甲醛生产过程安全风险及危险有害因素辨识

甲醛生产过程安全风险及危险有害因素辨识

L火灾、其他爆炸

（1）物料及生产过程

进入鼓风机的新鲜空气与吸收塔顶部的循环气（含甲醇、一

氧化碳、二氧化碳等）进行混合，其目的是将混合气中的氧含量

控制在7-12%（与白醇反应的最佳浓度配比），若循环鼓风机

入口未设氧含量在线监测仪表或仪表故障失灵，导致进入甲醛反

应器的混合气中的氧含量超出工艺参数控制范围，有引发火灾爆

炸的风险；若氧含量在线监测仪表与甲醇进料泵未联锁或联锁失

灵，有导致火灾爆炸的范围扩大的可能。

甲醛生产原料甲醇为易燃、可燃物质；氧气为助燃气体；尾

气中还有少量一氧化碳、二甲醛等易燃易爆气体；一旦泄漏，挥

发后其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃

烧爆炸，有的甚至会引起回燃，火场中受热的容器还有爆炸危险。

尤其是在高温、高压、真空等工艺操作条件下，生产过程中操作

失误或因设备失修，极易发生火灾爆炸事故。

甲醇氧化过程是一个放热过程，尤其在较高温度下进行，反

应更为剧烈，本项目采用管式反应器，即先将甲醇与压缩空气工

序输送来的混合气进行混合、预热、汽化。汽化后含甲醇的混合

气通过装有铁铝催化剂的管式反应器，在反应器300〜380C条

件下（反应器采用导热油加热）与催化剂接触反应生成甲醛气体。

该反应过程中若装置的温度显示仪表失灵、导热油中断（如：突

然停电、泵机故障）、导热油的换热锅炉水不足、爆破片失效、

安全阀被堵塞等，反应热来不及移走导致积热，反应器的温度急

剧增高，可能导致反应器超温、超压，可能发生火灾、爆炸事故。

同时超温有可能引发副反应大量产生，导致设备设施超压失控，

进而引发闪爆事故。

甲醛生产涉及氧化危险化工工艺，工艺中部分设备（如循环

风机、新鲜风机等）要求不断电，若遇突然停电或变压器损坏，

厂区没有备用电源、变压器等导致工艺失控易引发火灾爆炸事故。

如甲醇、空气、尾气的混合气体送入反应器进行氧化反应时若突

然断电，可能导致大量副产物产生，反应器内压增大，致使反应

器破裂容器内物料泄漏，造成系统中吸入空气，致使氧含量超标，

引发火灾爆炸事故。

若反应器的温度与导热油循环泵、甲醇进料泵、风机等未联

锁或联锁失效，致使进料过量反应失控引发火灾爆炸事故发生；

若装置的DCS自动控制系统中的控制、监测、检测仪表失灵或不

准确，上传给控制系统的信号与实际数值出现偏差，操作件失灵

或仪表空气压力不足、仪表空气中带液在管道末端积聚，造成操

作机构失灵，或者变送信号线屏蔽不好，产生感应信号等引起误

动作，引发事故。

将氧化反应工序产生的汽化导热油用锅炉除氧水冷却并回

收热量。生产过程中，若导淋未设双阀、无丝堵等导致导热油泄

漏，遇点火源可能发生火灾、爆炸事故。

导热油冷却过程中若系统的温度显示仪表失灵、锅炉除氧水

中断（如：突然停电、泵机故障）或锅炉除氧水不足、设备腐蚀

锅炉除氧水渗入导热油内、爆破片失效、安全阀被堵塞等，都能

引起着火和爆炸事故发生。

甲醛气体在吸收前要先通过反应器出口冷却器与原料混合

气进行换热、冷却降温，若该过程工艺控制参数因设备故障或人

为因素导致数据不准，高温的甲醛气体进入吸收工序后未能全部

吸收，高浓度甲醛的循环气进入空气压缩工序进而影响整个装置

的正常运行。

另外，甲醛储罐有其要求的最大允许的充装量，如果在操作

过程中由于人为失误，不遵守操作规程而超装，生产装置未设缓

冲罐、储料槽等紧急泄放设施，易导致储罐破裂爆炸。

进入催化转化（ECS）控制排放系统的循环气中含有二甲酬

和未反应的甲鳄，其均为易燃气体，若装置泄漏循环气与空气混

合可形成爆炸性混合气体，遇高热或点火源能发生火灾爆炸事故。

ECS反应器中的氧化过程是一个放热过程，反应放出大量的

反应热，因此采用锅炉除氧水换热，回收热能。若该系统温度、

压力显示仪表失灵、锅炉除氧水中断（如：突然停电、泵机故障）、

锅炉除氧水不足（如：锅炉除氧水温度过高、锅炉除氧水压力不

足、管线结垢堵塞造成流速不畅）、锅炉除氧水渗入反应器内、

爆破片失效、安全阀被堵塞等，反应热来不及移走导致积热，反

应器温度急剧增高，可能导致反应器超温、超压，发生火灾、爆

炸事故。

若装置电气设备不防爆，装置内零件脱落碰撞形成火花，可

能发生火灾、爆炸事故。

若装置静电接地不良或未进行接地，导致静电积累，增大了

火灾爆炸的风险。

击引起火灾、爆炸的危险。

（3）生产设备安全设施缺陷分析

1）甲醛生产设备的基础不牢、框架损坏、地基不均匀下沉

等，造成设备、管线扭曲、破裂，易燃物料大量跑冒，存在引发

火灾、爆炸的危险。系统的设备、管道、阀门设置不符合要求,

会发生超压泄漏。泄漏的物料遇明火、高热或静电火花极易发生

火灾和爆炸。系统设备开停频繁、温度升降骤变等原因，极易引

起设备、管道及其连接点、阀门、法兰等部位泄漏，造成着火或

爆炸。

2）甲醛生产装置中使用的甲醇自罐区管道输送，输送管道

可能因支撑、管件缺陷、区域腐蚀、温度、压力等交替变化、振

动、碰撞等原因造成管道、法兰损坏或泄漏，引起火灾、爆炸事

故。

3）甲醛生产装置内各设备设施的安全附件未按要求进行定

期检测，造成损坏、失灵或跑冒、泄放等，存在发生火灾和爆炸

的危险。

4）甲醛生产装置所在的区域属于防爆区域，若防爆区域内

电气设备不防爆或达不到规定的防爆等级，送、停电时产生电火

花，遇物料泄漏，可能造成爆炸事故。若遇突然停电时，备用电

源不能自动投入运行，系统内压力失衡，能造成串料，造成火灾、

爆炸事故。电气设备电缆、电线穿管封堵不严密均易引起火灾、

爆炸事故。

5）甲醛生产装置区未设置导液设施，易燃物料发生泄漏后，

形成漫流且未能及时回收，特别是流入地沟、电缆沟等，极易造

成火灾、爆炸。生产过程中使用非防火花工具，操作人员穿化纤

衣服、带钉皮鞋；将明火带入、吸烟；使用手机等非防爆电子产

品均容易引起火灾、爆炸事故。

6）甲醛生产装置中输送泵与管线的法兰、阀门等，由于使

用不当、维修不好和其它机械损坏而发生跑、冒、滴、漏现象,

在遇到各种电气、雷电、静电火花和明火时均会发生燃烧事故，

具体原因分析如下：

①泵在运行过程中由于各种原因发生振动，若操作人员疏于

检查或维护保养不到位，泵体及其连接的管件、阀门会产生裂纹

或密封件损坏，而发生物料的跑、冒、滴、漏且气化积聚，量大

时也会与周围空气混合聚集，形成爆炸气体。

②若对泵的额定流量和管线的直径配置不符合或者管道质

量不好，内壁粗糙，造成工艺管道中的流速超过限定流速，使输

送可燃液体产生静电荷，当静电荷积累达到一定量，若泵体、阀

门和管线无防静电接地或防静电接地装置损坏，便会产生静电火

花，引发火灾爆炸事故。

③机泵需配用电机，夜班需要照明，这些电气用具如不使用

防爆型则会产生电气火花，遇到爆炸性混合气体，可能会引发火

灾爆炸事故。

2.容器爆炸

甲醛生产装置涉及甲醇预热器、甲醇蒸汽预热器、锅炉给水

预热器及蒸汽管道等压力容器、压力管道，如果不定期检验，或

使用检验不合格储罐、管道，或安全附件不全或失效，可能发生

物理爆炸事故。

发生事故的因素主要有：

(1)安全附件失效：安全阀、压力表、超压报警装置，未

按规定时间进行校验，存在失效可能，会使压力控制失效，超压

情况下不能正确显示压力，起不到超压报警和安全泄压，引起超

过设备管道耐压极限发生爆裂和爆炸。

(2)压力设备、管道在长期使用过程中，因腐蚀、外伤、

疲劳极限而形成局部机械强度减弱而形成隐患。

(3)密封部件失效：在阀门、法兰、轴封等密封点，因垫

片老化破损，密封圈、填料磨损，紧固件松动断裂而形成密封失

效，可燃易燃气体从密封点泄漏或冲出。

(4)储罐超装导致容器破裂。

(5)蒸汽管道属于压力管道，使用过程中由于未按规定对

压力管道进行定期检验；压力管道内腐蚀和外腐蚀；操作人员违

章操作等会引发压力管道爆炸。

(6)压力容器、压力管道未定期委托有资质的单位进行检

测或使用不合格的产品；对在用的压力容器未定期进行自行检查

和日常维护保养，对发现的异常情况未及时处理；安全管理不到

位，作业人员违章操作或仪表、联锁报警装置、附件等出现意外、

损坏等原因，均有发生容器爆炸事故的可能，内部可燃物急剧膨

胀冲出，具有引发二次化学爆炸火灾的危险性。

3.中毒和窒息

(1)物料危险性分析

生产使用的原料甲醇具有一定的毒性，产品甲醛属于高毒化

学品，其发生泄漏后人员误吸入有可能造成中毒和窒息。

生产装置发生火灾、爆炸产生有毒有害气体，或火灾、爆炸

造成设备损坏致使有毒物料泄漏、气化扩散出现中毒和窒息危险。

（2）生产工艺操作过程

生产装置使用氮气开、停车和设备、管线的置换、吹扫以及

设备的氮气保护，虽然氮气本身对人体无毒，但泄漏到作业环境

中，达到一定的浓度，人体会由于缺氧而发生窒息。

（3）各工序造成中毒和窒息事故的因素分析

1）进入各容器内检修或拆装管道时，残液喷出造成人员中

毒。

2）输送管道、机泵设备等填料或连接件法兰泄漏，逸出有

毒物质发生中毒。

3）机泵检修拆开时残液喷出，造成人员中毒。

4）泵运行过程中机械件腐蚀损坏造成泵体损坏，发生泄漏，

引起人员中毒。

5）人员到储罐附近巡检时，有毒作业场所通风不良或局部

通风不畅、作业环境有毒物质浓度超标，人员长时间吸入，有发

生中毒的危险。

6）生产装置发生火灾、爆炸产生有毒有害气体，或火灾、

爆炸造成设备损坏致使有毒物料泄漏、气化扩散。

7）废弃有毒物料容器、包装物中残留的毒害物，可能对人

员造成的伤害。

8）设备检修时置换清洗不彻底或未完全与系统隔绝（如未

加盲板），未办理进入设备作业手续而进入设备内作业，有引起

检修人员中毒和窒息的危险。

9）操作人员违反操作规程，在有毒物料的运送、转移、排

污操作中失误，人体直接接触有毒物质造成中毒。

10）生产操作、事故处理过程，未按规定佩戴劳动保护用品

或防护用品不符合要求，存在人员中毒的可能。

（4）受限空间引起的中毒窒息

甲醛生产装置设置甲醇蒸发器、催化转化炉、导热油冷凝器

等，长时间的运行使用后，由于介质的冲刷、腐蚀、磨损等原因，

需要人员进入容器内部进行检查、维修、清扫等工作，由于容器

内空间狭小，通风不畅，照明不良，观察有限，联系不便，加之

设备与工艺管道相连通，内部介质存在有害因素，若作业过程中

未按有限空间作业的有关规定进行作业，如容器置换不彻底或相

关物料管线未有效隔离，人员在无防护的情况下进入作业，由于

吸入有毒蒸气或容器内含氧量不足而造成中毒和窒息。

4.灼烫（伤）

（1）化学灼伤

甲醛吸收生产过程中使用的液碱为腐蚀品，如果设备、管

道、阀门或泵等连接处密封件为非防腐材料，被腐蚀损坏洒漏或

操作不慎，人体没有有效的个人防护用品误接触可造成化学灼伤。

吸入腐蚀