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1、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、一、 甲醇生产工艺简介甲醇生产工艺简介1、气化气化 a、煤浆制备由煤运系统送来的原料煤干基（25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控 制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了 控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的 PH 值，加入碱 液。出棒磨机的煤浆浓度约 65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至 气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约 65%的煤浆。磨煤 采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，
2、棒磨 机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。 煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干 煤量 4353t/h，可满足 60 万 t/a 甲醇的需要。为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择 木质磺酸类添加剂。煤浆气化需调整浆的 PH 值在 68，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出 氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的 PH 值，碱液 初步采用 42的浓度。为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨 浆水。b、气化在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。煤浆由煤浆槽
3、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发生如下主要反应：CmHnSr+m/2O2mCO+（n/2-r）H2+rH2SCO+H2OH2+CO2反应在 6.5MPa（G） 、13501400下进行。气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成 CO、H2、CO2、H2O 和少量 CH4、H2S 等气体。离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低 并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送 至变换工段。气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时 排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。气化炉及碳洗塔等排出
4、的洗涤水（称为 黑水）送往灰水处理。（c）灰水处理本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪 蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入 絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由 过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉 冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽， 由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水
5、排 往废水处理。洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送 碳洗塔循环使用。 2、变换变换在本工段将气体中的 CO 部分变换成 H2。本工段的化学反应为变换反应，以下列方程式表示：CO+H2OH2+CO2由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后，进入 气体过滤器除去杂质，然后分成两股，一部分（约为 54%）进入原料气预热器 与变换气换热至 305左右进入变换炉，与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化 剂作用下进行变换反应，出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换 副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽，自身温度降低后在原料气预热器与进变 换的粗水煤气换热，温度
6、约 335进入中压蒸汽发生器，副产 4.0MPa 蒸汽，温 度降至 270之后，进入低压蒸汽发生器温度降至 180，然后进入脱盐水加热 器、水冷却器最终冷却到 40进入低温甲醇洗 1#吸收系统。另一部分未变换的粗水煤气，进入低压蒸汽发生器使温度降至 180，副 产 0.7MPa 的低压蒸汽，然后进入脱盐水加热器回收热量，最后在水冷却器用水 冷却至 40，送入低温甲醇洗 2#吸收系统。 气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔。气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提 出溶解在水中的 CO2、H2S、NH3 后送洗涤塔给料罐回收利用；汽提产生的酸性 气体送往火炬
7、。 3、低温甲醇洗低温甲醇洗本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中 CO2、全部硫化物、其它杂质和 H2O。a、吸收系统本装置拟采用两套吸收系统，分别处理变换气和未变换气，经过甲醇吸收 净化后的变换气和未变换气混合，作为甲醇合成的新鲜气。由变换来的变换气进入原料气一级冷却器、氨冷器、进入分离器，出分离 器的变换气与循环高压闪蒸气混合后，喷入少量甲醇，以防止变换气中水蒸气 冷却后结冰，然后进入原料气二级冷却器冷却至20，进入变换气甲醇吸收 塔，依次脱除 H2S+COS、CO2 后在49出吸收塔，然后经二级原料气冷却器， 一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。净化气中 CO2 含量约 3.4%，H2
8、S+COS0.1PPm。来自甲醇再生塔经冷却的甲醇49从甲醇吸收塔顶进入，吸收塔上段为CO2 吸收段，甲醇液自上而下与气体逆流接触，脱除气体中 CO2，CO2 的指标由 甲醇循环量来控制。中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成 的温升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分进入高压闪蒸器；另一部分溶液 经氨冷器冷却后回流进入 H2S 吸收段以吸收变换气中的 H2S 和 COS，自塔底出 来的含硫富液进入 H2S 浓缩塔。为减少 H2 和 CO 损失，从高压闪蒸槽闪蒸出的 气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合，以回收 H2 和 CO。未变换 气的吸收流程同变换气的吸收流程。b、溶液
9、再生系统未变换气和变换气溶液再生系统共用一套装置。从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入 H2S 浓缩塔，进行闪蒸汽提。甲醇富液采用低压氮气汽提。高压闪蒸器上部的 无硫甲醇富液不含 H2S 从塔上部进入，在塔顶部降压膨胀。高压闪蒸器下部的 含硫甲醇富液从塔中部进入，塔底加入的氮气将 CO2 汽提出塔顶，然后经气提 氮气冷却器回收冷量后，作为尾气高点放空。富 H2S 甲醇液自 H2S 浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压，甲醇贫液冷 却器换热升温进甲醇再生塔顶部。甲醇中残存的 CO2 以及溶解的 H2S 由再沸器 提供的热量进行热再生，混和气出塔顶经多级冷却分离，甲醇一级冷
10、凝液回流， 二级冷凝液经换热进入 H2S 浓缩塔底部。分离出的酸性气体去硫回收装置。从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水分离 器，通过蒸馏分离甲醇和水。甲醇水分离器由再沸器提供。塔顶出来的气体送 到甲醇再生塔中部。塔底出来的甲醇含量小于 100PPm 的废水送水煤浆制备工序 或去全厂污水处理系统。c）氨压缩制冷从净化各制冷点蒸发后的-33气氨气体进入氨液分离器，将气体中的液粒分 离出来后进入离心式制冷压缩机一段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力，然 后进入氨冷凝器。气氨通过对冷却水放热冷凝成液体后，靠重力排入液氨贮槽。 液氨通过分配器送往各制冷设备。 4）甲醇合成及精馏甲
11、醇合成及精馏a、甲醇合成经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为 5.6MPa，与甲醇合成循环 气混合，经甲醇合成循环气压缩机增压至 6.5MPa，然后进入冷管式反应器（气 冷反应器）冷管预热到 235，进入管壳式反应器（水冷反应器）进行甲醇合 成，CO、CO2 和 H2 在 Cu-Zn 催化剂作用下，合成粗甲醇，出管壳式反应器的反 应气温度约为 240，然后进入气冷反应器壳侧继续进行甲醇合成反应，同时 预热冷管内的工艺气体，气冷反应器壳侧气体出口温度为 250，再经低压蒸 汽发生器，锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却后到 40，进入甲醇分 离器，从分离器上部出来的未反应气体进入循环气压
12、缩机压缩，返回到甲醇合 成回路。一部分循环气作为弛放气排出系统以调节合成循环圈内的惰性气体含 量，合成弛放气送至膜回收装置，回收氢气，产生的富氢气经压缩机压缩后作 为甲醇合成原料气；膜回收尾气送至甲醇蒸汽加热炉过热甲醇合成反应器副产 的中压饱和蒸汽（2.5MPa） ，将中压蒸汽过热到 400。粗甲醇从甲醇分离器底部排出，经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲 醇精馏工段。系统弛放气及甲醇膨胀槽产生的膨胀气混合送往工厂锅炉燃料系 统。甲醇合成水冷反应器副产中压蒸汽经变换过热后送工厂中压蒸汽管网。b、甲醇精馏从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、加压 塔、常压塔组成。预精馏塔塔
13、底出来的富甲醇液经加压至 0.8MPa、80，进入 加压塔下部，加压塔塔顶气体经冷凝后，一部分作为回流，一部分作为产品甲 醇送入贮存系统。由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏， 常压塔顶出来的回流液一部分回流，一部分作为精甲醇经泵送入贮存系统。常 压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。在常压塔下部设有侧线采 出，采出甲醇、乙醇和水的混合物，由汽提塔进料泵送入汽提塔，汽提塔塔顶 液体产品部分回流，其余部分作为产品送至精甲醇中间槽或送至粗甲醇贮槽。 汽提塔下部设有侧线采出，采出部分异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮 槽。汽提塔塔底排出的废水，含少量甲醇，进入沉淀池，分离出
14、杂醇和水，废 水由废水泵送至废水处理装置。 C、中间罐区甲醇精馏工序临时停车时，甲醇合成工序生产的粗甲醇，进入粗甲醇贮罐 中贮存。甲醇精馏工序恢复生产时，粗甲醇经粗甲醇泵升压后送往甲醇精馏工 序。甲醇精馏工序生产的精甲醇，进入甲醇计量罐中。二、二、 甲醇生产项目存在的主要危险有害物质及物理特性甲醇生产项目存在的主要危险有害物质及物理特性甲醇生产的火灾危险性为甲类，生产过程中存在易燃、易爆、高温、低温、 中压、有毒、窒息等危险有害因素，从原料到产品都具有较大的危险性，对职 工的生命、健康产生严重的危害，装置一旦发生火灾、爆炸事故将给国家和人 民的生命财产带来重大的损失。因此，了解掌握甲醇生产过程
15、中的危险有害因 素分析及对策措施显得尤为重要。 主要的危险物质有：一氧化碳、氢、甲醇、氧、烧碱、盐酸等。下面分别 介绍这几类物质。 一氧化碳一氧化碳：一氧化碳（carbon monoxide, CO）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。一氧化碳为甲醇合 成
16、的原料之一，因此煤气化制甲醇时防止一氧化碳中毒尤为重要。 氢氢：氢是无色无臭气体，极微溶于水、乙醇、乙醚，无毒，无腐蚀性，极 易燃烧，燃烧时火焰呈兰色，温度可达2 0 0 0 。氢氧混合燃烧火焰温度为 21002500，与氟、氯等能发生剧烈的化学反应，与空气混合能形成爆炸性混 合物，遇火星、高温能引起燃烧爆炸，比空气轻，泄露后上升滞留屋顶或容器 上部，不易自然排出，遇火源易引发爆炸。爆炸极限是4.174.2%，最小点燃能 量为0.019毫焦。 甲醇甲醇：别名：木醇，木精 。外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气 味。微有乙醇样气味，易挥发，易流动，燃烧时无烟有蓝色火焰，能与水、 乙醇、乙醚等有机溶剂互溶，能与多种化合物形成共沸混合物，能与多种化 合物形成溶剂混溶，溶解性能优于乙醇，能溶解多种无机盐，如碘化钠、 氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵和氯化钠等。易燃，与空气混合的爆炸极限为 6.0%-36.5%（体积）。有毒，一般误饮 510ml 可致眼睛 失明，大量饮用会导致死亡。 甲醇的闪点 11.11
