甲醇合成精馏过程安全评价

29页60万吨/年煤制甲醇工程(甲醇合成精馏/DOW)班 级：安全1002学生姓名：刘--指导教师：杨--摘要：甲醇是易爆性物质，具有潜在危害性，易发生火灾爆炸事故造成人员伤亡和财产损失。为了客观地评价煤制甲醇工程〔甲醇合成精馏过程〕的安全性，首先对工程中可能存在的危急有害因素进展辨识及分析，其次确定了工程中以甲醇合成精DOW的潜在危急性，定量计算火灾爆炸可能导致的危害程度,并提出了相应的措施。关键词：煤制甲醇，合成精馏，火灾爆炸，安全评价A600000tons/yearcoaltomethanolprojectA600000tons/yearcoaltomethanolproject(methanolsynthesisdistillation/DOW)Class:SafetyEngineering1002Name:LIUWenliInstructor:YANGHonggangAbstract：Methanolis potentiallyexplosive substances,hazardous, proneto fireexplosionaccidentcausedcasualtiesandproperty losses.Inordertoobjectivelyevaluatethecoaltomethanolproject(methanolsynthesisdistillationprocess)ofsecurity, firstforpossibledangerandharmfulfactorsintheprojectidentificationandanalysis,thesecondtodeterminetheprojectformethanolsynthesisinthedistillationasevaluationunit,andselecttheDOWchemicalcompanyDOWmethodwasappliedtothisunitriskassessmentmethods.ThisarticleUSEStheDOWchemicalcompanyfireexplosionindexevaluationmethodtodeterminethematerial,equipmentandprocessequipmentsuchastheexistenceofpotentialdanger,quantitativecalculationoffireexplosioncouldleadtoharmfullevels,andputsforwardthecorrespondingmeasures.Keywords：CoaltoSafetyevaluation

Thesynthesisofdistillation，Fireexplosion，名目名目1绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„51.1我国煤制甲醇现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„51.2工程名称及建设性质„„„„„„„„„„„„„„„„„„51.3主要评价内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„61.4主要评价依据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„61.5评价框架„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„82危急有害因素辨识„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„92.1辨识方法介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„92.2辨识结果及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„103评价单元划分及评价方法选择„„„„„„„„„„„„„„„„133.1评价方法介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„133.2甲醇合成精馏流程及评价单元划分„„„„„„„„„„„„134危急性评价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„154.1评价过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„154.2评价结果汇总及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„185结论及建议„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„195.1结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„195.2安全对策措施及建议„„„„„„„„„„„„„„„„„„196参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21绪论1.1我国煤制甲醇现状我国煤制甲醇的生产与世界先进国家相比在工艺技术生产规模和构建产业链上都有不小的差距。首先工艺技术不成熟，太多承受固定层气化工艺，造本钱钱大，消耗大，污染严峻；其次装置和设备规模不经济，生产力气小；最终，产业链过短造成导致产品附加值过低。综合来看，随着技术的飞速进展，人员四周能量的集中化，生产工艺，技术及环境简洁性，人员的低素养，集中化和难控性以及各种社会环境因素安全形势严峻，面临前所未有的挑战。1.2工程概况工程名称及建设性质益严峻，促使人们加紧对替代能源和清洁能源的争论开发。我国的能源构成是煤炭资源丰富，石油、自然气相对缺乏。本工程以煤炭为主产业链，就地转化为化工产品，并为其下游产品替代能源供给原料，直至原生资源全面综合利用，形成循环经济生态产业链，实现资源利用充分化、经济循环科学化、生态环境自然化，力争把本区建设成为具有高科技含量、高附加值、环保高效、可持续进展的循环经济生态工业园区。60万吨煤制甲醇工程通过煤气化生产甲醇。该工程是某厂实现煤化工的重大战略转60总占地面积67.5公顷。60万吨/年甲醇装置包括备煤、煤气化、变换、气体净化、硫回收、甲醇合成与精馏、空分装置。甲醇合成精馏本工程以H、CO和CO为原料，在催化剂存在下合成甲醇的工艺。它是属于气--固2 2非均相催化合成技术，随着催化剂技术的进展，甲醇合成工艺也经受了高、中、低压法的变化。无论改进催化剂还是变化合成压力其合成工艺根本没变，仍属气相合成路线。当前，甲醇生产多趋向于低压法。由于甲醇合成是强放热反响，如何快速移走反响热至关重要，因此人们对合成塔构造型式做了大量的工作，消灭了不同构造的合成塔。目前，主要有三种类型合成塔，即绝热型、等温型和绝热与等温混合型合成塔，75t/h，甲醇合成设备拟承受单台设备生产。在甲醇合成时由于催化剂选择性的限制以及合成反响条件，如：压力、温度、合〔如HCOCO〔如2 2乙醇、高级醇和水等〕，所以需通过精馏的方法制得精甲醇。为使产品精甲醇的质量质，同时获得精甲醇产品。精甲醇产品质量满足GB338-2023优级品和美国联邦AA级标准〔0-M-232L〕。1.3安全评价内容〔甲醇合成精馏工艺过程〕进展危急辨识及安全评价，并提出了局部把握事故的措施。通过收集、整理和应用有关资料承受DOW(道)化学公司火在危急性，定量计算火灾爆炸可能导致的危害程度。1.4安全评价依据编制依据土默特右旗萨拉齐镇总体规划(B)土右旗工农业概况及远景规划(C)山格架化工能源基地进展纲要包头市山格架化工园区总体规划包头市山格架化工园区产业进展规划煤制甲醇工程可行性争论报告合同书(G)GE公司供给的水煤浆气化有关资料公司供给的甲醇合成工艺资料编制原则本工程满足国家有关政策和规定，本着节约投资，确保工程质量，增加经济效国内先进水平，并确保工程长期稳定安全运行。承受先进的煤气化工艺制取甲醇合成气，最终产品为甲醇，实现煤的清洁生产和开发利用。今后甲醇产品可用于制甲醇汽油或烯烃〔MT、MTP工艺技术制二甲醚。为降低工程投资，除核心技术和关键设备引进外，应尽可能提高装备国产化率。布局紧凑，按功能进展分区布置，尽量节约土地。保护的要求及有关规定。贯彻节约用水原则，水尽可能循环利用，削减生产废水排放。卫生良好的生产企业。坚持一期与二期规划相协调的原则，合理布局，节约用地的原则。1.5评价框架图1：安全评价框架图危急有害因素辨识辨识方法介绍危急源辨识〔hazard identification〕是识别危急源的存在并确定其性质的过程。产过程危急源的辨识可以从以下几方面考虑：①生产的常规活动，如正常的生产活动等。②生产的格外规活动，如临时抢修活动等。③在紧急时态下的活动，如火灾、停电等。④全部进入作业场所的人员的活动，包括内部员工和外部访者的活动。⑤作业场所内的内部设施，如拥有建筑物、车床、电气设备等。⑥作业场所内由外部供给应企业的设施，如企业租赁的建筑物，电气设备等。〔一〕直观阅历分析方法用在没有可供参考先例的开发系统。比照、阅历法借助于阅历和推断力气直观对评价对象的危急、有害因素进展分析的方法。类比方法资料来类推、分析评价对象的危急、有害因素。〔二〕系统安全分析方法系统安全分析方法是应用系统安全工程评价方法的局部方法进展危急、有害因素系统安全分析方法是应用系统安全工程评价方法的局部方法进展危急、有害因素分析方法有大事树、事故树等。2.2辨识结果及分析2.2.1火灾爆炸危害使用不合理时极易引起火灾。一旦发生爆炸，都可能导致人员损害和财产损失，甚体着火的火源种类很多，如明火、高温物质、电气火花及静电放电产生的火花等。2.2.2物理爆炸毒，高温灼伤，电击等人生损害。中毒染作业环境。如防护不当或处理不准时，则很简洁发生中毒，对人体产生不同程度的危害。机械损害械损害的危急。烫伤或高温灼伤在生产过程中自然气预热至380摄氏度，在僵化剂的作用下进展蒸汽转化反响，转化炉内温度达1100摄氏度，合成塔反响温度255摄氏度，过热蒸汽温度370摄氏度。这高温设备、管道阀门等，一旦在制造、安装、保温、隔热、修理存在缺陷造成泄或操作人员接触均可造成人员损害。高处坠落转化、合成、精馏及局部工艺管线、空冷系统，大局部操作平台在2米以上，在成人员损害。同时上述设备设施上有可能发生物体坠落造成人员打击损害。触电或电气火灾可能有发生触电或电气火灾的危急。化学烧伤溅接触人体会造成身体化学烧伤。危急等级划分危急类别危急级别危急程度可能导致的后果火灾爆炸危害Ⅳ灾难性造成人员重大伤亡及系统严峻破坏的灾难性事故，必需坚决排解并进展重点防范物理爆炸Ⅱ临界以排解或实行把握措施中毒Ⅲ危急会造成人员伤亡和系统损坏，要马上实行防范措施机械损害Ⅱ临界以排解或实行把握措施烫伤或高温灼伤Ⅱ临界以排解或实行把握措施高处坠落Ⅲ危急会造成人员伤亡和系统损坏，要马上实行防范措施触电或电气损害Ⅱ临界以排解或实行把握措施化学烧伤Ⅱ临界以排解或实行把握措施坏的灾难性事故，必需坚决排解并进展重点防范。评价单元划分及评价方法选择评价方法介绍〔SCL〕，此方法简洁、易行，可对系统进展定性的评价；②预先危急分析法〔PHA〕，系统设计之初对系统进展初步定性评价；③故障类型及影响分析法〔FMEA〕，依据各子系统的故障类型来定性的对系统评价；④危急可操作性争论〔HAZOP〕；⑤大事树分析法〔ETA〕，利用大事树来定性定量评价；⑥故障树分析法〔FTA〕，利用故障树来定性定量的评价；⑦危急指数评价方法〔F&EI〕，利用每个子系统的危急指数值，来计算系统的危急指通过分析子系统的牢靠性来计算整个系统的牢靠性的概率大小的评价方法。要评价方法。1964年，美国道(DOW)化学公司依据化工生产特点，开发出“火灾、爆炸危急指(F&EI)，确定危急企业主要评价方法之一。甲醇合成精馏流程及评价单元划分甲醇合成器是设备的心脏设备，一般有冷激式、冷管式、水管式、管壳式合成塔等。依据生产装置和实际需求进展选择。本工艺中承受冷管塔与管壳塔串联组合构造CO、COH2 2后得到甲醇。本工序主要设备如下：循环压缩机处理未反响的气体以便循环利用；产物；回塔内,另一局部作为产品精甲醇输出。醇合成精馏工艺流程，可划分评价单元为甲醇合成精馏单元。危急性评价评价过程道化学法的根本程序图3：道化学法的根本程序图MFMF在特性，是最根底的数值。由物质的燃烧性(N)和化学活性(N)打算。物质系数MF的F R的物质最大，查道化学公司火灾、爆炸危急指数评价方法第七版的附录A，甲醇的MF为16，一氧化碳的MF为4，二氧化碳的MF为6，氢气的MF为8，并且反响器中甲醇的体积最大，所以我们选取该反响装置的MF=16。甲醇是一种无色、透亮、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。分子量32.04，相对密度0.792(204℃)，熔点-97.8℃，沸21.2℃)，蒸气与空气混合物爆炸极限为6.0%-36.5%(体积)。确定一般工艺危急系数F1一般工艺危急系数是确定事故损害大小的主要因素，F1.00和评价单1F=1.00l+0.5+0.45+0.2+0.5=2.65。确定特别工艺危急系数F2特别工艺危急系数是影响事故发生概率的主要因素。F是根本系数1.00和评价单2元有关内容所取系数的代数和。反响器内甲醇的安康危害指数N是3，系数取为0．2H×3=0．6；甲醇在爆炸极限内，且在闪点以上，系数为0．50；该单元已经实行防腐蚀措施，单元系数取为0.1；依据反响器内甲醇的数量，计算得该项系数为0．5；接头处和填料处泄漏，得该项系数为0．3；转动设备单元系数取为O．5，所以F=1.00+0.6+0.5+0.1+0.5+0.3+0.5=3.5。2确定各工艺单元危急系数F3F=F×F=2.65×3.5=9.5253 l 2由于该评价方法中工艺单元危急系数F3险指数时应选取最大值8；所以F=8。3确定单元火灾、爆炸危急指数F&MFF&EI=MF×F3=16×8=128F&MF1-6061-9697-127F&MF1-6061-9697-127128-158>159危急等级ⅠⅡⅢⅣⅤ危急程度最轻较轻中等较大格外大由此得出甲醇合成精馏反响器的等级为Ⅳ级，危急程度为较大。确定安全措施补偿系数C工艺把握补偿系数C1应急电源：本单元有事故应急电源，补偿系数为0.98；抑爆装置：本单元承受防0.98DCS093；行监控，补偿系数为0.95；以上各值相乘得：C=0.726。1物质隔离补偿系数C2远距离把握阀：本单元具有遥控切断阀，补偿系数为0.98；排放系统：本单元排放设施完善，补偿系数为O.91；连锁系统：本单元装有连锁系统，补偿系数为0.98；C=O.874。2防火措施补偿系数C3钢制构造：本单元钢构造防火涂层高度大于10m，补偿系数为0．95；消防水供给系统：本单元消防水可供给40.94；手提式灭火器材：本单元配0.95；16=0.831。所以安全措施补3C=C×C×C=0.531 2 3实际危急程度F&EI×C=128×0.53=67.84程度为“较轻”。评价结果汇总及分析评价结果汇总工程甲醇合成精馏单元工程甲醇合成精馏单元MF16火灾、爆炸指数F&EI128安全措施补偿系数C0.53火灾、爆炸危急等级Ⅳ补偿后的火灾、爆炸指数F&EI67.86补偿后的火灾、爆炸危急等级Ⅱ评价结果分析在煤制甲醇生产中，甲醇合成精馏单元火灾爆炸指数F&EI128，火灾、爆炸危急等级为67.86地减轻事故后果。结论及建议结论通过阐述美国道(DOW)化学公司的火灾、爆炸危急指数评价法的原理，并以某60万吨/年煤制甲醇装置为应用实例，对甲醇合成精馏装置工艺单元进展危急性分析和火灾爆炸指数法定量评价，得到如下结论。措施补偿后，火灾、爆炸危急性都降低到了安全级。还应通过其它方法来进展重点和共性方面的评价。安全对策措施及建议生产设备安全治理加强设备的把握与治理检验和校验。本质安全化安全化的必要条件。生产工艺安全治理工艺流程与把握项工艺指标把握在正常范围，削减操作波动。火灾、爆炸危急因素修正和补偿措施防火安全治理增加安全技术装备的投入①安装工业电视，对装置的关键重点部位进展监控，提高操作人员对现场的监蒸气系统，扑灭火灾。防雷进展全面检查，防止发生雷击，引起火灾爆炸事故。防电器火灾隐患生产装置区发生着火、爆炸事故。其他方面提高企业全体员工的安全防范意识。参考文献)[M]．北京：煤炭工业出版社，2023．社，2023．油与自然气化工，2023，35(5)：415—418．[4]王永全.甲醇精馏技术[J].宁波远东化工科技，2023,41(6)：179-18120(1)：43-46．许文．化工安全工程概论[M]．北京：中国化工安全卫生技术协会，2023,67〔5〕：292-297．学报，2023，12(2)：24—29．吴宗之，高进东．重大危急源辨识与把握．北京：冶金工业出版社，2023．[9]蒋军成．安全系统工程．北京：化学工业出版社，2023．[11]王显政，赵铁锤．安全评价[M]．北京：煤炭工业出版社，2023．[J].内蒙古石油化工2023,12〔3〕:98-101.胡志毅，沈磊.甲醇生产过程中的危急分析和应对措施浅析[J].长庆油田开发工程部，2023,27(6):255-256.罗献红.重油催化裂化生产系统的安全评价[