某煤化工有限责任公司设年产95万吨焦化项目(煤气净化)MOND

1、某煤化工有限责任公司设年产95万吨焦化项目（煤气净化）MOND 摘要：本次设计在了解煤气净化的工艺流程及国内外的安全问题进行分析后，发现在煤气净化过程中存在着许多安全隐患，成为安全生产中一个重要危害因素。2007年至2008年攀长钢连续发生两起煤气爆炸和中毒事故，造成3人死亡，8人受伤。近年来，还曾发生过多次险肇事故，给安全生产带来巨大的压力。为防止煤气在净化过程中事故的发生，应用蒙德法对系统的危险有害因素进行定性、定量的分析辨识，确定系统的危险有害因素及其程度；并且对可能产生的主要危险、危害后果提出切实可行的安全整改措施。为建设项目的设计和施工提供科学依据，以利于提高项目本质安全程度。最后，

2、对以后的煤气净化工艺的前景进行展望。关键词：安全评价煤气净，MOND法An annual output of 950000 tons of coking coal chemical LTD Set up projects (gas purification) MONDAbstract:In understanding of gas purification process flow and the design safety analysis at home and abroad, found that there are many potential safety hazard in the

3、 process of gas purification, become an important hazard factors in the safety in production. From 2007 to 2008, Pan Chang Gang two gas explosion and poisoning accidents occurred continuously, killed three people, 8 people were injured. In recent years, also have occurred many times insurance cause

4、accident, safety in production to bring enormous pressure. To prevent the gas accident in the process of purification, the application of MOND process on the system of the dangerous and harmful factors to identify the qualitative and quantitative analysis, to determine the dangerous and harmful fact

5、ors and degree of the system; And the possible major dangerous, harmful consequences feasible safety rectification measures are put forward. Which will provide a scientific basis for the design and construction of the construction project, help improve project essence safety degree. Finally, the pro

6、spects for gas purification technology of the future was discussed.Key words:Safety evaluation of the gas net,MOND目录 1.绪论42.焦化煤气净化中存在的相关问题53.煤气净化的工艺流程64.对煤气净化过程进行危险有害辨识84.1危险有害因素辨识的内容84.2危险及有害因素辨识原则94.3危险有害因素辨识94.3.1 人的因素94.3.2 物的因素104.3.3 环境因素104.3.4 管理因素105.利用蒙德法进行安全评价分析105.1 ICI蒙德法评价程序105.2对煤气净化系

7、统进行定性定量分析116.针对结论提出切实可行的安全整改措施136.1建立健全安全保障机制136.2加强安全技能教育培训136.3强化安全监督管理136.4完善操作规程146.5做好检修施工146.6加强特殊工种安全管理146.7建立预防与应急救援预案156.8劳动卫生对策措施157.对煤气净化的前景展望151.绪论由于煤气净化系统存在火灾、爆炸、中毒等事故并且事故一旦发生会造成极大的影响，人员伤亡，设备损失以及直接经济损失以至于使焦化企业生产瘫痪。据统计，在炼焦过程中，原料煤中约30%35%的硫转化成H2S等硫化物，H2S和HCN具有很强的腐蚀性、毒性，会严重污染环境，甚至危害人体，所以煤气

8、作为燃料使用之前必须进行脱硫脱氰，使煤气得到净化。因此，应进行危险有害因素的辨识并且利用蒙德法进行安全评价，因为蒙德法在考虑火灾、爆炸、毒性危险方面的影响范围及安全补偿措施都更为全面，突出了企业管理的重要性，大量使用图表，更加简洁明了。了解焦化企业关键设备和区域存在的问题，并及时采取安全措施或进行改造，认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，落实预防控制措施，一方面是降低事故发生的频率，另一方面是减少事故的规模并及时消除隐患，不断提高企业本质安全化水平，为企业安全顺行提供良好的条件。2.焦化煤气净化中存在的相关问题煤气净化的中间产物硫化氢、氰化物、硫化物等，还有制成的产品粗苯、焦油等，

9、大多为易燃、易爆、易中毒的物质，在塔、罐等的反应过程中，若温度、压力的控制失效，极易发生火灾爆炸、中毒等事故，后果十分严重。比如在煤气鼓风机室和在管式炉处就极易发生火灾和爆炸等危险事故，以下做详细阐述：1、煤气鼓风机室：煤气由炭化室出来经集气管、吸气管、初冷器及回收设备直到煤气贮存设备或送往焦炉，途中要经过很长的管道及各种设备。为了克服这些设备和管道的阻力及保持足够的剩余压力，需设置煤气鼓风机。煤气鼓风机室所涉及的主要物质为焦炉煤气，为甲类气体，故煤气鼓风机室即为甲类生产场所，划为1区。在此区域防止火灾、爆炸极为重要。许多焦化企业为便于观察鼓风机的运行状况，将仪表室用窗户与鼓风机房相隔或将仪表

10、室直接建在鼓风机房内，因鼓风机房为1区，如果仪表室用窗户与鼓风机室相通或直接位于机房内，那么仪表室也为爆炸危险区域，这就要求仪表室内的电气、仪表等均应防爆，人员长期在此区域内工作是极其危险的。因此，焦化安全规程(GB127102008)新增了鼓风机的仪表室宜设在主厂房两侧或端部，当毗邻厂房外墙设置时，应用耐火极限不低于3h的非燃烧墙体与厂房隔开。鼓风机室普遍存在的另一个问题是在区域内安装气体报警检测装置，焦化安全规程(GB127102008)规定在此区域内应安装可燃气体检测报警装置，石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范(GB504932009)规定，同一种气体，既属可燃气体又属有毒气体时

11、，只设有毒气体检测器。经计算在煤气浓度达到爆炸下限时，有毒气体浓度已远远大于其检测的设定值，因此，在此区域只设置有毒气体检测报警装置即能满足要求。国家对CO浓度超标情况下，人员在该区域内最高工作时间也有相应的明确规定。但许多企业在气体检测报警装置检测数值超标相当严重的情况下，仍继续进行检修等作业，同时，使用的工具不满足防爆要求，甚至达到气体的爆炸极限也没有意识，导致鼓风机室发生爆炸事故。2、管式炉属于明火设备，而焦化煤气净化区域存有大量的易燃、易爆的物质，故应注意明火距甲类生产场所或储存区的距离。石油化工企业设计防火规范(GB501602008)中规定在工艺装置内明火装置与甲类生产场所的间距应

12、大于15m，而很多焦化企业管式炉未满足此要求。焦化安全规程(GB127102008)中规定管式炉在煤气主管压力降到500Pa以下，或主管压力波动危及安全加热时应立即停止煤气供应。但有些企业设置了低压报警装置，但未安装煤气快速切断阀和设置自动切断联锁，还有些企业安装了煤气快速切断阀，设置自动切断联锁，但因该装置使用较少，维护不到位，造成腐蚀或损坏，不能正常使用。一旦因煤气压力低或波动大，造成管式炉熄火，煤气又未有效切断，煤气进入温度较高的管式炉炉膛，与进入炉膛的空气混合后，极易造成爆炸事故等。3.煤气净化的工艺流程对煤气进行净化主要是指对煤气中多种成份的有效脱除，具体包含以下内容:完成对出炉煤气

13、的冷却和输送任务；对煤气中H2S、HCH等酸性气体的脱除；对煤气中NH3类碱性气体的脱除；对煤气中焦油类、苯类等的脱除及回收；对煤气中萘的脱除及回收。因此一般的净化工艺包括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。主要工序包括初冷、脱硫、脱氨、脱萘、回收粗苯等。1、煤气的初冷：是指出炉煤气通过集气管喷洒氨水和设置初冷器将出炉煤气由650800降至25左右的处理过程。一般的初冷器冷却方法通常有间接式、直接式、间直结合式三种。根据冷却设备的不同又可分为直冷式喷淋塔、立管式初冷器和横管式初冷器。在初冷器内煤气被管内循环水不断冷却，其中多数焦油由气相或小液滴转为液态进入分离系统进行分离。由于其中有大量萘

14、的结晶析出，所以一般采用立管式初冷器的工艺中要求初冷器后集合温度不低于25，以防冷凝液管堵塞。一般的直冷煤气设备是塔，由煤气与冷介质的逆相直接接触完成。其中既包含热量传递，也含有组份物质的传递，因此煤气直接冷却，不但冷却了煤气，而且具有净化煤气的良好效果。据测定，在此过程中煤气中90%以上的焦油、80%左右的氨、60%的萘、80%的H2S等可有效地被除去1。2、对煤气中焦油的脱除及净化回收：煤气中大部分焦油是在焦炉喷洒过程中随氨水冷却下来，其它部分随着煤气的初冷及焦油捕集装置的使用而混合在氨水中。目前各厂家采用的氨水焦油分离装置主要是依靠氨水、焦油两相比重不同而分层分离，在分离过程中渣类也得到

15、有效去除。根据使用设备的不同，可分为机械化澄清槽和焦油氨水分离槽两种形式。操作要点主要是温度及分离时间。相对来说，一般分离时间越长则分离效果越好，而分离温度却由于静置冷却作用而变低（温度高时焦油粘度小有利于分离）。3、煤气中氨类的脱除：煤在干馏时，其中大部分氮转化成以氨为代表的含氮化合物，因此粗煤气中含有69g/m3的氨。由于氨的腐蚀特性，作为有害成分必须从煤气中除去。目前采用的脱氨方法主要有三大类:第一种是水洗氨法回收氨，其中包括制浓氨水法、间接法制(NH4)2SO4、联碱法制NH4Cl、氨分解法；第二种是硫酸吸氨法生产(NH4)2SO4，其中包括饱和器法和酸洗塔法；第三种是磷酸吸氨法回收氨

16、，包括制磷酸氢二铵法和弗萨姆法。4、煤气中萘的脱除工艺：粗煤气中含萘约10g/m3，其中大部分在集气管初冷器中冷凝下来并溶于焦油中，经过初冷后，大约含量为2g/m3的萘以微小结晶使煤气处于过饱和状态，这样初冷后的煤气沿管道流向后序净化设备时，一旦流速缓慢或温度进一步下降，煤气中的萘就会析出并沉积造成堵塞，因此煤气进一步脱萘是必要的。目前对萘进一步脱除主要有两种方式：水洗萘法和油洗萘法。所谓水洗萘法是利用终冷塔中冷水与热煤气的逆向接触，降低煤气温度的同时将萘析出，再利用热焦油吸收水中的萘而达到冷水循环洗萘的目的。新工艺中除萘是在横管式初冷器内利用热乳浊液喷洒洗涤完成的。油洗萘是利用洗油洗涤煤气并

17、吸收其中的萘，而从洗油中分离萘可以同富油脱苯同时进行，该法较水洗萘法效率高，一般可将煤气含萘降至0.5g/m3以下。5、煤气中苯类的脱除及回收：煤气中苯类脱除理论上可以通过冷冻、吸附、洗涤三种方式完成。一般工业主要采用油洗涤方式，根据使用洗油的来源及组份差别，又可分为焦油洗油洗苯和石油洗油洗苯。一般带有粗焦油加工系统的大型焦化厂均采用自产焦油洗油洗涤方式。在洗涤塔中煤气与洗油逆向接触，要具备足够的吸收面积、吸收时间、吸收推动力(温度、塔内压力、贫油含苯)、洗油分子量及喷淋量等，洗涤后煤气中苯可由2538g/m3降至2g/m3以下。6、煤气中H2S的脱除：直接从焦炉中出来的煤气约含48g/m3的

18、硫化氢和0.52g/m3的氰化氢。由于它们具有很强的腐蚀性，也必须将之除去。目前国内外关于H2S、HCN的脱除方式主要有三大类：（1）吸收法脱硫脱氰，包括氨水法、真空碳酸盐法、单乙醇胺法；（2）氧化法，包括砷碱法、蒽醌二磺酸法、萘醌二磺酸法、苦味酸法和对苯二酸法；（3）干法脱硫。7、煤气的输送及调节：鼓风机是煤气输送装置，按其结构可分为容积式和离心式两种。而离心式鼓风机按其动力源不同，又分为电动式和透平式。目前大型焦化厂多数采用离心式鼓风机，用变频调速及煤气循环两种方式进行调节。4.对煤气净化过程进行危险有害辨识4.1危险有害因素辨识的内容主要危险、危害因素分为两类；一类是自然灾害，有地震、雷

19、击等；另一类是生产工艺过程中存在的危险或可能导致的危害，有电气室、电气设备故障可能发生的火灾、中毒等。主要包括以下几个方面：（1）危险的组份：煤气本身就是易燃易爆的燃料，煤气在净化过程中产生的萘，粗苯等均是有毒有害的物质，在超过其危险量的临界单元时也会发生大规模的火灾，爆炸等事故，在净化过程中压力系统也是不容忽视的部分，必须符合国家规定的设备安全标准否则也会产生危险。（2）环境的约束条件：着火、雷击、噪声、高温、振动等。（3）系统构成中与安全问题有关的内容材料的兼容性等。（4）使用、试验、维修与应急程序：紧急出口等。（5）设施、保障设备：煤气自身就是可燃物，煤气净化产生的硫化氢、氢氰酸等物质是

20、有毒物质，在超过国家标准的临界量时就会发生爆炸且具有腐蚀性等。（6）安全设备、安全措施和可能的备选方法：有人员防护设备和一些联锁装置。4.2危险及有害因素辨识原则1、科学性：危险有害因素的辨识是分辨、识别、分析确定系统内存在的危险，而并非研究防止事故发生或控制事故发生的实际措施。它是预测安全状态和事故发生途径的一种手段，这就要求进行危险有害因素辨识必须要有科学的安全理论作指导，使之能真正揭示系统安全状况、危险有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律，并予以准确描述，以定性、定量的概念清楚地显示出来，用严密的、合乎逻辑的理论予以清楚解释。2、系统性：危险有害因素存在于生产活动

21、的各个方面，因此要对系统进行全面、洋细的剖析，研究系统和系统以及子系统之间的相关和约束关系；分清主要危险有害因素及其相关的危险危害性。3、全面性：辨识危险及有害因素时不要发生泄漏，以免留下隐患，要从厂址、自然条件、储存运输、建构筑物、工艺过程、生产设备装簧、特干中设备、公用工程、安全设施、安全管理体系和制度等各方面进行分析、辨识；不仅要分析正常生产运转、操作中存在的危险有害因素，还要分析、辨识开车、停车、检修、装箭受到破坏及操作失误情况下的危险有害因素。4、预测性：对于危险有害因素，还要分析其触发事故，办即危险有害因素出现的条件或设想的事故模式。4.3危险有害因素辨识4.3.1 人的因素 （1

22、）心理、生理性危险和有害因素：在工作过程中，工作人员体力、视力负荷超限，健康状况异常，容易导致危险因素的发生。若工作人员在工作过程中存在侥幸心理、冒险心理或是从众心理等则会致使事故的发生或者大大增加事故发生的概率。（2）行为性危险和有害因素：操作人员指挥错误或是指挥失误引起工作人员的操作错误引起违章操作而引发的事故。4.3.2 物的因素设备、设施、工具、附件的强度、刚度不够，稳定性差，耐腐蚀性差，或者因为防护装置做得不够，有缺陷而造成的危险事故。若是设备的带电部位裸露造成的漏电等其他电伤害，也会导致事故的发生；若在煤气净化过程中遭遇明火或是高温物体则会与煤气混合而发生爆炸等事故，后果十分严重，

23、并且煤气本身具有毒性，易燃等特性，会增加事故发生的频率。4.3.3 环境因素在煤气净化过程中由于作业场所高温，作业场地狭窄，且温度、湿度、气压不良，光照不够且安全出口存在缺陷等均易造成事故。4.3.4 管理因素职业安全卫生组织机构不健全，责任未落实，管理规章制度不完善，操作规程不规范，事故应急预案有缺陷，培训制度不完善，以及其他管理上的缺陷都会引起事故的发生。5.利用蒙德法进行安全评价分析5.1 ICI蒙德法评价程序1、把系统分成单元2、道氏综合指数：D=B(M+100/100)(P+100/100)×(400+4S+4Q+4L+T)/400) 其中B为物质系数，M为特殊物质危险性，

24、P为一般工艺危险性，S为特殊工艺危险性，Q为量的危险性，L为配置危险性，T为毒性危险性。3、火灾负荷系数F；单元毒性指标U；主毒性事故指标C；装置内部爆炸指标E；环境气体爆炸指标A。4、综合危险性：R=D(103+FUEA1/2/103)5、修正的危险性指数：R2=R1×K1×K2×K3×K4×K5×K6其中，根据安全及预防措施重新进行综合危险性评价K1为容器，K2为管理，K3为安全态度，K4为防火，K5为物质隔离，K6为消防活动。6、改正工艺，对危险性项目采取适当的保护和预防措施5.2 对煤气净化系统进行定性定量分析（1）单元主要已

25、知参数评价单元：车间的煤气净化系统单元内主要物质：煤气，硫化氢，氢氰酸（2）评价计算结果煤气净化系统蒙德法评价结果一览表单元：煤气净化系统 装置：直冷式喷淋塔等 主要物质：煤气，硫化氢，氢氰酸 反应：指标项目指标内容使用系数危险性合计物质系数2.12B=2.12 特殊物质系数混合及扩散特性-5M=220着火敏感性75气体的爆轰性150 一般工艺过程 危险性单一连续反应P=100物质移动特殊工艺过程危险性高温75S=280高温、引火性35接头与垫圈泄漏20烟雾危险性60工艺着火敏感度20腐蚀与侵蚀20 难控制的工程或反应50量系数Q=3.0 配置危险性高度H=15mL=85 通常作业区N=220

26、0构造设计10多米诺效应25其他50毒物危险性TLV值100T=250物质类型75短期暴露危险50物理性因素25评价结果：ICI总指标D： 71.98 稍重的 火灾负荷系数F： 915.45 轻 单元毒性指标U： 17.5 非常高 主毒性事故指标C： 52.5 中等 装置内部爆炸指标E： 7 非常高 环境气体爆炸指标A： 206.25 高 综合性危险评分R： 418.15 中等（3）结论采取补偿措施后，该评价单元的火灾负荷系数F、装置内部爆炸指标E、环境气体爆炸指标A及综合危险评分R等项安全指标值都有下降，说明该单元的危险性降到了较安全的级别6.针对结论提出切实可行的安全整改措施6.1建立健全

27、安全保障机制1）完善管理机构，落实安全职责煤气站应设置专门安全生产管理机构，并配备足够具有煤气专业知识的安全管理人员;煤气站站长为安全负责人，全面负责煤气站的安全管理工作;完善安全生产责任制，明确站长、安全管理员、班组长、生产工人、机修工、电工、特种作业人员等各类人员的安全生产职责，并严格落实。2）建立健全各项安全规章制度其制度应包括:安全教育培训制度、安全生产检查及事故隐患排查整改制度、防火防爆管理制度(包括危险作业审批制度和动火管理制度)、防尘防毒管理制度、交接班制度、煤气安全信息反馈制度、设备维修检修制度、特种作业人员管理制度、应急救援预案、重大危险源管理制度(构成重大危险源的)等。6.

28、2加强安全技能教育培训全面提升职工素质职工既是生产作业的实施者，也是安全事故的直接受害者。由于职工安全知识和技能参差不齐，因此必须加强职工的安全和技能教育培训，培训考核合格方能上岗作业，使他们懂得煤气净化技术知识，熟悉煤气站生产工艺流程，掌握生产设备的技术要求，熟悉本岗位操作技术，遇到险情时能采取相应的救援措施，并能对存在的环境、安全隐患及时进行整改。每年定期进行煤气知识培训与讲座，不断增强职工对煤气知识的认知和处理能力等。在安全教育上应有所区别，对于各级领导应进行系统宏观的安全教育;对于安全管理人员应进行理论和实际相结合的安全教育;对于操作工人应进行可操作性强的基础安全教育;对于短期工作人员

29、应进行适合其工作环境和内容的特殊性安全教育。6.3强化安全监督管理对煤气生产来说，厂长是第一安全责任人。从主管厂长到安全科是落实安全措施的监管者，应将安全责任层层落实到车间、科室和班组；应建立强有力的安全监督网络及制度，定期进行安全检查，及时控制人的不安全行为和消除物的不安全状态;操作工人应每日定时、定线、定点、定内容的进行安全检查，查煤气设备的严密性，严防煤气泄漏;各级安全管理部门也应定期组织相关专业技术人员对煤气设备设施进行全面的系统检查，全方位了解和诊断设备设施的运行状况，及时整改隐患，达到安全运行的要求。6.4完善操作规程完善各类岗位人员的安全技术规程和岗位安全操作规程，并要求相关人员严格按规程操作，认真控制好各工艺要求的参数，对于违反操作规程的行为应严肃处理，从而远离人的一切不安全行为。6.5做好检修施工安全技术管理和生产装置危险因素交底由于检修作业属于非正常生产，外来人员较多，正常组织秩序被打乱，发生事故的概率相对较大，因此应特别重视。无论任何设备检修作业均应有专人负责，统一指挥，设专职人员负责安全工作。6.6加强特殊工种安全管理特种作业本身危险性就大，在煤气站更使危险程度进一步加大，一旦发生事故，后果不堪设想。因