chǎn)過程中涉及到的物質(zhì)有硫化氫、一硫化氫、氨和一氧化碳等物質(zhì)，根據(jù)如下表1所示的有毒有害物質(zhì)危險(xiǎn)程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來看，一氧化碳、硫化氫對(duì)于人體具有較大的危害，屬于高度危害物品，其余的物質(zhì)中，甲醇作為中度危害物質(zhì)，其物料本身也具有相當(dāng)程度的毒性，在生產(chǎn)、駐存過程中一旦操作不到位，都可能會(huì)出現(xiàn)意外事故，導(dǎo)致嚴(yán)重的區(qū)域有毒物質(zhì)上升，濃度急劇升高，從而出現(xiàn)中毒安全問題。所以，在煤制甲醇生產(chǎn)過程中需要著重解決毒性安全問題。

2.3 其他類型危害

煤制甲醇生產(chǎn)過程中涉及到眾多的安全因素，除去毒性危害之外，還包括有噪聲、機(jī)械傷害、高空墜落風(fēng)險(xiǎn)等等，另外，高溫危害也對(duì)工作人員的生命安全構(gòu)成較大的影響與威脅，對(duì)生產(chǎn)裝置操作人員存在一定的潛在危害。

3 煤制甲醇裝置的安全設(shè)計(jì)

煤制甲醇生產(chǎn)中實(shí)施安全設(shè)計(jì)，主要需要落實(shí)好如下幾個(gè)方面的工作：

3.1 工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)

煤制甲醇生產(chǎn)過程中需要做好工藝、設(shè)備的整體規(guī)劃，在生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的情況下，超壓的塔、容器需要做好安全閥的設(shè)置，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的一氧化碳、二氧化碳等可燃?xì)怏w的安全閥進(jìn)行控制連接，做好密閉管理，分液處理后，剩余氣體需要送入火炬焚燒環(huán)節(jié)進(jìn)行處理?？扇?xì)怏w的輸送管線、末端采用阻火器進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于進(jìn)出裝置的可燃?xì)怏w與可燃液體管道，采取邊界隔斷的處理模式。針對(duì)公用的管道與可燃?xì)怏w、可燃液體管道進(jìn)行適當(dāng)連接，采用公用工程管道設(shè)置合適的止回閥門，在根部做好切斷管理。為了避免出現(xiàn)物料揮發(fā)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)方面的損失，可以采取內(nèi)浮頂設(shè)計(jì)，做好防滲防漏處理工作。針對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)過程中的壓力容器安全問題，可以采取科學(xué)設(shè)計(jì)、制造執(zhí)行的方式，根據(jù)國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，做好壓力表的設(shè)計(jì)與安全管理，針對(duì)安全閥、爆破板以及阻火裝置進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，提升防爆阻火的效果。

3.2 總平面布置

對(duì)總平面進(jìn)行科學(xué)布置，既要遵從國(guó)家防火規(guī)范領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)要求，同時(shí)也要給房間內(nèi)部做好安全距離設(shè)置，留出充足的安全距離與管理空間，考慮到檢修以及消防需求。另外，針對(duì)除去焊縫外的部分還要做好水壓與氣密性的檢驗(yàn)，強(qiáng)化維護(hù)與管理，避免出現(xiàn)跑冒滴漏各種問題。

3.3 電氣設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中，需要做好生產(chǎn)裝置區(qū)域的調(diào)試，滿足爆炸性氣體環(huán)境的客觀要求，針對(duì)防爆區(qū)域的電氣設(shè)備，根據(jù)規(guī)范化配置要求做好防爆、隔爆電氣設(shè)備的安裝與管理，針對(duì)室內(nèi)照明的要求，采用專用防爆燈具。對(duì)于一些存在靜電風(fēng)險(xiǎn)的管道，可以采取防靜電設(shè)計(jì)的安全處理模式，從而有效避免爆炸風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。

3.4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了滿足煤制甲醇生產(chǎn)的區(qū)域控制要求，推薦選擇自動(dòng)化管理控制設(shè)備，該系統(tǒng)能夠有效提升裝置的安全度水平，采用安全儀表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝置內(nèi)部氣化爐、合成回路設(shè)備的安全聯(lián)鎖與保護(hù)，系統(tǒng)解決故障風(fēng)險(xiǎn)與問題。針對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，能夠及時(shí)協(xié)助恢復(fù)正常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定以及長(zhǎng)期高效的運(yùn)行，滿足人員、設(shè)備生產(chǎn)安全的需求。

3.5 電信設(shè)計(jì)

針對(duì)可能出現(xiàn)的泄漏區(qū)域與生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采取針對(duì)的電信設(shè)計(jì)模式。比如說氣化生產(chǎn)、變換生產(chǎn)以及精餾生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，都可以采用信號(hào)探測(cè)器在線探測(cè)的方式來進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)進(jìn)行自動(dòng)化信息警報(bào)管理，一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)自動(dòng)播報(bào)，避免風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大。

3.6 通風(fēng)設(shè)施設(shè)計(jì)

做好通風(fēng)設(shè)施的設(shè)計(jì)管理，針對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)環(huán)節(jié)而言，需要優(yōu)先做好封閉式建筑物的通風(fēng)設(shè)計(jì)，通過自然通風(fēng)模式來避免易燃易爆氣體聚集在一起。另外，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定與要求來進(jìn)行有害氣體的作業(yè)場(chǎng)所設(shè)置，實(shí)施強(qiáng)制通風(fēng)管理，可以有效降低有害氣體的負(fù)面影響。

4 總結(jié)

綜上所述，煤制甲醇生產(chǎn)過程中需要關(guān)注各種安全因素的影響，包括溫度、壓力等環(huán)節(jié)，生產(chǎn)過程中對(duì)于易燃易爆易中毒的環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，強(qiáng)化企業(yè)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)與維修，同時(shí)做好污染物管理，避免出現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備跑冒滴漏等各種問題，建立科學(xué)的管理制度，確保運(yùn)行的穩(wěn)定性與高效性，杜絕各種安全隱患的出現(xiàn)，維護(hù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

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