《化工安全工程概论》课程论文.doc
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甲醇生产项目存在的危险有害因素分析与安全对策措施浅析一、 甲醇生产工艺简介 甲醇是一种透明、无色、易燃、有毒的液体,略带酒精味。熔点97.8度,沸点64.8度,闪点12.22度,自燃点47度,相对密度0.7915(20度/4度),爆炸极限下限6%,上限36.5%,能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。它是重要有机化工原料和优质燃料。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一。甲醇亦可代替汽油作燃料使用。1、生产原理 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉,在气化炉中煤浆与氧气发生主要下列反应:CmHnSr+m/2O2mCO+(n/2-r)H2+rH2SCO+H2OH2+CO2在反应6.5mpa,13501400下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成,生成CO、H2、CO2、和少量CH4、H2S等气体. CO+H2OH2+CO2; CO2+3H2CH3OH+H2O2、反应工序 本工程以焦炉煤气为原料,选用湿法加干法脱硫,纯氧催化部分氧化转化,低压合成,三塔精馏工艺。a)湿法脱硫(原料气的制备) 首先将来自焦化厂气柜加压站的粗脱硫煤气(H2S:200mg/Nm3)进入本工程脱硫塔,与塔顶喷淋下来的烤胶脱硫液逆流接触洗涤、补雾段除去雾滴后送至焦炉气压缩气柜。 b)焦炉气压缩 将来自气柜H2S含量小于20mg/Nm3 、200mmH2O、温度40的焦炉气,到一入总油水分离器分离油水,到一段入口缓冲器减压缓冲,进入一段气缸加压至0.23MPa(绝),温度130,经一段出口缓冲器减压缓冲,进入一段水冷却器冷却至40,一段油水分离器分离油水后,进入二段入口缓冲器减压缓冲,经二段气缸加压至0.491 MPa(绝)温度130经二段出口缓冲器减压缓冲,二段水冷却器冷却至40,二段油水分离器分离油水后,进入三段入口缓冲器减压缓冲,经三段气缸加压至11.10 MPa(绝),温度130经三段出口缓冲器减压缓冲,三段水冷却器冷却至40,三段油水分离器分离油水后,进入四段入口缓冲器减压缓冲经四段气缸加压至2.5 MPa,温度130,经四段出口缓冲器减压缓冲,四段水冷却器冷却至40,四段油水分离器分离油水后,送精脱硫转化段。 C)转化工段焦炉气来自压缩机的压力2.5MPa,温度40的焦炉气经过过滤器.过滤器分离掉油水与杂质。再经预脱硫槽脱除大部分无机硫后去转化工段焦炉气初预热器预300压力2.5MPa。 回精脱硫的一级加氢转化器,气体中的有机硫在此进行加氢转化生成无机硫;不饱和烃生成饱和烃。加氢后的气体进入中温脱硫槽脱除绝大部分的无机硫;之后再经过二级加氢转化将残余的有机硫进行转化;最后经过中温氧化把关。使出口焦炉气中总硫0.1ppm后送至转化工序。 d)合成工段来自转化的新鲜原料气(压力2.0Mpa,温度40)进入二合一合成气压缩机组经一段压缩后,与合成塔未反应的循环气(压力5.4Mpa,温度40)混合,再经过二段压缩(压力5.9Mpa,温度73),出压缩机的混合气体去甲醇合成工段。 来自合成气压缩(630#)的合成气,温度73,压力5.9 MPa,经气气换热器预热到225,进入甲醇合成塔,在催化剂的作用下进行甲醇合成反应 CO+2H2=CH3OH+Q、CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q及副反应4CO+8H2=C4H9OH+3H2O等e)精馏从合成工段来的粗甲醇,温度40,压力0.5MPa(g),通过粗甲醇缓冲槽,流量为19043.231kg/h,经粗甲醇预热器预热到65进入预精馏塔,调节粗甲醇缓冲槽液位的多余粗甲醇送入粗甲醇中间槽。当合成产量无法保证预塔进料时,启动粗甲醇泵补充进料。二、 甲醇生产项目存在的主要危险有害物质及物理特性1、一氧化碳 一氧化碳纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01,密度1.250g/l,冰点为-207,沸点-190。在水中的溶解度甚低,但易溶于氨水。空气混合爆炸极限为12.5%74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而使血红蛋白不能与氧气结合,从而引起机体组织出现缺氧,导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下,煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。2、氢氢气是无色并且密度比空气小的气体。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。另外,在101千帕压强下,温度-252.87时,氢气可转变成无色的液体;-259.1时,变成雪状固体。常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。3、甲醇液态甲醇易挥发,比重比空气大,其气体聚积于通风不良处不易扩散,如滞留于地沟或窖井中,可能形成中毒或火灾、爆炸危害。甲醇蒸气与空气混合时爆炸下限为5.5%(体积),上限为36.5%(体积),甲醇蒸气与空气形成的爆炸混合物,其爆炸极限温度随混合气体中甲醇浓度的增加而降低。甲醇主要作用于神经系统,对神经系统具有明显的麻醉作用,对视神经和视网膜具有特殊的选择性,由于醇脱氢酶的作用,导致细胞发生退行性病变,使视神经萎缩,严重者导致失明。此外甲醇蒸气对呼吸道和粘膜也有强烈的刺激作用4、氧 液氧或氧气系统发生泄漏 ,压力下高速泄漏的气流容易产生静 电并放电产生火花 ;纯氧为强氧化 剂,如发生泄漏 ,则高浓度氧遇到现场存在的易燃物质能剧烈氧化放热 ,有引发火灾、爆炸的危险。纯氧具有极强的氧化性能 ,如果设备 、管路 内在制作 过程中,遗留的焊渣 、毛刺等由于气流的作用,金属焊渣 、 毛刺极易被纯氧所氧化 ,而引发金属燃烧 ,甚至有发生爆炸的危险。氧气在流动过程中,容易产生静电,如果接地不 良或 接地 电阻大 ,会造成静电集聚并放电 ,有导致氧气火灾爆炸的危险。5、烧碱氢氧化钠俗称烧碱,在本项目中主要用于甲醇预精馏工序、热电分厂水处理工序、供水分厂净水工序,由于氢氧化钠属于第8.2类,碱性腐蚀品,具有强刺激性,因此在配置与使用过程中存在一定的危险性。氢氧化钠为白色不透明固体,易溶于水、乙醇、甘油,不溶于丙酮,易潮解,其相对分子量:40.0,熔点: 318.4,相对水密度 :2.12,与酸发生中和反应并放热。遇潮时对铝、锌和锡有腐蚀性,并放出易燃易爆的氢气或产生有害的毒性烟雾。固体的氢氧化钠不会燃烧,遇水和水蒸气大量放热,并形成腐蚀性溶液。氢氧化钠有强烈刺激性和腐蚀性,粉尘刺激眼和呼吸道、腐蚀鼻中隔;皮肤和眼直接接触引起灼伤;误服可造成消化道灼伤、粘膜糜烂、出血和休克。侵入途径主要为吸入、食入。因此稀释或制备溶液时,应把碱加入水中,避免沸腾和飞溅。6、盐酸盐酸无色透明液体。为氯化氢的水溶液。在空气中冒烟,有刺激性气味,味酸。能与水和乙醇任意混溶,溶于苯。呈强酸性。能与许多金属和金属的氧化物起作用,能与碱中和,与磷、硫等非金属均无作用。有腐蚀性。三、甲醇生产项目存在的危险有害因素分析1、火灾 焦炉气压缩机、甲醇槽车、甲醇循环泵及其管线若发生煤气、中间转化或甲醇的泄漏,又在遇到明火、火花或处在高温高热环境下,就极易导致火灾及爆炸危险液氧或氧气系统发生泄漏,压力下高速泄漏的气流,容易产生静电并放电产生火花;纯氧为强氧化剂,如发生泄漏,则高浓度氧遇到现场存在的易燃物质能剧烈氧化放热,有引发火灾、爆炸的危险。 区域内或生产区域外建(构)筑物为有可能出现明火的场所,若建构筑物与生产区域内危险设施的间距不足,易造成火源与合适浓度的可燃性气体相遇,引发事故。另一方面,当一个设施设备出现火灾,若防火间距不足时,易诱发另一个设施设备火灾;或当生产区域内发生火灾事故,若防火间距不足时,易诱发生产区域外建构筑物火灾,造成更大的损失 电气线路老化、绝缘破损、短路、私拉乱接、超负荷用电、过载、接线不规范、发热、电器使用管理不当等易引起火灾。雷击引起火灾。由于没有采取可靠的防雷措施,导致雷击直接击中储罐或装卸设施,或者在储罐或装卸设施上产生感应电荷积聚放电,都会导致甲醇、甲醛燃烧或甲醇、甲醛与空气混合气爆炸。 2、爆炸(化学爆炸、物理爆炸)甲醇是易挥发性液体,属于甲类火灾危险性物质,贮存不好或发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。原料液体甲醇经蒸发器加热蒸发后变成甲醇蒸气,蒸发系统不得泄漏,否则在压力作用下甲醇气体以高速喷出,产生静电或遇明火,极易发生火灾爆炸。气态甲醇与空气混合能形成爆炸性混合气体,一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。气态甲醇的爆炸速度极大,火焰温度在1000以上,标准状况下,1m3气态甲醇完全燃烧,发热量高达数万千焦,爆炸所产生的冲击波超压与同能量的TNT爆炸产生的超压相似。由于它燃烧热值大,爆炸速度快,瞬间就会完成化学性变化,破坏性特别强。过热器到氧化器的入口,存在甲醇和空气两种成分,系爆炸性混合物;氧化器出口存在甲醇、甲醛、H2,CO,CH4和02等6种成分,也系爆炸性混合物。因此,无论在氧化器的进口或出口,只要遇火源,就会立即发生燃烧、爆炸事故。吸收操作是在吸收塔中将反应气中的绝大部分甲醛用水吸收下来,未被吸收的尾气送至尾气锅炉进行燃烧处理。在该操作过程中所涉及的气体系爆炸性混合物,如果设备发生泄漏,可能引起燃烧、爆炸事故。3、中毒 甲醇合成装置所使用的焦炉煤气原料、中间转化气和甲醇产品对人体有不同程度的毒性与危害。焦炉煤气中含有一氧硫化碳、硫化氢、氨气、苯等多种对人体伤害过程快、后果严重的易中毒;合成精馏过程中的甲醇可以通过吸入食入、经皮吸收等途径,对人体中枢神经有麻醉作用,对视神经和视网膜有特殊选择作用,易引起病变,还会引起皮肤出现脱脂、皮炎等状况;当以上生产物料发生泄漏时,不仅有火灾、爆炸危险,亦同时存在中毒危险。4、灼伤(化学灼伤(腐蚀)与高温灼伤) 合成甲醇过程为中温工艺,反应温度在220,装置内还有不少设备、管线操作温度都很高,尽管对设备采取了隔热保温措施,也仍然能产生热辐射而对操作人员造成伤害,装置中的这些高温设备、管线、若隔热保温层有脱露之处,人体直接接触时可能会发生高温灼烧。5、机械伤害 甲醇装置中的转动设备主要是气体压缩机、物料输送机泵等,当转动部位的防护罩如未装设或发生锈蚀损坏,作业人员的衣服、长发易被绞入而发生人体伤害;此外,在检查、维修设备时,也可能发生刮、碰、割、切等伤害。6、触电 引起触电事故的主要原因,除了设备缺陷、设计不周等技术因素外,大部分是由于违章指挥、违章操作引起的,常见的有:1)不填写操作票或不执行监护制度,不使用或使用不合格绝缘工具和电气工具;2)线路检修时不装设或未按规定装设接地线;3)线路或电气设备工作完毕,未办理工作票终结手续,就对停电设备恢复送电;4)在带电设备附近进行作业,不符合安全距离或无监护措施;5)开合闸操作不核对设备名称、编号、位置状态;6)工作人员擅自扩大作业范围,违章作业等。7)带电设备不定期清理灰尘:带电体由于灰尘堆积使其绝缘水平下降,从而导致人员触电,特别是在有煤尘聚集的场所发生触电的可能性更大。7、高空坠落与物体打击在地面以上2m高处作业的平台、辅体、走道扶栏等处,若有损伤、松动、打滑或不符合规范要求,当操作者不慎失去平衡时有高处坠落的危险。设备的巡检和维修作业,由于斜梯、栏杆等不符合安全使用要求或操作人员劳动防护措施选择不当,防护用具有缺陷,都有造成高处坠落的可能,户外作业,尤其在霜期和雨雪天气里,发生高处坠落的可能性会明显增大。四、针对危险因素应采取的安全措施1、甲醇防火、防爆安全措施 (1)必须加强火源管理,认真执行“安全生产动火制度”的规 定,防止火灾爆炸事故的发生。(2)认真执行本规程“27”规定。(3)禁止无阻火器的机动车辆进入生产区域。(4)禁止使用汽油等易燃液体擦洗设备、用具和衣服。(5)从事明火作业和属于易燃易爆岗位工作的各种职工必须穿 戴规定的劳动保护服装进入生产岗位。(6)厂房的建筑、易燃物品的贮存与生产工艺装置的 平面布置必须符合建筑设计防火规范、炼油化工企 业设计防火规定的有关要求。(7)生产车间电气设备的布置和安装(包括临时用电设 备)必须符合中华人民共和国爆炸场所电气安全规程 中防火防爆要求。(8)在生产系统可能引起火灾、爆炸的部位,应设置温 度、压力等检测仪表、声光报警器和事故停车联锁装置。2、防中毒窒息措施(1)严格控制工艺参数,保持工艺稳定性,杜绝超温超压等工艺条件骤变,减小甲醇、一氧化碳等气体的泄漏量。(2)合理选择设备型式和材质,并做好维护保养工作,保证设备、管道、阀门的强度。(3)采用 DCS 等自动控制系统,设置有毒、可燃气体报警仪,以便及时发现处理。(4)加强个体防护,正确选择和使用有效的防毒口罩或防毒面具。3、防化学灼伤措施烧碱等具有腐蚀性。因此在整个生产过程中凡人身有可能接触到上述有害物质而引起灼伤、 刺激或伤害皮肤、眼睛的区域均设置紧急淋浴器和洗眼器。4、安全管理措施(1)完善安全管理制度并按规定考核,提高操作人员和管理人员自我防护安全意识。(2)加强日常安全教育培训,规范作业人员安全操作。(3)定期开展事故应急救援预案演习,掌握消气防器材、防毒面具的使用以及现场各类作业的全过程防护等。五、结语 甲醇生产过程中的主要危险有害因素是火灾爆炸、化学灼伤、毒物、触电、噪声、冻伤、高处坠落和机械伤害应当重点采取措施进行防治,确保防护措施到位,达到安全生产的目的。- 配套讲稿:
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