《煤制甲醇装置的安全设计》
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摘 要：煤制甲醇生产装置是煤化工生产中的重要组成要素,其设计的安全性也直接影响到项目的稳定性与可持续性.立足于研究现状,首先介绍了煤制甲醇生产装置生产基本流程,其次对煤制甲醇生产装置的危险因素进行了探讨,最后则对煤制甲醇生产装置的安全设计流程与策略进行了解析,希望可以有效提升煤制甲醇生产装置的安全设计水平,为行业的可持续健康发展创造良好的条件.
关键词：煤制甲醇;生产装置;安全设计
0 引言
作为有机化工生产中必不可少的原材料,甲醇同样也是现阶段我国推广使用的清洁燃料之一,是未来实现现代化建设与发展的必要材料.甲醇本身属于碳化学生产原材料,同样也是煤炭实现其他化工产品有效转化的过程原材料.由于甲醇本身具有一定的毒性,其物化性质决定了危险化学生产的过程特征,工程设计中主要以安全控制为主,采取科学的安全设计模式,不但可以有效提升生产过程的安全性,同样也更好的迎合国家质量标准与规范化要求,提升技术的应用效果.
1 煤制甲醇生产工艺流程概述
煤制甲醇生产过程中涉及到复杂的工艺流程,不同的工艺流程各自对应相应的生产装置.其中包括有气化生产环节、气体变换环节、脱硫处理环节与脱碳处理环节、合成气压缩生产环节、甲醇合成与精馏环节、罐区调整等工艺类型.在生产过程中,煤炭是煤制甲醇生产工艺的主要技术原材料,借助于气化生产的方式先获得粗煤气,随后经过耐硫变换转化,再借助于低温甲醇洗技术实施脱硫脱碳处理,随后合格的合成气经过压缩机压缩后,进入到合成塔当中,经过催化剂的影响与作用,再受到分离提纯后进入到合成塔当中,获得精制甲醇产品.采用三塔精馏处理模式,可以进一步提升产品的质量与纯度水平.
2 煤制甲醇装置安全生产的危险因素
2.1 火灾、爆炸
煤制甲醇生产过程中涉及到复杂的生产环节,其中不乏有高温、高压生产环境,同时还需要面对原料煤、中间产品合成气的影响,多种中间产物与最终产品都属于易燃易爆的物质,存在火灾、爆炸的风险与危害.其中,燃烧、爆炸事故的发生主要与混合物的性质有关,一旦可燃物泄漏到空气中且具有一定的浓度,那么就存在爆炸的风险.根据国家相关领域的技术防范标准与处理策略,做好爆炸物的管理,可以显著改善煤制甲醇生产中危险因素的危险性.
2.2 毒性危害
根据国家相关技术规定,对于有毒有害物质进行了危险程度分级管理,其生产过程中涉及到的物质有硫化氢、一硫化氢、氨和一氧化碳等物质,根据如下表1所示的有毒有害物质危险程度分级标准来看,一氧化碳、硫化氢对于人体具有较大的危害,属于高度危害物品,其余的物质中,甲醇作为中度危害物质,其物料本身也具有相当程度的毒性,在生产、驻存过程中一旦操作不到位,都可能会出现意外事故,导致严重的区域有毒物质上升,浓度急剧升高,从而出现中毒安全问题.所以,在煤制甲醇生产过程中需要着重解决毒性安全问题.
2.3 其他类型危害
煤制甲醇生产过程中涉及到众多的安全因素,除去毒性危害之外,还包括有噪声、机械伤害、高空坠落风险等等,另外,高温危害也對工作人员的生命安全构成较大的影响与威胁,对生产装置操作人员存在一定的潜在危害.
3 煤制甲醇装置的安全设计
煤制甲醇生产中实施安全设计,主要需要落实好如下几个方面的工作：
3.1 工艺与设备设计
煤制甲醇生产过程中需要做好工艺、设备的整体规划,在生产过程不稳定的情况下,超压的塔、容器需要做好安全阀的设置,同时对系统内部的一氧化碳、二氧化碳等可燃气体的安全阀进行控制连接,做好密闭管理,分液处理后,剩余气体需要送入火炬焚烧环节进行处理.可燃气体的输送管线、末端采用阻火器进行调整,对于进出装置的可燃气体与可燃液体管道,采取边界隔断的处理模式.针对公用的管道与可燃气体、可燃液体管道进行适当连接,采用公用工程管道设置合适的止回阀门,在根部做好切断管理.为了避免出现物料挥发导致经济方面的损失,可以采取内浮顶设计,做好防渗防漏处理工作.针对煤制甲醇生产过程中的压力容器安全问题,可以采取科学设计、制造执行的方式,根据国家相关技术标准与规定,做好压力表的设计与安全管理,针对安全阀、爆破板以及阻火装置进行安全设计,提升防爆阻火的效果.
3.2 总平面布置
对总平面进行科学布置,既要遵从国家防火规范领域的相关技术要求,同时也要给房间内部做好安全距离设置,留出充足的安全距离与管理空间,考虑到检修以及消防需求.另外,针对除去焊缝外的部分还要做好水压与气密性的检验,强化维护与管理,避免出现跑冒滴漏各种问题.
3.3 电气设计
在进行电气设计的过程中,需要做好生产装置区域的调试,满足爆炸性气体环境的客观要求,针对防爆区域的电气设备,根据规范化配置要求做好防爆、隔爆电气设备的安装与管理,针对室内照明的要求,采用专用防爆灯具.对于一些存在静电风险的管道,可以采取防静电设计的安全处理模式,从而有效避免爆炸风险的出现.
3.4 自动化控制系统设计
为了满足煤制甲醇生产的区域控制要求,推荐选择自动化管理控制设备,该系统能够有效提升装置的安全度水平,采用安全仪表系统,实现装置内部气化炉、合成回路设备的安全联锁与保护,系统解决故障风险与问题.针对工艺参数进行调整,能够及时协助恢复正常状态,实现安全、稳定以及长期高效的运行,满足人员、设备生产安全的需求.
3.5 电信设计
针对可能出现的泄漏区域与生产环节,采取针对的电信设计模式.比如说气化生产、变换生产以及精馏生产等环节,都可以采用信号探测器在线探测的方式来进行监控,随时进行自动化信息警报管理,一旦出现风险就会自动播报,避免风险扩大.
3.6 通风设施设计
做好通风设施的设计管理,针对煤制甲醇生产环节而言,需要优先做好封闭式建筑物的通风设计,通过自然通风模式来避免易燃易爆气体聚集在一起.另外,根据相关设计规定与要求来进行有害气体的作业场所设置,实施强制通风管理,可以有效降低有害气体的负面影响.
4 总结
综上所述,煤制甲醇生产过程中需要关注各种安全因素的影响,包括温度、压力等环节,生产过程中对于易燃易爆易中毒的环节进行重点监控,强化企业管理的各个环节,强化设备维护与维修,同时做好污染物管理,避免出现生产设备跑冒滴漏等各种问题,建立科学的管理制度,确保运行的稳定性与高效性,杜绝各种安全隐患的出现,维护生产环节,促进行业的可持续健康发展.
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甲醇和煤制引用文献:
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