淺析煤制甲醇危險(xiǎn)性及安全管控措施

趙志華

(同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西 大同 037000)

引 言

甲醇是一種重要有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。在我國，煤制甲醇在所制造甲醇方法中占比很大，約65%以上，且其發(fā)展有利于我國煤炭資源的充分合理利用[1]。目前，我國煤制甲醇工藝技術(shù)雖然相對(duì)成熟。然而在煤制甲醇生產(chǎn)具體開展過程中，由于甲醇的物化性質(zhì)及生產(chǎn)儲(chǔ)存過程中潛在的各種危險(xiǎn)因素，不可避免的可能會(huì)出現(xiàn)一些安全隱患，進(jìn)而導(dǎo)致重大的人身財(cái)產(chǎn)損失。因此，認(rèn)清煤制甲醇危險(xiǎn)性，并通過對(duì)危險(xiǎn)有害因素的辨識(shí)，做好安全管控措施，確保生產(chǎn)系統(tǒng)的“安、穩(wěn)、長、優(yōu)、滿”，具有重大的意義。

1 煤制甲醇主要生產(chǎn)工藝流程

煤制甲醇的實(shí)質(zhì)是對(duì)煤的一種深加工和再處理，是在一定高溫、高壓下，基于煤氣化合成氣，合成氣催化合成甲醇的生產(chǎn)工藝。發(fā)展煤制甲醇產(chǎn)業(yè)，是近年化工行業(yè)高速發(fā)展的需求。煤制甲醇工藝一般包括空分、水煤漿制備、氣化、變換、低溫甲醇洗、甲醇合成及精餾等。

煤制甲醇具體工藝步驟為[2]。1) 水煤漿制備。原料煤中加入添加劑、助溶劑和水磨制成水煤漿。2) 氣化。在特定的設(shè)備內(nèi)及一定溫度、壓力下，使煤中有機(jī)質(zhì)燃燒，轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的合成氣(粗煤氣)。3) 變換。由于合成甲醇的合成氣要求較高的H2/CO，最佳氫碳比H2/CO為2，故此步驟將合成氣通過水煤氣變換調(diào)整H2/CO，得到合適氨碳比的變換氣。4) 低溫甲醇洗。變換氣通過低溫甲醇洗工藝凈化，脫碳脫硫，得到凈化氣。5) 甲醇合成。凈化氣與富氫氣及循環(huán)氣進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)加壓至合成塔，在觸媒的作用下反應(yīng)生成甲醇。煤制甲醇主要生產(chǎn)工藝流程，如圖1所示。

圖1 煤制甲醇主要工藝流程圖

2 煤制甲醇生產(chǎn)單元危險(xiǎn)性分析

2.1 主要危險(xiǎn)物質(zhì)及其分布

根據(jù)工藝生產(chǎn)流程及所使用的原料、(中間)產(chǎn)品等分析可知，煤制甲醇裝置中主要危險(xiǎn)物質(zhì)主要有CH3OH、H2、CO、H2S等，其主要分布在空分、氣化、變換等生產(chǎn)裝置及熱電、循環(huán)水站、空壓站等輔助裝置，具體分布如第113頁表1、表2所示。

表1、表2中，酸性氣、丙烯、液化氣、甲醇、硫磺等均為易燃易爆物質(zhì)，CO、酸性氣、H2S、SO2和產(chǎn)品甲醇等均為有毒物質(zhì)，氮?dú)狻鍤獾葹榧冎舷⑿晕镔|(zhì)，鹽酸、液堿等為腐蝕性物質(zhì)，因此，甲醇裝置在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)物質(zhì)可導(dǎo)致火災(zāi)爆炸、中毒窒息及化學(xué)灼傷等事故。另外，電器設(shè)備的使用，易引發(fā)觸電事故；高溫設(shè)備、高溫物料的存在，容易發(fā)生高溫燙傷事故；液氮、液氧等低溫液體的存在，會(huì)產(chǎn)生凍傷；皮帶輸送機(jī)、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)，容易發(fā)生機(jī)械傷害事故；壓縮機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲傷害等。

表1 煤制甲醇主生產(chǎn)裝置危險(xiǎn)物質(zhì)及其分布

同時(shí)，從表1、表2可知，煤制甲醇的危險(xiǎn)物質(zhì)主要分布在主生產(chǎn)裝置及其部位，主要危險(xiǎn)有害因素是火災(zāi)、爆炸、中毒窒息；其次分布在輔助設(shè)施及其部位，危險(xiǎn)有害因素是灼燙、觸電、機(jī)械傷害、高處墜落等。

表2 煤制甲醇輔助設(shè)施主要危險(xiǎn)物質(zhì)及其分布

2.2 危險(xiǎn)有害因素及危險(xiǎn)度分析

由2.1可知，煤制甲醇的危險(xiǎn)物質(zhì)會(huì)引起一定的、相應(yīng)的危險(xiǎn)有害因素，根據(jù)危險(xiǎn)物質(zhì)性及煤制甲醇裝置的特征分析可得，煤制甲醇危險(xiǎn)有害因素有火災(zāi)爆炸、中毒窒息、灼燙等。其中，火災(zāi)爆炸及中毒窒息是甲醇生產(chǎn)最為普、嚴(yán)重的危險(xiǎn)因素，因?yàn)椴僮魃杂胁簧鳎状忌a(chǎn)系統(tǒng)便會(huì)進(jìn)入空氣或不純物質(zhì)，進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn)，因此對(duì)此要予以高度重視。煤制甲醇各單元(部位)危險(xiǎn)有害因素及危險(xiǎn)度分析，如表3所示。

表3 煤制甲醇各單元(部位)危險(xiǎn)有害因素及危險(xiǎn)度分析

由表3可以看出，煤制甲醇危險(xiǎn)度等級(jí)為Ⅰ級(jí)的高度危險(xiǎn)的各單元(部位)約10余個(gè)，相對(duì)較多，如氣化、變換、低溫甲醇洗等；危險(xiǎn)度等級(jí)為Ⅱ級(jí)的中度危險(xiǎn)的相對(duì)較少，有液氧、液氮、液氬儲(chǔ)罐等；只有空分裝置的危險(xiǎn)度等級(jí)為低度危險(xiǎn)[3]。

3 煤制甲醇的安全生產(chǎn)策略

3.1 推進(jìn)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理體系運(yùn)行

煤制甲醇中有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)大量存在，而有效推行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理理念，強(qiáng)調(diào)“預(yù)控”原則，建立安全管理組織機(jī)構(gòu)和體系運(yùn)行機(jī)制，可推進(jìn)安全生產(chǎn)責(zé)任全面落實(shí)。具體的，可將煤制甲醇安全管理的目標(biāo)分解，按照“一崗雙責(zé)、業(yè)務(wù)保安、屬地管理”的要求，重點(diǎn)消除危險(xiǎn)源等事故內(nèi)因及人、設(shè)備不安全因素等事故外因，并以動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控為核心，以防護(hù)性裝置為本質(zhì)安全保障，內(nèi)外因相結(jié)合，消除安全隱患，預(yù)防事故的發(fā)生。

3.2 加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的重點(diǎn)監(jiān)管

危險(xiǎn)化學(xué)品具有易燃易爆、有毒有害性，我國《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》已對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品作了明確的處置和管理對(duì)策。甲醇生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)原料均為危險(xiǎn)化學(xué)品，為了避免危險(xiǎn)化學(xué)品泄露等引發(fā)重大安全事故，應(yīng)提升生產(chǎn)工作人員的安全意識(shí)，并對(duì)其加強(qiáng)入場一級(jí)安全培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)由“要我安全”到“我要安全”的觀念轉(zhuǎn)變；同時(shí)，加大對(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，并根據(jù)不同介質(zhì)安裝相匹配的檢測報(bào)警裝置，以此提升廠區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.3 提高生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化控制水平

生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化控制可以在一定程度上減少人的不安全行為的發(fā)生，并檢測出設(shè)備的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全條件等現(xiàn)象，因此，對(duì)于煤制甲醇生產(chǎn)工藝而言，提高生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化控制水平可以有效的降低事故發(fā)生率。煤氣化爐是煤制甲醇生產(chǎn)工藝的重要環(huán)節(jié)，可通過設(shè)置煤氣化爐緊急停車系統(tǒng)等提升其應(yīng)急能力；氧化反應(yīng)釜是氧化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元，可通過調(diào)節(jié)過程氣的蒸汽流量來控制反應(yīng)器的溫度到最佳；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，可通過控制進(jìn)料量及溫度調(diào)節(jié)壓力，控制變換氣溫度及加熱蒸汽進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

3.4 提升安全生產(chǎn)基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)

我國對(duì)煤化工項(xiàng)目廠區(qū)及其建設(shè)有相關(guān)的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，煤制甲醇項(xiàng)目屬于高危險(xiǎn)煤化工項(xiàng)目，因此廠區(qū)整體布置要符合國家安全生產(chǎn)的最高標(biāo)準(zhǔn)，以從廠區(qū)建設(shè)的源頭來預(yù)控安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。具體的，要根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)、安全、衛(wèi)生的要求，對(duì)分區(qū)進(jìn)行合理規(guī)劃；廠房的建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料等，要嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)規(guī)定；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，必須保持相互間的安全防火間距及規(guī)范生產(chǎn)操作，為安全生產(chǎn)構(gòu)建良好的基礎(chǔ)環(huán)境。

此外，設(shè)置合理的應(yīng)急救助方案、使用一些性能較好的高端設(shè)備、加強(qiáng)對(duì)于國家有關(guān)方面政策的學(xué)習(xí)等也是促進(jìn)煤制甲醇安全生產(chǎn)的適宜措施。

4 結(jié)語

甲醇作為一種新型能源，隨著其在眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，安全生產(chǎn)成為當(dāng)務(wù)之急。因此，對(duì)于煤制甲醇的安全生產(chǎn)工作要加強(qiáng)重視，在分析并掌握煤制甲醇生產(chǎn)單元危險(xiǎn)性及危險(xiǎn)度的基礎(chǔ)上，提升安全生產(chǎn)基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)，制定科學(xué)可行的生產(chǎn)工藝，推進(jìn)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理體系運(yùn)行，從人、機(jī)、料、法等各方面來提升安全生產(chǎn)能力，為我國煤制甲醇產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展提供有力保障。