甲醇裝置的危險性及事故應急對策研究

吳曉璐

(同煤廣發(fā)化學工業(yè)有限公司，山西 大同 037000)

引 言

甲醇是一種重要有機化工原料和優(yōu)質燃料，也是未來的能源之一。煤制甲醇不僅可使國家限制開采并禁止直接燃燒的高硫煤得以利用，還可規(guī)避高硫煤直接燃燒排放造成大氣污染和酸雨的危害。因此，在我國煤制甲醇在所制造甲醇方法中占比很大，約65%以上[1]。然而，由于甲醇的物化性質及生產過程中潛在的各種危險有害因素，致使作為以高硫煤為原料生產醇烴類清潔產品的大型煤化工企業(yè)確保設備特別是人身安全的基礎上進行相關生產尤為重要。同時，一旦甲醇生產系統(tǒng)發(fā)生危險性，配備及配套相關的事故應急對策也至關重要。

1 甲醇生產裝置危險有害因素分析

同石油資源相比，甲醇具有無污染、可再生等優(yōu)勢，故甲醇生產成為人們關注的重點。然而，甲醇生產是一個復雜的、連續(xù)化的生產工藝過程，不可避免的可能會出現(xiàn)一些安全隱患。參照《企業(yè)職工傷亡事故分類標準》(GB6441-1986)，甲醇這種危險化學品生產裝置危險有害因素辨識結果如表1所示。

表1 甲醇裝置危險有害因素辨識

由表1分析，對甲醇裝置主要危險物料及潛在危害類型作如下具體說明。

1.1 主要危險物料

由表1可知，通過危險有害因素辨識，需在密閉系統(tǒng)、高溫、中高壓條件下進行的甲醇生產裝置主要危險物料有高烴、甲醇、CH4、CO、H2、過熱蒸汽、天然氣、H2S等。其中：1) CH4、H2、H2S等在危險化學品危險類別中屬于2.1類易燃氣體，火災危險性分類為甲類；2) CO在危險化學品危險類別中屬于2.1類易燃氣體，火災危險性分類為乙類；3) 甲醇在危險化學品危險類別中屬于3.2類中閃點易燃液體，火災危險性分類為甲類。

1.2 潛在危害類型

甲醇裝置主要危險有害因素有火災、爆炸、中毒、高溫燙傷等。其中：1) 燃燒和爆炸事故是由爆炸性混合物引起的，煤制甲醇生產條件為高溫、高壓，甲醇裝置所涉及的易燃品是CO、H2、甲醇和硫磺等，若其從工藝設備、管線泄漏，遇到明火會造成火災及爆炸。2) 甲醇生產過程所涉及的主要有毒有害物質有CO、H2S、甲醇等，在貯存及生產過程中若操作不當或發(fā)生意外事故，都可能造成局部地區(qū)有毒物料濃度急劇上升，吸入、誤食、經皮膚吸收將會對人體造成不同程度的危害。3) 灼燙指高溫物體燙傷、化學灼傷、火焰燒傷、低溫物體凍傷等，在甲醇裝置中，可能出現(xiàn)灼燙風險的生產環(huán)節(jié)較多，如高溫燙傷有蒸汽、鍋爐給水、熱密封水及其高溫設備燙傷，化學灼傷有供排水所用的H2SO4、NaOH和熱動所用的液氨等灼傷，火焰灼傷有鍋爐明火和熱渣灼傷、氣割明火和電焊灼傷等，低溫凍傷有低溫甲醇洗裝置和儲運液氮等設備凍傷人體等。

2 甲醇生產裝置可能事故原因及后果分析

2.1 可能的事故種類及發(fā)生形式

在人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)下，可導致各種事故發(fā)生。甲醇裝置的主要設備包括壓縮機、轉化爐、鍋爐、反應容器等，所涉及的主要危險化學品有CH4、CO、H2、H2S、甲醇、硫磺等，其可能的事故種類及發(fā)生形式，如表2所示。

表2 甲醇裝置可能的事故種類及發(fā)生形式

2.2 對應的事故原因及后果分析

1) 火災爆炸。產生原因一般有：①人的不安全行為、②設備缺陷或故障、③系統(tǒng)故障、④管道、密封件的泄漏、⑤靜電放電、⑥電火花和電弧、⑦其他因素的影響。造成的后果為：火災爆炸所產生的破壞力在特定條件下又會引發(fā)新的泄漏事故，一旦泄漏擴大，必然會造成進一步的擴散，產生一些列連鎖爆炸事故，形成惡性循環(huán)。

2) 鍋爐與壓力容器爆炸、火災危險。產生原因一般有：①因腐蝕、裂紋等強度減弱；②介質超壓，安全閥失靈；③違章操作；④出現(xiàn)疲勞紋及疲勞斷裂等；⑤容器受到較大外力沖擊等；⑥其他因素的影響。造成的后果為：重大人身傷亡，財產直接損失，甚至造成停產等重大損失。

3) 高處墜落。產生原因一般有：①平臺、扶梯過窄等；②作業(yè)點地面有油、水、冰；③其他因素的影響。造成的后果為：造成輕傷、重傷、死亡。

4) 電氣危險。產生原因一般有：①漏電、短路或過載等引起的過熱、電火花、電弧；②帶負荷拉閘、誤操作引起短路等，可能導致電弧燒傷；③雷電放電的電弧；④由雷電的電性質、熱性質和機械性質的破壞作用引起；⑤靜電放電火花等，將易燃、易爆物質引燃而造成的危害；⑥人體觸及正常運行時的帶電體或故障下的意外帶電體，使人體流過超過承受閾值的電流；⑦其他因素的影響。造成的后果為：爆炸和火災，設備、設施的損壞，電擊、事故停電等。

5) 起重傷害。產生原因一般有：①起重設備違章操作、無證操作；②防護不當、捆綁不牢；③起重超過額定起重量的重物等；④其他因素的影響。造成的后果為：高處墜落、重物打擊造成輕傷、重傷、死亡等。

6) 機械傷害。產生原因一般有：①由于各種原因被損壞、拆除，使旋轉運動部件全部或部分暴露；②其他因素的影響。造成的后果為：卷入或打擊造成輕傷、重傷等。

3 甲醇生產裝置事故應急對策

3.1 事故應急響應(救援)體系

事故應急響應是指企業(yè)在面臨突發(fā)事故時，為了防止事態(tài)進一步惡化，根據事故發(fā)生的具體情況，及時開展的各項應急救援工作。事故應急響應是企業(yè)事故應急管理的重要一環(huán)，其主要包含5方面的內容[2]，具體如第194頁圖1所示。

一旦甲醇裝置由于各種原因發(fā)生事故，應該積極啟動相應的事故應急響應(救援)體系，防止傷亡及財產損失等的進一步擴大。

圖1 事故應急響應(救援)二、三級指標及具體內容

3.2 主要事故種類的具體應急措施

1) 工藝失控導致火災爆炸。一旦甲醇裝置由于工藝上的相關失誤及操作導致工藝混亂、物料失控，則應根據事故情況采取相應工段及至全廠緊急減量或緊急停車。同時，針對已經形成的火災，及時疏散附近相關人員，并采取減壓、滅火的措施，防止火勢影響附近裝置的安全；針對已經形成的爆炸，采取急救措施，將受傷人員及時送至醫(yī)院搶救。

2) 壓力容器爆炸。如果是工藝系統(tǒng)中的壓力容器爆炸，則極可能會有易燃易爆、有毒有害物料大量外泄[3]，為了防止事故的進一步擴大，就必須立即采取緊急停車的方式。同時，根據發(fā)生事故的設備對整個裝置系統(tǒng)的影響程度，采取相對應的措施進行事故處理，如疏散人員、隔離危險區(qū)域、消毒處理等。

3) 壓力管道爆炸。壓力管道一旦發(fā)生爆炸，也極可能會有易燃易爆、有毒有害物料大量外泄，應立即緊急停車，切斷上、下游工序的工藝管線，以防止事故進一步擴大。同時，如果發(fā)生災害性事故，則應立即疏散人員、采取急救措施，并對爆炸、起火部位采取消防、噴淋冷卻等手段。

4) 電氣系統(tǒng)火災。根據發(fā)生事故的電氣系統(tǒng)對工藝裝置的影響程度，如果電氣系統(tǒng)癱瘓，可能對主要生產工藝造成嚴重影響的電氣火災，應立即停車，防止事故的進一步擴大；如果對主要生產工藝不

造成直接影響的電氣系統(tǒng)，可切斷電源，直至檢出故障并恢復正常后再行生產。

5) 人員中毒窒息。如果甲醇裝置事故引起人員中毒窒息的情況，則應按照中毒施救方法進行人工呼吸等臨時救護措施，臨時救護措施實施停止后，立即給其佩戴長管式呼吸器或空氣呼吸器，并立即送院治療。

4 結語

煤制甲醇的安全生產需要從生產設備以及生產工序方面實施，尤其是大規(guī)模甲醇生產裝置各系統(tǒng)的關聯(lián)性較強，且相互影響相互制約，更應從裝置的各個設備等入手，盡最大可能避免安全事故的發(fā)生。如果事故一旦發(fā)生，應該積極啟動相應的事故應急響應(救援)體系，并針對具體的事故類型，采取相關措施，從而避免事故的進一步擴大。