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化工安全工程概论课程论文 题目：甲醇生产项目存在的危险有害 因素分析与安全对策措施浅析 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 论文成绩： 甲醇生产项目存在的危险有害因素分析与安全对策措施浅析1.甲醇生产工艺简介甲醇生产总流程长，工艺复杂，根据不同原料与不同的净化方法可演变为多种生产流程。义马气化厂制甲醇是采用煤碳气化的方法，原料气经过压缩、变换、脱碳、精脱硫、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇。 1.1 变换气体 将造气来的煤气中的 CO 在变换催化剂的作用下转化成 CO2，同时获得 H2，为后工段提供合格的原料气。CO 变换的反应原理: CO + H2O = CO2+ H2+41KJ / mol 1.2脱碳工艺流程 根据所用吸收剂的性质不同，可分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法三类。根据所用吸收剂的状态不同，又可分为湿法脱碳和干法脱碳。从节能角度考虑，宜选用物理吸收法，其同时还能脱除硫化氢、微量有机硫、氯化物、水、氨、部分甲烷，减轻后续精脱硫的负荷。 1.3精脱硫生产工艺 煤气经过脱硫、变换及脱碳后还含有不同数量的硫化物，由于甲醇催化剂系CUZN 催化剂，对硫化物特别敏感。少量的硫化物便会使其中毒而丧失活性。精脱硫将原料气中总硫脱除至0.1ppm，以保证催化剂有较长的使用寿命。 由脱碳系统来的原料气进入系统后首先进入第一脱硫塔，在该塔内脱除气体中的 H2S，使出塔气体中 H2S 含量0.03ppm，而后进入加热器，加热至60进入精脱硫塔，精脱硫塔内装有水解催化剂，在水解催化剂作用下，COS + H2SH2S + CO2生成的 H2S 气体再进入精脱硫塔下部将气体中 H2S脱至0.03ppm。由于水解催化剂对 COS 水解率很高，经过两次脱硫之后气体中总硫化物含量0.1ppm，满足甲醇催化剂对气体中硫化物的要求。 1.4甲醇合成生产工艺 甲醇合成工艺分为高压法、中压法和低压法，合成的主要任务有两个，一个是合成粗甲醇，二是回收反应热副产蒸汽。净化工序送来的新鲜气，经压缩机压缩后，和循环机出口的循环气混合，进入合成系统，在适当的压力，温度条件下，通过催化剂的作用使一定量的 CO、CO2 和 H2 合成粗甲醇，分离醇后的气再循环使用。反应器管间的锅炉给水被反应热加热产生蒸汽送入汽包，通过压力调节后送入蒸汽管网。义马气化厂的Lurgi工艺精馏采用三塔精馏或三塔精馏后再串一个回收塔。有时也采用两塔精馏。三塔精馏流程的预精馏塔和加压精馏塔的再沸器热源来自转化气的余热。因此, 精馏消耗的低压蒸汽很少。图1.鲁奇气化炉IGCC流程图生产原理：主反应：CO(气) +2H2(气) = CH3OH(气) + QCO2(气) + 3H2(气) = CH3OH (气) +H2O + Q副反应：2CO +4H2CH3OCH3+ H2O + QCO + 3H2CH4+ H2O + Q4CO + 8H2C4H9OH + 3H2O + QCO2+ H2CO + H2OQ 甲醇主反应是可逆放热反应，反应时体积缩小，并且只能在催化剂作用下，才能较快反应，所以反应在较高压力和适当的反应温度下，CO、CO2才能获得较高转化率。 1.5 精馏生产工艺 用物理精馏的方法，在预塔、主塔中将粗醇反复气化与反复冷凝，使其中的水份、有机杂质及其它无机杂质除去，从而制取合格精甲醇。2.甲醇生产项目存在的主要危险有害物质及物理特性 2.1一氧化碳 在甲醇合成过程中一氧化碳是其主要原料。分布在甲醇合成的全过程，一旦泄漏，容易引起中毒。因一氧化碳无色、无嗅，泄漏出来不易被人们察觉因此是一种危险性很大的气体。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而排挤血红蛋白与氧气的结合，从而出现缺氧等症状。常见于家庭居室通风差的情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。 2.2氢气 氢气在标准状况下密度是0.09克/升(最轻的气体)，难溶于水。在-252,变成无色液体,-259时变为雪花状固体。氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险，其中，氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸，与氯的混合比为1：1时，在光照下也可爆炸。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧，并有可能和空气一起形成爆炸混合物，引发燃烧爆炸事故。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。 2.3甲醇 甲醇为无色澄清液体，有刺激性气味。微有乙醇样气味，易挥发，甲醇对金属特别是黄铜有轻微的腐蚀性。易燃，燃烧时有无光的淡蓝色火焰。蒸气能与空气形成爆炸混合物爆炸极限6.0%-36.5%(vol)。纯品略带乙醇味，粗品刺鼻难闻。有毒可直接侵害人的肢体细胞组织特别是侵害视觉神经网膜，致使失明。正常人一次饮用4-10g纯甲醇可产生严重中毒。饮用7-8g可导致失明，饮用30-100g就会死亡。易燃，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。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 2.4氧气 氧气，空气主要组分之一，比空气重，标准状况（0和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升。无色、无臭、无味。在水中溶解度很小。氧气进入人体途径主要是通过呼吸。常压下，当空气中的氧气浓度超过40时，人就有可能发生氧中毒。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。 2.5强碱和强酸 烧碱为熔融白色颗粒或条状，现常制成小片状。易吸收空气中的水分和二氧化碳。1g溶于0.9ml冷水、0.3ml沸水、7.2ml无水乙醇、4.2ml甲醇，溶于甘油。溶于水、乙醇时或溶液与酸混合时产生剧热。有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾会刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔,皮肤和眼与NaOH直接接触会引起灼伤,误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。 盐酸为无色液体，有腐蚀性。为氯化氢的水溶液。在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸。有刺激性气味。接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒。能与一些活性金属粉末发生反应，放出氢气。遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。与碱发生中和反应，并放出大量的热。具有强腐蚀性。 2.6氮气和二氧化碳 一般情况下，二氧化碳中是无毒物质。但高浓度二氧化碳则对人体有毒性作用。其毒性作用有二方面，一是高浓度二氧化碳使空气中氧含量降低而导致机体缺氧窒息，甚至死亡；二是高浓度二氧化碳本身具有刺激和麻醉作用。通常两种作用同时发生。氮气本身没有毒性，但当环境中氮气含量增高时，会使氧气含量相对减少，从而引起窒息造成死亡，所以高浓度的氮气一种危险性很大的有害气体。3.甲醇生产项目存在的危险有害因素分析 3.1火灾和爆炸 液氧或氧气系统、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。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。 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。 3.2中毒 焦炉煤气中含有一氧硫化碳、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。 3.3灼伤（化学灼伤（腐蚀）与高温灼伤） 甲醇生产工艺中会使用到强酸强碱和一些腐蚀性气体和液体，会对人体产生不同程度的危害。 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；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。尽管对设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。 3.4机械伤害 当甲醇装置中的转动部位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。 3.5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。 3.6高空坠落与物体打击 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。 3.7车辆伤害 甲醇生产车间和厂区内会有运输车辆等，对员工及操作人员构成一定的伤害。4.针对危险因素应采取的安全措施4.1防止危险物质泄漏与聚集措施及相关要求 （1）加强生产管理，严格按生产规程、安全规程、设备维护规程进行日常的生产、管理、维护，确保无泄漏生产。并定期对生产毒害气体的场所监测分析。 （2）操作人员应根据各岗位不同的危险特性，分别穿戴相应合适的防护用具，作业时对其毒害、腐蚀性等更应加强注意。防护用具包括工作服、橡皮围裙、橡皮袖罩、橡皮手套、长筒胶靴、防毒面具、滤毒口罩、纱口罩、纱手套和护目镜等。操作前应由专人检查用具是否妥善，穿戴是否合适。操作后应进行清洗或消毒，放在专用的箱柜中保管。 （3）原料运输时，采用安全可靠的运输车辆，并悬挂“危险品”标志，符合危险货物运输规定的规定。 （4）高温场所充分利用自然通风辅以机械通风。发热设备和管道严格按照设备及管道保温技术通则计算确定保温层厚度。4.2动火要求 4.2.1基本要求（一）必须加强火源管理，认真执行“安全生产动火制度”的规定，防止火灾爆炸事故的发生。（二）认真执行本规程“2.7”规定。（三）禁止无阻火器的机动车辆进入生产区域。（四）禁止使用汽油等易燃液体擦洗设备、用具和衣服。（五）从事明火作业和属于易燃易爆岗位工作的各种职工必须穿戴规定的劳动保护服装进入生产岗位。（六）易燃易爆物品应存放在指定的安全地点，办公室和更衣室内不准存放酒精等易燃液体。应随时将使用过的油棉纱、油纸等易燃的擦洗材料，放入有盖的铁制专用容器内。（七）严禁在防火间距、消防安全通道内搭建筑物或堆积各类物资。（八）设备、管道的保温层，应采用阻燃材料，并应防止可燃液体渗入保温层。（九）危险品仓库、气柜、主配电设备、高大建筑物和高大设备等必须装设避雷装置。每年雨季前，必须对避雷装置检查测试。（十）禁止在易燃易爆场使用易产生火花的工具。（十一）应根据需要在车间、厂房等处设有事故照明、事故排风和备用安全电源。4.2.2生产装置的防火防爆措施：（一）厂房的建筑、易燃物品的贮存与生产工艺装置的平面布置必须符合建筑设计防火规范、炼油化工企业设计防火规定的有关要求。（二）生产车间电气设备的布置和安装（包括临时用电设备）必须符合中华人民共和国爆炸场所电气安全规程中防火防爆要求。（三）在生产系统可能引起火灾、爆炸的部位，应设置温度、压力等检测仪表、声光报警器和事故停车联锁装置。（四）在高、低压系统之间应设置止逆阀等安全装置，并应安装必要的监测仪表和自动（或手动）泄压排放设施。（五）所有放空管均应有引至室外的导管，并高出厂房建筑物。设在露天设备区内的放空管，应高于附近有人操作的最高站位2米以上。可燃气体的放空管，必要时应设置安全水封或阻火器。放空管应在避雷设施的保护范围内。（六）有突然超压或瞬间分解爆炸危险物料的设备，应安装安全阀或爆破板（防爆膜），导爆筒出口应朝安全方向。（七）必须认真控制生产工艺各环节的氧含量，不准超过规定。（八）生产、贮存可燃气体和易燃液体的设备和管道应设有导除静电的接地装置。有关防静电措施，应执行化工企业静电接地设计技术规定。（九）所有自动控制系统，应同时设置手动控制系统。 4.2.3动火规定（一）企业应根据火灾危险程度及生产、维修工作的需要，在厂区内划分固定动火区或禁火区。（二）设立固定动火区的条件和要求必须是：1.距离易燃易爆厂房、设备、管道等不应小于30米，并处在易燃、易爆区域主导风向的上风向。2.生产正常放空时，可燃气体不得扩散到固定动火区内。固定动火区不得有管沟、电缆沟等。3.固定动火区要设立明显标志，不准堆放易燃杂物，并配备一定数量的消防器材。4.室内固定动火区应与危险源隔开，门窗要向外开，道路要畅通。5.固定动火区的划定，应由使用部门提出申请，厂安全部门登记审批。4.3防火设施 1.具有火灾和爆炸危险的化工生产过程的防火、防爆设计应符合国家有关规范,火灾和具有爆炸危险场所的电气装置的设计应符合国家标准。2.具有易燃易爆的工艺生产装置、设备、管道,在满足生产要求的条件下,宜按生产特点,集中联合布置,采用露天、敞开或半敞开的建筑物。3.化工生产装置内的设备、管道、建筑物之间防火距离应符合国家规定的标准。4.明火设备应集中布置在装置的边缘,应远离可燃气体和易燃易爆物质的生产设备及储槽,并应布置在这类设备的上风向。5.有可燃气体和粉尘泄漏的封闭作业场所必须设计良好的通风系统,保证作业场所中的危险物质的浓度不超过有关规定,并设计必要的检测和自动报警系统。6.有火灾爆炸危险的场所,建筑物的结构形式以及选用的材料,必须符合防火防爆要求。7.具有火灾爆炸危险的工艺和储槽、管道,根据介质特点,选用氮气、二氧化碳、蒸气、水等介质及保护系统。8.化工生产装置区内应准确划定爆炸和火灾危险环境区域范围,并设计和选用相应的仪表、电气设备。9.化工生产装置的露天设备、设施及建筑物均应有可靠的防雷电保护措施,防雷电保护系统的设计应符合有关标准和规范。独立的避雷针应有独立的接地装置,其冲击接地地阻不宜大于10欧姆。10.具有火灾爆炸危险的生产设备和管道应设计安全阀、爆破板等防爆泄压系统,对于输送可燃性物料并有可能产生火焰蔓延的放空管和管道间,应设置阻火器、水封等阻火设施。11.危险性的作业场所必须设计防火墙和安全通道,出入口不应少于两个,门窗应向外开,通道和出入口应保持畅通。12.建立完善的消防设施。4.4自动控制系统和连锁装置（一）自动控制和安全联锁的作用 化工生产过程中高温、高压、易燃、易爆、易中毒、有腐蚀性、有刺激性臭味等危险危害因素是固有的。自动化操作不仅能严格控制工艺参数、避免手动操作的不安全隐患还能降低劳动强度、改善作业环境，而且能更好的实现高产、优质、长周期的安全运行。总之，对高危险工艺装置，在不能消除固有的危险危害因素又不能彻底避免人为失误的情况下，采用隔离、远程自动控制等方法是最有效的安全措施。 常用的自动控制及安全联锁方式对高危作业的化工装置最基本的安全要求应当是实行温度、压力、液位超高（低）自动报警、联锁停车，最终实现工艺过程自动化控制。目前，常用的工艺过程自动化控制及安全联锁主要有：1、智能自动化仪表。智能仪表可以对一个温度、压力、液位实现自动控制。2、分布式工业控制计算机系统，简称DCS，也叫做分散控制系统。DCS是采用网络通讯技术，将分布在现场的控制点、采集点与操作中心连接起来，共同实现分散控制集中管理的系统。3、可编程序控制器，简称PLC。应用领域主要是逻辑控制，顺序控制，取代继电器的作用，也可以用于小规模的过程控制。4、现场总线控制系统，简称FCS。FCS是基于现场总线的开放型的自动化系统，广泛应用于各个控制领域，被认为是工业控制发展的必然趋势。尤其本质安全型总线,更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所,减少系统发生危险的可能性。5、各种总线结构的工业控制机，简称OEM。总线结构的工业控制机的配置灵活，扩展使用方便，适应性强，便于集中控制。6、以上控制方式都可以配备紧急停车系统（ESD）和其他安全连锁装置。4.5压力表、安全阀 压力容器一般配有压力表和安全阀。 压力表的作用是指示压力容器的实时压力。 安全阀是一种安全保护用阀，它的启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时自动开启，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。 安全阀在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。4.6声光报警 声光报警器是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。防爆声光报警器适用于安装在含有C级T6温度组别的爆炸性气体环境场所，还可使用于石油、化工等行业具有防爆要求的1区及2区防爆场所，也可以露天、室外使用。可以和国内外任何厂家的火灾报警控制器配套使用。当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时，火灾报警控制器 送来的控制信号启动声光报警电路，发出声和光报警信号，完成报警目的。4.7防护用品与设施（1）对有毒物质泄漏可能造成重大事故的设备和工作场所必须设置可靠的事故处理装置和应急防护设施。应设置有毒物质事故安全排放装置（包括储罐）、自动检测报警装置、连锁事故排毒装置，还应配备事故泄漏时的解毒（含冲洗、稀释、降低毒性）装置。（2）根据有毒物质的性质、有毒作业的特点和防护要求，在有毒作业工作环境中应配置事故柜、急救箱和个人防护用品（防毒服、手套、鞋、眼镜、过滤式防毒面具、长管面具、空气呼吸器、生氧面具等），人体冲洗器、洗眼器等卫生防护设施的服务半径应小于15m.（3）其他措施在生产设备密闭和通风的基础上实现隔离（用隔离室将操作地点与可能发生重大事故的剧毒物质生产设备隔离）、遥控操作。配备检修时的解毒吹扫、冲洗设施。生产、购存、处理极度危害和高度危害毒物的厂房和仓库，其天棚、墙壁、地面均应光滑，便于清扫，必要时加设防水、防腐等特殊保护层及专门的负压清扫装置和清洗设施。4.8安全管理措施4.8.1纠正人的不安全行为 (1)认真学习化工安全知识。只有掌握了各项安全知识才能更有效的预防各类事故的发生,才能更好的针对化学危险物品的特点作好个人防护及预防措施,才能纠正自身在操作中习惯性的违章行为,从而提高了执行安全生产的自觉性,更好的履行员工安全本职职责,达到安全生产的目的。同时,每一位员工都要认真学习本岗位的业务知识,学精、学透,培训合格才能上岗作业,特殊工种还需要持证上岗。因为在化工企业中,很多岗位的技术复杂、原料品种反应工艺流程长、反应介质危险性高、设备往往高温高压等,只有做到人人熟悉业务、个个操作熟练,才能基本保证安全生产。(2)积极配合各级安全员的工作,参