天然气低压合成甲醇装置危险有害因素辨识与分析

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1、天然气低压合成甲醇装置危险有害因素辨识与分析天然气低压合成甲醇装置危险有害因素辨识与分析袁淑芳福建泉州黎明职业大学现代科技高速发展的今天,由于装置的大型化,过程的自动化,一旦发生事故,后果相当严重.如果能够通过事先对设计,安装,试车,开车,停车,正常运行,检修等阶段的危险,有害因素进行辨识,分析,找出生产全过程中可能存在的危险,危害,然后研究相应的安全对策措施,从而可以大大提高生产过程和系统的安全性.本文拟对巴州东辰工程规模为9万t/a甲醇的天然气低压合成甲醇装置进行危险有害因素辨识与分析.一,物质危险有害因素辨识天然气低压

2、合成甲醇装置采用天然气加压蒸汽转化制气,低压合成甲醇的工艺技术路线生产甲醇.生产和储存过程中涉及的物料主要有天然气,氢气,一氧化碳,二氧化碳,硫化氢,甲醇,氮气等,可能产生的副产物有甲醚,丙醇,异丁醇等.物料的主要安全特性及在装置中的分布见表1.表1物料安全特性及分布一览表序号名称爆炸极限%(v/v)火灾危险分类毒性危害分级中国MAC(mg/m)主要分布备注l甲醇6.7—36田BⅢ50甲醇合成,精馏,罐区产品2天然气田脱硫,压缩,转化原料3氢气4.1—74.2田转化,压缩,合成,PSA中间产品4一氧化碳l2.5—74乙Ⅱ30

3、转化,压缩,甲醇合成中间产品5二氧化碳窒息性气体18000转化,压缩,甲醇合成中间产品6硫化氢4—44田Ⅱ10脱硫中间产品7氮气窒息性气体制氮中间产品8甲醚3.4—27田BⅢ50甲醇合成,精馏副产物9乙醇2.O—l4田B2o0甲醇合成,精馏副产物lO异丁醇1.7一lO.6田B甲醇精馏副产物ll氢氧化钠Ⅳ腐蚀性甲醇精馏调酸12乙胺3.5一l4.0田Ⅱl8烟气回收吸收剂由表1可知,物料多为可燃,易燃,易爆,有毒的气体和液体,并且物料在加工过程中又大多处于高温,高压的环境,发生泄漏时就可能酿成火灾,爆炸,中毒等事故.二,生产过程危

4、险有害因素分析1.正常运行时危险有害因素分析天然气低压合成甲醇装置由转化,压缩,合成及精馏等工序组成,并配套有变压吸附(PSA)制氢,脱盐水,循环水站及空压氮气站,火炬系统等辅助生产设施,以及主控制室,配电室,锅炉房,办公楼等公用工程.(1)转化工序危险性分析转化工序由脱硫槽,蒸汽转化炉,废热锅炉,烟气废热回收等设备组成.高温设备集中,转化炉炉膛温度高达1100qC,炉出口温度820oC,废热锅炉产生3.8MPa中压蒸汽.设备内工艺气体为天然气,氢气,一氧化碳,二氧化碳等,压力达2.6MPa.此工序的特点是高温,中压,易燃,

5、易爆,有毒.若设备发生超温,易造成设备损坏,工艺气体泄漏,而引发重大火灾,爆炸,中毒事故.蒸汽转化炉是甲醇装置的关键设备,本装置采用顶烧炉,燃烧器全部装在炉顶,内有炉管,其特点是每一根炉管就是一个转化反应器,管内充满着高温,易燃,易爆的转化气.转化炉操作条件苛刻,且反应温差大,下部反应温度高达820oC,上部温度高达500oC,如果炉管温度控制不好,燃烧不均匀,容易造成局部过热.炉温超高会使催化剂结焦,炉管寿命缩短,超温严重时,发生炉管爆炸事故.另外,若天然气脱硫达不到工艺要求,所含硫化物超标则会使催化剂中毒失效;水碳比控制

6、不当(失调),致使催化剂中毒结炭,造成部分炉管表面过热,严重的则会使炉管烧穿.转化气中含有氢气,在整个生产过程中,操作温度高,压力大,长期运行中可能会因氢腐蚀穿孔而导致事故.此外,由于流量不足,局部超温也可引起爆管;热膨胀过大时,猪尾管与集合管也可能拉裂.生产中如果出现燃料气管线泄漏,点火操作不当等情况将可能导致转化炉发生爆炸,因此火灾,爆炸危险程度非常高.废热锅炉是装置主要的压力容器.汽包液位,蒸汽压力易受转化工艺温度的影响而大幅度波动,且滞后时间长,不宜调节.液位过低时,易造成干锅,有发生爆炸的危险;液位过高时,进炉蒸汽

7、带水而使催化剂水解;压力波动时,则?12?——CHEMICALSAFETY&ENVIRONMENT~——会影响进转化炉的蒸汽量和原料量,使得装置不能平稳运行.(2)压缩工序危险性分析本工序主要分为原料气压缩,合成气压缩及循环气压缩3部分,共用3组压缩机,分别为天然气压缩机,CO压缩机,联合压缩机,均为往复式压缩机.原料气,合成气大多属于易燃,易爆,有毒气体.它们经压缩机加压后,压力得到提高,火灾危险性增大.如泄漏压力为5.34MPa的气体1in,在常压下,体积则增加到约500m,瞬间与空气混合就可形成爆炸性混合气体.

8、如遇有气体泄漏时的气流冲击火花等点火源,立即就会产生爆炸燃烧.由于压力高,难以扑救且极易造成连续反应.往复压缩机为强迫交变应力运转的设备,交变应力的作用下运动的各部件极易发生机械故障.如连杆螺栓不断承受交变应力的作用,产生材质疲劳断裂,气缸与机身之间的连接紧固件断裂等.机械故障或生产操作事