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1、甲醇裂解制氢工艺安全评价研究第31卷第4期2011年8月山西化工SHANXICHEMICALINDUSTRYV01.31NO.4Aug.2011:t:r:?;:::::::::?:::t::?豢琏摹蕞tt4^t^.引言甲醇裂解制氢工艺安全评价研究张玉林(临汾职业技术学院,山西临汾041000)摘要:以中等规模8400m/h甲醇裂解制氢项目为例,采用道化学火灾爆炸危险指数法对其安全问题进行量化研究,并通过采取安全措施使其危险性由"非常大"下降为"中等".关键词:甲醇制氢;火灾爆炸危险指数;安全评价中图分类号:TQ116.28文献标识码:A文章编号:1004.7050(20
2、11)04.0039.03工业上大量生产氢气的方法是,利用水蒸气通过灼热焦炭生成的水煤气经分离而得,或是烃类与水蒸气作用后生成的物质经分离而得.氢能广泛利用的最大障碍在于其储存与配给困难.解决这些问题的有效办法之一就是通过合适的具有高含氢量的液体燃料的催化转化.在所有可能利用的液体燃料中,甲醇以其含氢量高,价格低廉,储存容易,运输方便,供大于求的优点而成为最佳选择.利用甲醇制氢有3种途径:甲醇裂解,甲醇部分氧化和甲醇蒸气重整.其中,甲醇裂解制氢由于氢收率高(由反应式可以看出其产物的氢气体积分数接近75%),能量利用合理,过程控制简单,便于工业操作而更多地被采用.然而,由
3、于其原料甲醇和产品氢气都是可燃性物质,易燃易爆,所以对其工艺的安全问题进行研究非常必要.本文以中等规模8400m3/h甲醇裂解制氢为例,利用道化学公司的"火灾爆炸危险指数法"对其安全问题进行了研究….l甲醇裂解制氢工艺1.1甲醇裂解工序甲醇裂解制氢的反应原理是甲醇与水蒸气在一收稿日期:2011-04-22作者简介:张玉林,男,1963年出生,2008年毕业于山西师范大学化学专业,讲师,注册安全工程师,现从事高职院校教学工作.定的温度,压力条件下通过催化剂,在催化剂的作用下发生甲醇裂解反应和CO的变换反应,生成H和CO.这是一个多组分,多反应的气固催化反应系统,反应方程如
4、式(1)～式(3):CH3OHCO+2H2(1)H20+CO——÷CO2+H2(2)CH3OH+H20CO2+3H2(3)缓冲罐中的甲醇与来自循环液储罐的循环液混合后用原料泵加压送换热器,与从转化炉出来的转化气换热,换热后的原料进入气化器气化.气化后的原料气进入过热器,用导热油加热至反应温度后进入转化炉.转化炉用导热油加热.从转化炉出来的转化气经换热器与原料气换热后进入冷却器,用冷却水冷却冷凝.冷却冷凝后的反应产物送水洗塔进行吸收分离.导热油经循环泵加压后,通过加热炉加热,供甲醇过热器,转化炉加热以及气化塔气化循环使用.由脱盐水储罐来的脱盐水经进料泵送水洗塔作为吸收剂,
5、经水洗后的转化气从水洗塔塔顶出来,经转化气缓冲罐缓冲后送变压吸附提氢工序.脱盐水自水洗塔顶部喷淋而下,吸收反应产物中的液相(未反应的甲醇,水)后,从水洗塔底部排出,进人循环液储罐.循环液储罐中的循环液与原料甲醇混合,经进料泵加压后循环使用.1.2变压吸附提氢工序转化气通过气液分离器脱除液态物质后,先进?40?山西化工2011年8月人PSAI-CO2/R脱除CO2,再进入PSAII—H2得到产品氢气.整个提氢工序采用8-2-3/RV运行方式,即总塔数为8,2座塔同时进料吸附,其他6座塔分别处于再生的不同步骤,3次均压,抽空再生工艺,达到连续生产氢气的目的.产品氢气送出界外
6、,解吸气经稳压后输出界区J.2火灾,爆炸危险指数安全评价法目前,国内使用的安全评价方法大多是定性评价,如专家评议法,安全检查法,因果分析图法等.定性评价方法因易于操作,结果直观被广泛应用.但其技术含量不高,针对性不强,主观性较大,易造成评价偏差.由美国道化学公司(Dow'SChemicalCo.)提出的"火灾,爆炸危险指数评价法"克服了定性评价方法的缺陷.此方法在以物质指数作为化工生产及储运的系统安全工程评价方法基础上,历经29年的不断补充,修改和完善,已成为一种比较成熟,可靠的方法.并且,由于其方法独特,有效,容易掌握,受到了世界各国的重视J.火灾,爆炸危险分析是对工
7、艺装置及所含物料的实际潜在的火灾,爆炸和反应危险性进行按步推算的客观评价.该方法以表示危险物料潜在能量的"物质系数"为基础,分别计算特殊物质的危险值,一般工艺危险值和特殊工艺危险值,再经过一定的运算,得出"火灾,爆炸危险指数",根据指数的大小对化工装置的危险程度进行分级,根据不同等级提出相应的安全预防措施和建议.分析中,定量的依据是以往的事故统计资料,物质的潜在能量和现有的安全措施状况J.2.I方法与工艺参数的确定2.1.1确定物质系数()物质系数表示物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾,爆炸过程中释放能量大小的内在特性,是火灾,爆炸危险计
