甲醇装置生产的危害因素分析及控制

张旭

【摘 要】分析了甲醇装置生产单元的主要危险危害因素,提出了装置设计及安全管理的保障措施.

【期刊名称】《石油和化工设备》 【年(卷),期】2011(014)003 【总页数】4页(P51-54)

【关键词】甲醇装置;危害因素;安全责任制;分析控制 【作 者】张旭

【作者单位】吐哈油田公司甲醇厂,新疆,鄯善,838202 【正文语种】中 文

吐哈油田公司甲醇厂是新疆区内以天然气为原料的甲醇生产企业。装置原设计生产能力8万吨/年，2006年扩建后，生产能力达到24万吨/年。装置以天然气和水蒸气为原料，采用纯氧二段转化工艺制取甲醇合成气，通过鲁齐低压合成生产工艺制取粗甲醇，采用三塔精馏制取精甲醇。主装置有制氧、动力、余热发电等辅助装置各1套。甲醇生产属化工生产企业中甲类企业，生产中的物料为天然气（主要成分为甲烷）、甲醇、氢气、一氧化碳、纯氧等，采用的天然气二段纯氧制甲醇工艺决定了生产过程具有高温、低温、中压、易燃、易爆、有毒、窒息性和腐蚀性等多种危害因素同时存在的危险。装置工艺过程复杂，生产操作要求高，物料危险性大。从事甲醇生产的单位和个人必须充分了解其危害性，加强控制和防范。

1.1 甲醇生产过程火灾、爆炸危害分析

甲醇生产中存在着火灾爆炸危险因素，主要包括： （1）原料、中间产物、产品具有易燃易爆特性

甲醇生产采用的原料天然气、中间产物氢气和一氧化碳、产品甲醇均是易燃易爆物质，发生火灾爆炸的危险性较大，操作或使用不当发生泄漏，或者空气中的氧气混入系统中，就可能引发火灾爆炸事故。 （2）高温操作带来的危险性

甲醇生产中操作温度高是引起工艺中可燃物料着火爆炸的一个重要因素。高温的表面易引起与之接触的可燃物着火；高温下的转化气、合成气（主要成分为氢气、一氧化碳），一旦空气混入并与之达到爆炸极限时，极易在设备和管道内发生爆炸；一段炉、二段炉内的操作温度已超过氢气、一氧化碳的自燃点，转化气一旦泄漏即能引起燃烧爆炸；高温也能使可燃气体的爆炸极限扩大，由于爆炸极限的加宽，也可使其危险性增加。 （3）高压运行带来的危险性

操作压力高可使可燃气体爆炸极限加宽，尤其对爆炸上限影响较大；处于高压下的可燃气体一旦泄漏，高压气体体积迅速膨胀，与空气形成爆炸性混合气体，又因速流较大与喷口处摩擦产生静电火花导致着火爆炸。高压下能加剧氢气、氮气等对钢材造成的氢蚀及渗氮作用，使设备机械强度降低，导致物质爆炸。 （4）生产过程中使用火源的危险性

甲醇生产过程中引起可燃气体着火的火源种类较多，有明火、高温物质、电气火花及静电火花等。

（5）使用纯氧转化工艺的危险性

转化过程采用纯氧转化工艺，由于使用纯氧，可燃气体在纯氧中的爆炸极限大于在空气中的爆炸极限，如果工艺控制不当，或检修后置换不合格，二段炉内残留氧

—可燃气体的混合物，很容易引起火灾爆炸事故。 1.2 甲醇生产过程有毒、有害危害分析

甲醇生产过程中很多物料对人体有毒害作用，如脱硫过程中的硫化氢，转化气中的一氧化碳，产品甲醇等，这些物质均能使人中毒，中毒严重可导致死亡。甲醇储罐储量大，一旦储罐发生泄漏，会使储罐周围的设施笼罩在甲醇蒸气中，造成大面积人员中毒。

在开停车过程中，由于设备、管道等需要利用氮气进行置换，以及设备中残存一些高浓度的窒息性物料，如二氧化碳气体、天然气等，一旦通风不良，或者在进入这些设备之前没有检测其氧含量，操作人员未采取良好的防护措施，盲目进入设备，将造成窒息性危险。表2是装置中主要危险介质职业危害清单。 1.3 甲醇生产过程腐蚀性危害分析

甲醇生产中主要腐蚀性物质是脱盐水装置中的盐酸和烧碱。盐酸、烧碱均为强腐蚀性物质，对人体和设备具有强烈的腐蚀性，人员接触将造成严重灼伤。 1.4 甲醇生产过程高温危害分析

甲醇生产中多个单元操作均为高温操作或是强放热反应，工艺气体和设备的温度很高，操作不当有可能造成设备损坏，使高温介质外泄造成烫伤。高温高压的蒸汽等物料正常或事故条件下的外泄也可能造成烫伤，操作人员一旦接触外露的高温设备和管线也会造成高温烫伤。 1.5 甲醇生产单元主要危害因素汇总 2.1 设计安全保证措施

2.1.1装置的工艺选用、设备材料选择应严格遵循成熟、安全、可靠、合理、经济的原则，能够保证装置长周期安全运行。

甲醇生产装置采用较为成熟的二段纯氧蒸汽转化工艺。该生产工艺经国内外专家及行业人士评估认为是先进、安全、可靠的，从而大大降低了生产过程中潜在的火灾、

爆炸危险，提高了装置的本质安全性。

对存在甲酸、乙酸及碳酸的环境采用奥氏体不锈钢或碳钢加防腐层。对于氢分压及操作温度较高的设备采用铬钼钢材料防止氢腐蚀。合成塔因存在碳酸腐蚀，故工艺冷凝液汽提塔筒体和工艺接管、内件、填料均采用奥氏体不锈钢，使设备在严格保证安全可靠长周期运行的同时，尽量减少维修次数及费用。

2.1.2 工艺管道、电器及其它设备严格按相关规范设计，降低火灾、爆炸、中毒及其它各类安全风险，满足安全生产的控制要求。

根据规范和火灾爆炸危险区域的划分选用相应的防爆电气设备、配线及开关。强化设备、管道、阀门的密封措施，防止天然气、转化气、合成气及甲醇等可燃物料泄漏而引起火灾或爆炸事故。精馏工序中各含醇溶液输送泵全部选用无泄漏的屏蔽电泵，避免了因密封件老化造成甲醇泄漏，大大降低了人员接触有毒有害物质的几率。 对火灾爆炸危险区域内可能受到火灾威胁的关键阀门、控制仪表、电气电缆均采取有效耐火保护措施。爆炸危险区域内的所有电缆全部选用阻燃型铜芯电缆。在爆炸区域内的电缆不允许存在中间接头。电缆沟至电缆室、电缆室或厂房至配电室电气柜的开孔部位，在电缆贯穿隔墙楼板的孔洞处采用阻燃材料封堵。

整个生产过程采用密闭操作，防止中毒、灼伤危害。对散发热量的设备、管线均采取了有效的绝热措施。生产涉及的工艺厂房采用开敞式框架结构，有利于通风散热。对表面温度超过60℃的设备和管道，在距地面或工作平台高度2.1m范围内或距操作平台周围0.75m范围内设防烫伤隔热层。选用低噪声设备，采取消声、隔声、吸声、隔振等措施降低噪声危害。

2.1.3生产自控实现集中远程控制，出现异常状况可在极短时间实现停车，消防系统安全可靠。

生产装置采用DCS控制系统，实现对整个装置的集中监控。当操作条件不正常时，可自动调节并报警，操作条件达到极限值时，可自动停车。同时所有关键部位设置

安全连锁保护及紧急停车ESD系统。ESD系统应独立于DCS系统的可编程序逻辑控制器（PLC），这样可保证在事故工况下，实现远程控制，将全厂装置安全停下来，并保证所有调节阀在仪表空气系统故障时均处于安全位置。

装置按石油化工设计相关规范和消防管理规定在关键有毒有害部位安装了针对不同危险介质的可燃气体报警仪、有毒有害气体报警仪、火焰检测报警仪等仪表并安装电视监控，可随时发现异常情况，实现第一时间的应急处理。

2.1.4 防火安全距离及防雷防机械伤害等设计符合相关规范，可有效保证装置和人员安全。

针对装置中潜在的危害因素，在设计中保证：总图布置中设施之间保持足够的安全距离；易燃易爆区建构筑物耐火等级符合设计要求，并尽量采用开敞式结构，生产厂房选取足够的安全泄压系数；设备设计严格选材、优质设计、加强密封；对雷击、静电火花、触电及机械伤害、高处坠落、噪声、高温烫伤等潜在危险，在设计中分别采取设置防雷防静电接地、防触电安全接地、设置安全栏、封闭罩、操作平台、消声器、隔离罩、设置保温绝热层等各项措施保证安全。

2.2 严格执行安全管理控制措施，落实安全责任，实现装置安全生产和员工安全作业。

2.2.1 强化安全管理制度，层层落实安全责任。

按照“人、机、法、环”的管理原则，推行安全生产责任制，全员分级分类签订安全生产责任书，明确安全管理方针、目标和保证措施，每个员工在岗位操作中恪尽职守，认真履行各自的安全生产权利和义务，实现整体安全生产目标。 2.2.2 停工后生产交检修、开工前检修交生产两个关键环节应认真交接确认。 这两个关键环节都必须明确双方的管理职责和界面，落实交接标准和内容，由各级验收小组按专业分工进行检查和确认。大小检修项目都应制定检修方案及防范措施，办理《检修任务书》，严格执行作业确认管理制度，禁止一切明火，严禁吸烟，严

格控制作业区内的焊接、切割等动火作业，合理布置设备，避免热辐射成为点火源。 2.2.3 加强工艺管理，严格执行操作规程，生产过程应全程受控。

选择最佳生产工况，并在实践中不断完善，杜绝超温、超压、超负荷运行。严格执行检查、确认、签字、许可程序，防止意外事故发生。

2.2.4 科学使用及维护安全防护用品，避免受到生产施工中的危害因素伤害。 各涉害岗位应足额配备安全防护用品，如防酸碱服、防毒面具、空气呼吸器、耐高温服、耐低温服、安全带、耳塞、防噪耳罩等。安全防护用品应专人专管，并定期检查、维护、更换。严格按照国家相关法律法规为职工建立健康档案，对所有岗位涉及职业危害的人员按要求进行职业健康检查和保护。 2.2.5 做好员工的安全教育和培训，提高员工安全技能。

化工企业中安全生产教育和培训十分重要。每一员工入职前须进行三级安全教育，考试合格后方可上岗。开展定期班组安全教育活动，学习突发情况的处理方法和国内外同类企业的典型事故案例，提高员工处理突发问题的应急能力。制定并演练事故应急预案，确保事故状态下，指挥、通讯、物资供应、安全警戒、救护伤员及恢复生产等各项工作有条不紊地进行，把人员伤害和财产损失降低到最小。 甲醇生产属高危行业，装置的安全应首先从设计入手，这是装置安全生产的基础和前提。在努力提高本质安全的基础上，必须通过有效的安全管理，才能保证装置真正实现安全运行，生产中涉及的危害因素得到有效控制。在现有装置已有效安全运行的情况下，进一步加强安全管理，提升员工的安全素质，及时消除安全隐患，各项安全制度得到严格有效实施，是安全保证措施的最有效途径。

【相关文献】

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