甲醇生产工艺过程的安全措施分析

1、 甲醇生产工艺过程的安全措施分析 姓名： 学号： 专业： 院系： 甲醇生产工艺过程的安全措施分析 甲醇又名木醇、木酒精，英文名： Methanol; Methyl alcohol;Carbinol;Wood alcohol; Wood spirit; Methyl hydroxide;它是无色、透明、高度挥发、易燃液体，略有酒精气味。分子式 CH4O，分子量32.04，相对密度0.792(20/4)，熔点-97.8，沸点64.5，闪点 12.22，自燃点463.89，蒸气密度1.11，蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2)。蒸气与空气混合物爆炸下限636.5 % ，能与水、乙醇、乙

2、醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易着火。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，甲醇是假酒的主要成分，过多食用会导致失明，甚至死亡！作为化工原料,甲醇主要用于生产甲醛,其消耗量约占甲醇总量的4050。其次用作甲基化剂,生产丙烯酸甲酯（见丙烯酸酯）、甲基丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲烷氯化物等。甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等，甲醇也是生产敌百虫、甲基对硫磷、多菌灵等农药的原料。由甲醇生产醋酸，以及甲醇与异丁烯反应生产甲基叔丁基

3、醚，发展很快，用量逐年增大。甲醇经生物发酵可生产甲醇蛋白，用作饲料添加剂。甲醇不但是重要的化工原料，而且是优良的能源和车用燃料，它可直接用于发电站,或经ZSM-5分子筛的催化作用转化成汽油,或与汽油混合直接用作车用燃料,专为此而生产的甲醇称为燃料甲醇。一、甲醇生产工艺的简述生产方法 目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。一氧化碳加氢合成甲醇是一个可逆放热反应，甲醇的平衡浓度随温度的上升和压力的下降而迅速降低。为了加速反应,必须采用催化剂，合成甲醇的反应压力决定于催化剂的活性。锌-铬催化剂活性差，需要较高的反应温度，必须采用高压。铜系催化剂活性好、反应温度低，所需压力也

4、相应降低。典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。 天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。转化炉设置有辐射室与对流室，在高温，催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应。重油部分氧化需在高温气化炉中进行。以固体燃料为原料时，可用间歇气化或连续气化制水煤气。间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂，将吹风、制气阶段分开进行，连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行。 甲醇生产中所使用的多种催化剂，如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性，必

5、须将硫化物除净。气体脱硫方法可分为两类，一类是干法脱硫，一类是湿法脱硫。干法脱硫设备简单，但由于反应速率较慢，设备比较庞大。湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的，是典型的复合气-固相催化反应过程。随着甲醇合成催化剂技术的不断发展，目前总的趋势是由高压向低、中压发展。 粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质，需要精制。精制过程包括精馏与化学处理。化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质，并调节PH。精馏主要是除去易挥发组分，如二甲醚、以及难以挥发的组分，如乙醇高级醇、水等。 甲醇生产的总流程长，工艺复杂，根据不同原料与不同的净化

6、方法可以演变为多种生产流程。甲醇的具体生产方法1. 天然气制甲醇的生产方法天然气是制造甲醇的主要原料，天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气。以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压下进行的。由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取。 由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可

7、以由转化炉烟道气中回收。另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分。天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3，转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇。 2. 煤、焦炭制甲醇的生产方法煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料。用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制。 用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤、焦

8、炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法。国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用 UCJ炉.在国外对于煤的气化,目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、鲁奇(Lurge)及温克勒(Winkler)三种。还有第二、第三代煤气化炉的炉型主要有德士古(Texaco)及谢尔-柯柏斯(Shell-Koppers)等。用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序。使过量的

9、一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去，原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇。3油制甲醇的生产方法工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油。原油精馏所得的220以下的馏分称为轻油,又称石脑油。以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等。目前用石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法，石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行，转化炉设置有辐射室与对流室,在高温、催化剂存在下进行烃类蒸汽转化反应。石脑油经蒸汽转化后,其组成恰可满足合成甲醇之需要，既无需在转化前后补加二氧化

10、碳或设二段转化,也无需经变换、脱碳调整其组成。 重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物。以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径。裂解法需在1400以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多。 重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇合成使用。重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部

11、分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇所需之组成。合成后的粗甲醇需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇。 4联醇生产方法与合成氨联合生产甲醇简称联醇,这是一种合成气的净化工艺,以替代我国不少合成氨生产用铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺。 联醇生产的工艺条件是在压缩机五段出口与铜洗工序进口之间增加一套甲醇合成的装置,包括甲醇合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇贮槽等有关设备,工艺流程是压缩机五段出口气体先进人甲醇合成塔,大部分原先要在铜洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔内与氢气反应生成甲醇,联产甲醇后进入铜洗工序的气体一氧化碳

12、含量明显降低,减轻了铜洗负荷,同时变换工序的一氧化碳指标可适量放宽,降低了变换的蒸汽消耗,而且压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,压缩机电耗降低。 联产甲醇后能耗降低较明显,可使每吨氨节电50kw.h,节省蒸汽0.4t,折合能耗为200万kJ。联醇工艺流程必须重视原料气的精脱硫和精馏等工序,以保证甲醇催化剂使用寿命和甲醇产品质量。甲醇合成塔methyl alcohol converter 用以进行一氧化碳加氢合成甲醇的反应设备，由简体、催化剂支承装置、换热构件和气体分布器等组成。 图49 甲醇合成塔1催化剂；2筒体；3冷却管；4换热器；5分布器；6环隙甲醇合成反应是强放热过程，反应温度

13、较高，可用高压、中压和低压不同的工艺。由于工艺及反应热的移出方法不同，有不同形式的合成塔。按冷却方法分为直接冷却的冷激式和间接冷却的冷管式及列管式合成塔。冷激式合成塔内部无换热构件，其反应床层分为若干绝热段，两段之间加入冷的原料气使反应气体直接冷却。冷管式合成塔的内部有换热构件，并把双套管置于催化剂层内，由原料气通过管壁间接带走反应热。列管式合成塔的结构类似管壳式换热器，反应热由管外的锅炉给水带走，同时产生高压蒸汽。 工艺程序1、原料气的制备 合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成

14、主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。2净化净化有两个方面：一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。原料气中硫的含量即使降至1ppm，对

15、铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。脱硫的方法一般有湿法和干法两种。脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。二是调节原料气的组成，使氢碳比例达到前述甲醇合成的比例要求，其方法有两种。（1）变换。如果原料气中一氧化碳含量过高（如水煤气、重质油部分氧化气），则采取蒸汽部分转换的方法，使其形成如下变化反应：CO+H2O H2 + CO2。

16、这样增加了有效组分氢气，提高了系统中能的利用效率。若造成CO2多余，也比较容易脱除。（2）脱碳。如果原料气中二氧化碳含量过多，使氢碳比例过小，可以采用脱碳方法除去部分二氧化碳。脱碳方法一般采用溶液吸收，有物理吸收和化学吸收两种方法。3压缩通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高低主要视催化剂的性能而定。4合成根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240270或360400，通过催化剂进行合成反应，生成甲醇。由于受催化剂选择性的限制，生成甲醇的同时，还有许多副反应伴随发生，所以得到的产品是以甲醇为主和水以及多种有机杂质混合的溶液，即粗甲醇。5蒸馏粗甲醇通过蒸

17、馏方法清除其中有机杂质和水，而制得符合一定质量标准的较纯的甲醇。称精甲醇。同时，可能获得少量副产物。1.生产工艺甲醇的生产工艺过程分为合成气(氢和一氧化碳)的制造、甲醇的合成和精制3部分。2合成气的制造根据原料的不同，有以下几种方法：(1)天然气蒸汽转化法以天然气为原料制合成气生产甲醇，这是国内外发展的趋势。此法优点是：投资少，成本低，运输方便，操作简单。因此，充分利用天然气合成甲醇，是国内外主要的发展方向。(2)煤气化法由煤制合成气。(3)重油部分氧化法油品(石脑油、重油、渣油等)部分氧化制合成气的工艺，主要有德士古和壳牌两个著名的方法。德士古系采用高压气化技术；壳牌系采用中压气化技术。3.

18、甲醇的合成方法目前世界上合成甲醇的工业生产方法有美国卜内门(ICI)公司的低压和中压法，德国鲁奇(Lurgi)公司的低压和中压法，日本三菱瓦斯化学公司MGC低压法，丹麦托普索公司节能型低压法以及德国巴斯夫(BASF)公司的高压法等。我国小规模装置主要采用高压法，引进装置则采用低压法。其中川维引进ICI法，齐鲁引进鲁奇法。与高压法比较低压法的优点是：能量消耗少，操作费用低，产品纯度高，设备费用低，故新建厂大多采用低压法。国内低压法已经投入生产，并对催化剂进行了研究，已取得了好的进展。(1)德国巴斯夫公司的高压法这是最先实现工业化的甲醇生产工艺，由于其操作条件苛刻，能耗大，成本高，所以已逐步被中、

19、低压法工艺所取代。(2)ICI低压法这是目前工业上广泛采用的合成甲醇的方法。其工艺过程为：脱硫、转化、压缩、合成、精馏。特点：在采用不同原料时开车简单，操作可靠，并且不同生产能力的工厂均能使用离心式压缩机，产品纯度高，能充分利用反应热。(3)鲁奇渣油联醇法，我国山东齐鲁石化公司引进此方法。特点：热利用率高，在能量利用方面经济效果大。目前低压法合成甲醇工艺中，鲁奇法和ICI法在技术上比较成熟。 (4)中压法(ICI)公司、丹麦托普索公司、日本三菱瓦斯化学公司都有成功的方法，中压法与低压法相比，工艺过程相同，但在投资和综合指标上都要略高一点。4.工艺流程说明(1)转化工段：由管网来的天然气压力为1

20、15MPa，温度为常温，其硫含量为01ppm。经原料气压缩机升压至25MPa，进入蒸汽转化炉预热到250，然后天然气与汽提塔顶出口汽提蒸汽相混合，混合后的水碳比由汽提塔的蒸汽加入量调节，使混合原料气的水碳比为3左右。然后再经对流段的原料蒸汽混合气加热盘管加热至510，进入一段转化炉管内，发生转化反应。在此，天然气与蒸汽反应生成H2 、CO、CO 2，反应后出炉管的气体温度为800左右，出口CH4 约为30。工艺气首先经过废热锅炉，产生39MPa的蒸汽。然后经过锅炉给水加热器，将脱盐水加热至225，这时，转化气去预精馏塔塔底再沸器，回收工艺气中的大部分低位能，工艺气出预精馏塔塔底再沸器后经水冷分

21、水后，即得到新鲜合成气。 (2)合成工段：合成气经合成气压缩机压缩，与循环气混合升压至55MPa后，首先经过合成塔进出气换热器加热，进入合成塔，合成气进塔温度为225左右，在此，合成气进行甲醇合成反应，放出的热量用于产生蒸汽。反应后的气体出塔温度为255，甲醇出口浓度为55左右。出合成塔的高温气体热量用于加热入塔合成气，然后经水冷至40左右，冷凝分离出粗甲醇。不凝的气体经驰放少量惰性气体后，大部分循环回合成气压缩机循环段，与新鲜气混合再进合成塔。弛放气大部分返回至一段炉作燃料使用。ICI反应器属等温型列管反应器，反应热靠管外沸腾的水很快移走，产生39MPa的饱和蒸汽。该蒸汽降压后和转化工段产生

22、的39MPa的饱和蒸汽一起过热到360，作为合成压缩机驱动透平的动力，以及汽提塔的汽提蒸汽。(3)精馏工段：预塔操作压力0103MPa，粗甲醇送入预塔前须加热到沸点70，然后在塔内分离成塔顶气和塔底液，塔顶气主要是含甲醇的轻馏分，塔底再沸器用合成气加热保持塔底液在沸腾状态。由于预塔顶引出的轻馏分量甚少，可考虑将其直接送一段转化炉作燃料。预塔后甲醇的蒸馏采用节能型蒸馏流程，即用两个串联的蒸馏塔实现甲醇的精馏，一塔在061MPa运行，塔顶可获得120的甲醇馏出物，且作为二塔再沸器热源。塔顶气冷凝后即成为高质量的甲醇产品，其产量约占总产量的55。塔底液在142左右通过上述料釜液换热器降温到约91入二

23、塔，二塔操作压力为0103MPa。常压精馏塔塔底污水含甲醇01。本流程将上述废水大部分作萃取水循环用于预塔，余量则送往转化工段中的汽提塔经汽提处理后，作除盐水回收，从而实现了甲醇蒸馏过程中废水的零排放。(4)蒸汽平衡：整个甲醇装置共有二处可副产蒸汽，一是一段转化后工艺气，温度为800的转化废热锅炉；二是甲醇合成塔废锅。两废锅副产蒸汽，它们的压力为39MPa，这些蒸汽再在一段炉对流段中的蒸汽过热器过热至360左右，然后供中压蒸汽用户合成压缩机驱动透平以及汽提塔。合成压缩机驱动透平为抽汽凝汽式，抽出的06MPa低压蒸汽供精馏、脱氧槽等低压蒸汽用户用，中低压蒸汽管网与老厂联网，便于互相调剂，稳定生产

24、，节省投资。整个装置的冷凝液全部回收，送往除盐水站净化处理。5.消耗指标每吨甲醇耗970763 m 3天然气，其中生产每吨甲醇燃烧270 m 3天然气，转化天然气70076m3 ，尾气量1200万1300万m 3 甲醇。6.三废情况(1)废气：甲醇装置废气排放点为一段转化炉烟气囱排出烟道气，其主要成分为CO2，O2 ，N2 ，对大气无毒害物质，环境无控制指标；(2)废水：主要排出废水为甲醇精馏塔塔底废水和转化酸性冷凝液，废水可送至除盐水再处理后用作锅炉给水，产生的废气进入转化炉回收利用，做到无污水排放：(3)废澶：主要是旧触媒更换排出，旧触媒多为贵金属成分，需要送回催化剂厂回收处理。下面简述高

25、压法、中压法、低压法三种方法及区别：高压法：高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂,在300400,30MPa高温高压下合成甲醇的过程。自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后,差不多有50年的时间,世界上合成甲醇生产都沿用这种方法,仅在设计上有某些细节不同,例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类,反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式,有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等。近几年来,我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术,出口气体中甲醇含量4%左右,反应温度230-290。 中压法：中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的,由于

26、低压法操作压力低,导致设备体积相当庞大,不利于甲醇生产的大型化。因此发展了压力为10MPa左右的甲醇合成中压法，它能更有效地降低建厂费用和甲醇生产成本。例如ICI公司研究成功了51-2型铜基催化剂,其化学组成和活性与低压合成催化剂51-1型差不多,只是催化剂的晶体结构不相同,制造成本比51-1型高贵。由于这种催化剂在较高压力下也能维持较长的寿命,从而使ICI公司有可能将原有的5MPa的合成压力提高到l0MPa,所用合成塔与低压法相同也是四段冷激式,其流程和设备与低压法类似。低压法：ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法。从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产

27、工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力5MPa。ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度。低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统。70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术)。80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置。一、甲醇生产存在的危险因素 危险物质甲醇生产的火灾危险性为甲类，生产过程中存在易燃、易

28、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中的危险有害因素分析及对策措施显得尤为重要。生产过程中物料和产品的危险有害因素分析原料合成气的危险特性：甲醇的生产是利用合成气中的一氧化碳（二氧化碳）与氢在催化剂的作用下反应生产甲醇。一氧化碳和氢都具有较大的火灾危险性，一氧化碳是无色、无臭气体，不易液化和固化，微溶于水，能溶于乙醇和苯，易燃烧，火焰呈兰色，温度达2 0 9 5 ，有毒，空气中最大容许浓度为3 0毫克/米3，狗一次吸入全致死浓

29、度为4 0毫克/米3，爆炸极限是12.574.2%，最易引爆浓度35.2%，最大爆炸压力61.8牛/厘米2，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇火源有爆炸危险。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。产品甲醇的危险特性，甲醇是无色澄清易挥发液，能溶于水、醇和醚。易燃，有麻

30、醉作用，有毒，对眼睛有影响，严重时可致失明，在空气中最高容许浓度为5 0毫克/米3，大鼠经口半数致死量为12880毫克/千克，大鼠一次吸入全致死浓度200毫克/米3，闪点11.11，自燃点385，爆炸极限6.736%，燃烧时无火焰，其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，遇明火，高温，氧化剂有燃烧爆炸危险，与铬酸，高氯酸，高氯酸铅反应剧烈，有爆炸危险。辅助物料氨的危险特性：氨是无色，有刺激性恶抽的气体，水溶液呈碱性，有较强的腐蚀性，与眼睛，皮肤接触易发生严重灼伤，气体大量泄露会危及人畜健康和生命，空气中氨气浓度达15.727.4%时，遇火星会引起燃烧爆炸，有油类存在时，更增加燃烧危险。 1.火灾爆炸危

31、险 1.1 焦炉煤气柜、焦炉气压缩机、各种脱硫转化器、转化炉、转化气压缩机、甲醇合成反应器、预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、甲醇产品贮罐、甲醇中间储罐、甲醇装车台、甲醇装车铁路站台、甲醇槽车、甲醇循环泵及其管线若发生煤气、中间转化气或甲醇的泄漏，又再遇到明火、火花或处在高温高热环境下，就极易导致火灾及爆炸危险。 1.2 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

32、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；管路内若存在油污，会由于强烈的氧化作用而发生自燃，进而引发火灾爆炸的危险。 1.3 带压设备若由于设计、材质、制造等各环节存在问题，或设备得不到维护而锈蚀、腐蚀、或若由于操作违章、失误致使设备内压超过设备本身所能承受的压力极限，则会发生物理性爆炸，造成损失与伤害；同时会由于设备内的物料泄漏再引发火灾爆炸的危害。 2.中毒或窒息危害 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

33、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。当空分工序的生产发生意外或输送管线、特别是液氧储罐以及氮气球罐发生意外时，若其产品氧、氮气大量泄漏，就会在短时间内致使作业环境中的氧或氮达到一定的浓度；如前所述，此时人若吸入过高浓度的氧或氮气，则有氧中毒或缺氧窒息的危害。 3.冻伤危害 空分工序的空气分离系统为低温作业区。系统中的液氧、液氮、液氩等低温介

34、质，如发生泄漏，接触到人体可以造成冻伤。另外，装置中的这些低温设备、管线，若隔热保冷层有脱露之处，人体直接接触时也可能会发生程度较轻的冻伤。 4.高温灼烫 当工作场所的高温辐射强度大于4.2J/cm2.min时，可使人体过热，产生一系列生理功能变化，体温调节失去平衡，水盐代谢出现紊乱，消化及神经系统受到影响。以3.8Mpa、450蒸汽为动源驱动的汽轮机本体及其附属管道，温度达260；甲醇生产中转化工艺为高温工艺，反应温度约达1000，而在物料进入转化炉之前要进行预热的一些设施其操作温度也高达500600；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

35、备采取了隔热保温措施，也仍将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伤。另外，夏季室外部分作业场所存在一定程度的高温危害。操作人员将有可能受到热辐射的危害。 5.高空坠落危害 由于甲醇合成工艺中的许多装置的厂房有不少是多层，设备也多是高大，其楼梯、直斜钢梯、平台、走台较多，车间内也会有吊装口、安装孔和地沟等，若操作人员疏忽大意及蛮干，或在检修维护时，违反起重作业、高空作业的安全操作规程，未采取安全防护措施，则会发生高处坠落、落物打击的伤害。 6.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

36、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，如操作不经意，也可能发生刮、碰、割、切等伤害。 7.触电 这类危险主要发生在生产设施的各种机泵的电动机和辅助设施所在的变压器、配电室部位以及动力与照明电气线路等处和照明电器上。在安装施工过程中，由于选用质量低下的电气设备、器材或安装质量有缺陷而发生故障，或在工作过程和维修保养过程中，由于作业人员不能按照电气工作安全操作规程进行操作或缺乏安全用电常识，均可能造成触电危险事故的发生。 生产过程危险（一）开停工时危险因素分析1. 开工时危险因素分析： 开工过程中，装置设备(管道)要引入各种工艺介质进

37、行吹扫、置换，工艺介质的温度、压力也要逐步从常温、常压提到规定的指标值。开工中各种催化剂要进行升温、还原达到“活化态”。开工中操作繁杂、步骤多、操作参数变化大、要求高、环节多、时间长，因而操作不当极易发生事故。现将开工操作中存在的主要危险及防范措施分析如下：(1)设备(管线)吹扫、置换、送气(液)操作设备(管线)进行吹扫、置换、送气操作是开工中前期操作。在这一阶段中，如设备(管线)未吹扫干净就投入运行，在运行中杂质会堵塞管道或损坏阀门的密封面。如果，蒸汽、润滑油系统存在杂质，将是十分危险的，杂质随蒸汽进入透平会造成叶片损坏；杂质进入轴瓦会造成轴瓦磨损；设备(管线)在开工中必须用工艺介质置换合格

38、，上一工序工艺介质未合格前不能进入下一工序，否则会影响下一工序的正常运行，甚至造成事故。特别要禁止用可燃气直接置换空气。送气(液)前要检查阀门(盲板)的状态。1987年某石化总厂，合成车间制氢装置检修结束，进入开工阶段。检修工人拆除了进装置瓦斯管线上北侧的一个盲板。接着，又拆除该管线上南侧的一个盲板，法兰尚未紧固时，操作工未检查就将瓦斯管线北侧阀门打开，发现后又立即关闭。但瓦斯已泄漏扩散，遇电焊机火花发生空间爆炸。造成11人烧伤。1975年某化肥厂，在调校压缩机三段出口安全阀时，开车前未经置换，开车后，机内焦炉气与空气混合达到爆炸范围发生化学爆炸。事故造成6人负伤，3人死亡，经济损失12万元。

39、（1）设备(管道)升温、升压设备(管道)从常温、常压升到操作温度、操作压力必须保持一定速率，升温、升压过快产生的热应力、压力降会损坏设备，可造成重大事故。升温过程中，工艺气体(特别是水蒸气)产生的冷凝液，应及时排除(送液时要注意排气)。如排液不及时，气体带液，可造成“水击”损坏设备。各厂开工中都不同程度遇到过“水击”现象，有的甚至造成事故。如1985年某化肥厂，开工过程中工艺气大量放空，在放空管内积水，产生“水击”。“水击”致使部分放空管道从管架上坠落，并拉坏火炬。事故原因是火炬系统的水分离器脱水盲板未拆除，分离器无法排液。开工过程中，还要认真检查有关的阀门(盲板)，防止发生窜气、倒液，造成事

40、故。特别是气(液)窜人装有催化剂的设备内时，还会损坏催化剂。1989年某化肥厂检修后开车，中压蒸汽进行管网暖管、送汽、升压时，由于两只蒸汽阀门未关，蒸汽进入冷态一段转化炉，造成一段转化催化剂水合粉碎。被迫全炉更换催化剂。（2）加热炉(转化炉)的点火、升温 加热炉(转化炉)点火操作具有一定危险性。因为点火前，如果炉膛内可燃气浓度已达到爆炸范围，未被置换干净，点火操作往往会造成炉膛爆炸。1985年某化肥厂一段炉点火烘炉时，炉膛发生爆炸，直接经济损失116万元。事故后，发现点火前有10个烧嘴燃料气阀门没有关闭。加热炉内一般有耐火衬里，升温速度过快易造成耐火材料产生裂缝、松动、甚至脱落，开工后往往造成

41、炉外壁超温、变形，而导致发生火灾、爆炸。加热炉升温中，如果炉管内工艺介质流量过低，炉管外壁会超温，可烧坏炉管，也可引发爆炸、着火事故。1996年3月某厂甲醇装置，开工中，发生转化炉炉管超温，炉管损坏99根，直接经济损失3677万元的重大事故。事故原因是开工中，氮气升温阶段，升温中原料预热器翅片管发生破裂泄漏氮气。由于操作人员缺乏经验，加上炉管出口热电偶位置不正确，未及时发现。导致转化炉管干烧、过热而损坏。1986年某维尼纶厂，化工厂一台天然气预热炉，在开车中用氮气升温，由于氮气流量过小(设计只有氮气总流量，未设计单台炉子的氮气计量仪表)，加热用燃料气量过大，致使炉管超温，造成辐射段、对流段烧坏

42、。事故直接经济损失约25万元。(4) 催化剂的升温、还原 催化剂的升温、还原在开工操作中是十分关键性的操作。其操作的好坏，将影响催化：剂的活性和使用寿命。由于催化剂还原过程一般会放出大量的热量，造成温度上升，控制不当，易发生超温。超温不但降低催化剂活性，减少催化剂使用寿命，严重时，可烧毁催化剂，并损坏设备。开工前还应检查阀门、盲板、仪表状态及升温、还原的条件是否具备，否则也易发生事故。如1979年某化肥厂检修后开车，甲醇合成塔催化剂升温到活性温度后，催化剂温度仍上升，采取开副线，调节循环量等措施后，温度仍不能控制，继续上升，造成甲醇合成催化剂烧毁。事故原因是检修结束后一盲板未拆除，开车前又未发

43、现。(5)压缩机开车操作压缩机组开车包括建立油循环，投用水冷，建立冷凝液系统、盘车置换，静态调试，暖管暖机，冲转，过临界转速，提速提压等步骤。工作环节多，操作步骤繁杂。操作不当，易发生烧轴瓦、振动大、喘振、超温超压、气封泄漏等故障，严重时会造成重大设备事故。1978年某天然气化工厂合成气压缩机开车操作，开车升速时，由于在临界转速下停留时间过长(两分钟)振动加剧，造成轴瓦磨损。运转两天后停机，发现高压缸止推瓦烧毁。2停工中危险因素分析 装置停工时，设备(管线)进行降压、降温、置换、吹扫；运行设备停运；催化剂进行降温、钝化(氧化)等操作。操作参数变化大，操作步骤繁杂。正常停工，一般按停工方案进行。

44、遇紧急或事故停车，由于情况复杂，应按事故处理预案进行。停工中，特别是紧急(事故)停工时，处理不当，易发生事故。现将停工操作中存在的主要危险分析如下：(1)降量、断料操作停工中，设备(管线)按停工步骤都要减负荷，并切断工艺介质的进料。各种工艺物料的减量及切断都有严格的先后程序，切断后还要防止发生泄漏。如操作不当，有可能造成事故。此项操作中存在的危险有：空气与可燃气在设备内混合(如：空气进入甲醇精馏塔、甲醇储槽；可燃气进入停工排空的设备、管道)，可发生爆炸；某种物料进入催化剂床层(如：停蒸汽后天然气进入转化炉、停车后空气进入催化剂床层等)，可造成催化剂结碳或烧毁；高压气体进入低压设备(如：合成高压

45、气进入低压粗甲醇闪蒸槽)，可造成设备爆炸、着火。(2)设备(管线)降压、降温与开工操作一样，设备的降压、降温也应严格控制速率。降温速度过快，会产生热应力而损坏设备。降压速度过快，可因压差大或气体(液体)倒流，而造成事故。1979年某化肥厂甲醇装置，在停工操作中，甲醇合成塔后放空阀全开，因降压速度太快，使塔压差达到40kgcm2。造成合成塔分气盆、触煤筐变形损坏，被迫停车进行检修，事故直接经济损失97万元。(3)催化剂降温、氧化(钝化)和保护由于生产中催化剂处于“活化态”，停工操作中一般视停工时间的长短及检修需要，对催化剂进行保温保压；降温降压；氮气保护或进行氧化(钝化)操作。停工中，还原态的催

46、化剂遇到空气(氧气)会发生剧烈的氧化反应，控制不当可损坏催化剂。催化剂与水接触还会造成强度下降或粉碎，停工期间应特别注意保护催化剂。(4)压缩机停车压缩机组停机操作与开车操作一样步骤繁多。停机操作中，如油压过低，易发生烧轴瓦事故；如压差大，易造成止推瓦损坏；如震动大、易造成气封、密封、轴瓦等损坏；如发生带液人缸，易造成转子叶片损坏。因此，停机操作必须按停机操作票逐项进行，注意压力、温度、转速的变化。(5)甲醇塔、罐停工精馏系统中，塔、泵、罐存有大量的甲醇液。停工过程中，视停工时间长短及检修需要，要进行排液或设备(管线)排空操作。排液操作中，如操作失误或违章作业，发生管线窜液或甲醇液外漏，有可能

47、造成人员中毒或发生着火、爆炸。排液操作中，如塔、罐内形成负压，会造成设备抽瘪而损坏。停工中，如空气进入存有甲醇的塔、罐中，设备内可形成爆炸性气体，遇火花、明火、静电等即可发生爆炸、着火。如1977年某公司化肥厂，1000m3的精甲醇罐因抽空形成负压而发生破损。大修前为了将存在罐内剩余的35t甲醇抽出，在罐内放入一个带潜水泵的不锈钢筒，采用人工进入罐内将甲醇舀人筒内，再由潜水泵排出罐外。操作过程中，潜水泵发生故障，再次送电时，储罐发生爆炸、着火，并造成罐内作业人员伤亡。(二)正常生产中危险因素分析正常生产时，设备运行正常，工艺参数稳定，即使发生小幅波动，经操作人员及时调节，都能保持正常。但当设备

48、运行发生故障，工艺参数大幅波动，操作不当或发生违章作业时，装置有可能发生故障或事故。现将正常生产中存在的主要故障、危险因素及防范(处置)措施分单元介绍如下：1脱硫 硫是多种催化剂的毒物。因此，脱硫单元出口原料气中总硫含量高，危害性是比较大的，所造成的损失也大。生产中要特别重视，并采取防范措施。甲醇装置如使用其他工艺装置中的尾气做原料，还应防止原料气中氧含量超高。如果氧含量高，会造成脱硫加氢催化剂超温，甚至烧毁催化剂或发生爆炸。如2000年某厂甲醇车间，发生一起随意摘除联锁造成的重大未遂事故。该厂甲醇装置采用乙炔装置尾气作原料。未遂事故发生时，尾气中氧含量高达429(联锁值045，已摘除)，尾气

49、进入脱硫、加氢转化系统造成催化剂床层温度急剧升高。由于后期处理及时，未造成重大事故。造成出口原料气中含硫高的原因及防范措施，见表 脱硫单元危险因素及防范措施危险因素主要原因预防措施出口天然气中硫含量高1、 加氢、脱硫操作温度过低2、 氢/气比低3、 进装置天然气中总硫含量高或负荷过大4、 脱硫剂已饱和1、 提高加热炉出口天然气温度2、 加大氢气流量或减少原料气流量3、 减少天然气流量：如硫含量长期过高，应加预脱硫设施4、 更换脱硫剂2转化 转化炉在高温下运行，运行条件比较苛刻。主要故障有催化剂中毒、结碳、粉碎以及炉管超温、过热损坏等。废热锅炉存在主要危险是液位低、水循环倍率低，引起的炉管爆管。

50、设备名称故障主要原因预防（处理）措施转化炉出口气体中甲烷含量高1、 原料气中含硫量高2、 出口温度低3、 水碳比过低1、 改善脱硫系统操作，降低原料气中硫含量2、 提高炉温3、 提高蒸汽流量或减少原料气流量压降过高1、 催化剂结碳2、 催化剂粉碎1、 入炉气中水碳比保持在指标值2、 防止液态水夹带入炉3、 发生结碳可用蒸汽烧炭或更换催化剂4、 发生粉碎应更换催化剂炉管过热1、 催化剂装填不好2、 气体分布不好，流量过低3、 炉温度分布不均4、 催化剂损坏造成炉管或出口管堵塞1、 按规程进行催化剂装填，装填后各炉管阻力压降10%2、 适当提高入炉气量3、 调整燃烧分布，提高升温速率4、 停炉消除

51、催化剂1、 催化剂硫中毒2、 水碳比过低3、 原料气中烯烃含量高1、 降低入口原料气中总硫到指标值2、 调整水碳比，使其保持或高于指标值3、 在脱硫单元中除去烯烃，或更换原料气废热锅炉炉管爆管1、 气泡液位过低2、 二段炉出口气体温度过高3、 锅炉水质差，造成固体沉积4、 升降温、升降压速度过快1、 保持正常液位2、 二段炉出口气温保持在指标范围3、 严格控制锅炉水质，防止结垢4、 严格控制升降温，升降压速率和加减负荷速度，尤其应注意控制降压速度转化炉易发生的事故有：天然气含硫高引起的催化剂中毒；人炉原料水碳比过低造成的塍化剂结碳以及转化炉炉管损坏。如1991年某化肥厂，由于一段转化炉人炉原料

52、中硫含量过高，造成一段转化催化剂中毒、结碳，被迫停车，全炉更换催化剂。1993年某化肥厂，辅助锅炉发生爆管事故。事故处理中，造成一段转化炉人炉水碳比下降到15(正常值35)，转化催化剂发生结碳，被迫停车，部分更换催化剂。又如1992年某炼油化工厂制氢装置，转化炉在运行中发生燃料气带液(柴油)事故。由于处理不当，判断失误，处理中造成转化炉管损坏12根，装置被迫停车检修。事故原因是燃料气带柴油入炉，造成转化炉炉膛温度超高，导致两根转化炉炉管焊缝产生裂纹。焊缝断裂处喷出的原料油气燃烧产生的高温，又造成邻近10根转化炉炉管局部过热而破裂。废热锅炉易发生的事故是锅炉炉管爆管，爆管事故多见于水管锅炉。造成

53、爆管的原因主要是液位低、锅炉水循环倍率低或气温高引起的炉管过热。如1978年某天然气化工厂锅炉给水泵转速低打不上水，造成废热锅炉汽包液位急剧下降，造成全装置停车。恢复开车中，汽包液位无法建立，检查发现废热锅炉已多处爆管。3压缩 天然气及合成气压缩透平机组由于结构复杂，调节、控制操作要求高。如零部件存在缺陷、操作不当或维修不当都易发生故障或造成事故。主要的故障有：轴瓦温度过高，造成的烧瓦；振动大造成的密封损坏、轴瓦损坏；机内发生异声、叶片断裂、转子损坏等。详见表744。 压缩-透平机组危险因素及预防（处理）措施危险因素主要原因预防（处理）措施轴瓦温度过高1、 进入轴瓦油温高2、 油压过低3、 油

54、过滤器堵塞，油量小4、 油变质，油带水5、 轴瓦安装间隙不对6、 加减负荷过快或超温，超压造成轴向力大1、 开大油冷器冷却水量2、 启动辅助油泵，检查主油泵故障并消除3、 开备用过滤器，清理堵塞的过滤网4、 对润滑油进行过滤、清理或更换润滑油5、 防止违章作业，保证维修质量6、 停机检修振动值过大1、 润滑油粘度太大或太小，产生油膜振荡2、 压缩机发生振动3、 机组在临界转速附近运转4、 透平入口蒸汽温度过低，有水击现象5、 压缩气体带液进入气缸6、 轴瓦磨损或间隙太小7、 转子和密封摩擦，叶轮和隔板相撞或轮子叶片断裂1、 调整油温或更换润滑油2、 调节压缩气体流量3、 调节转速时应尽快通过临

55、界转速区4、 提高蒸汽温度到指标值5、 降至低分离器液位到正常值6、 停机检修，提高检修质量7、 停机检修，提高检修质量，并查找原因危险因素主要原因预防（处理）措施主蒸汽器真空度下降1、 循环水温度高或水足2、 抽气器蒸汽过高或过低3、 凝汽器液位过高或过低4、 凝汽管子结垢5、 真空系统泄露1、 调整水量及凉水塔运行工况2、 提高轴气器蒸汽压力3、 调整到正常液位4、 清洗污垢，改善水质，防止结垢5、 检查出泄漏并消除机壳内有异声1、 气缸内带液2、 轴瓦严重损坏3、 转子和密封片相摩擦或叶轮和隔板相碰4、 转子叶片断裂或零件松动1、 降低分离器液位排液，保持正常液位2、 停机检修，确保检修

56、质量3、 停机检修，确保检修质量4、 停机检修，分析检查产生的原因，并消除压缩透平机组由于润滑油及控制油储存量较大，压力也较高。如发生泄漏，渗漏到高温蒸汽管线上，也可造成火灾，运行中要注意预防。如1983年某石化总厂化肥厂合成车间合成气压缩机透平润滑油渗漏，渗漏的油遇高温蒸汽管线，引燃成火灾。事故造成装置停工10天。4合成 甲醇合成单元正常生产中主要的操作参数有：温度、系统压力、汽包蒸汽压力、循环气流量、氢碳比、惰性气浓度、甲醇浓度等。生产中存在的危险因素及预防措施见表745。合成单元存在的危险因素中，以催化剂过热烧毁以及合成塔内件损坏危险性最大，事故造成的损失大，停车时间长。如1973年某氮肥厂，甲醇塔在满负荷正常生产中，由于循环气中一氧化碳含量上升，造成催化剂热点温度上升，操作人员开副线阀调节。在操作调节中，由于操作人员不精心、违章作业，造成温度反复波动，催化剂温度从325上升到680-720，将刚投产的42t催化剂全部烧毁，造成全厂停产11天，损失9