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天然氣生產甲醇工業裝備的消防安全

發布日期:[2017-04-26 22:14:00]    共閱[]次

甲醇是一種用途廣泛的有機化工產品,也是一種重要的基本有機化工原料。除直接用作溶劑和清潔的燃料外,還可用于生產甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲胺、甲酸甲脂等,廣泛用于農藥、醫藥、染料、涂料、塑料等行業。

  甲醇在常溫常壓下是一種易揮發易燃有類似酒精氣味的無色液體,它可以和水任意比例混合,是一種良好的有機溶劑,比水輕(相對密度0.791)。甲醇具有很強的毒性,它通過呼吸道、消化道、皮膚、粘膜使人和動物發生中毒現象,誤飲5-10ml能使眼睛失明,甚至致死。甲醇蒸汽與空氣形成爆炸混合物,爆炸極限為6.7~36%(V)。燃燒時呈藍色火焰。甲醇蒸汽在空氣中的最高允許濃度為50mg/m?;。甲醇的自燃點為385oC,燃燒熱726.55KJ/mol(25oC)。

  生產甲醇的工藝方法較多,采用的原料有好幾種,并產生多種有毒有害、易燃易爆物質。

  一、天然氣生產甲醇的工藝簡介

  甲醇生產工藝可以是高壓法、中壓法、及低壓法,原料可用天然氣、煉廠氣、重油、渣油、焦炭煤等,甲醇生產過程中產生二氧化碳、一氧化碳、及氫氣。

  這里僅介紹以天然氣為原料,采用3.0Mpa蒸汽轉化制取甲醇合成氣(主要含CH4、CO2、CO、H2),5.0Mpa低壓法合成甲醇,三塔精餾流程制取符合GB338-92,的優等甲醇,生產能力為10萬噸/年(以下同)的裝置工藝。

  甲醇生產廠同其它化工廠一樣,除主裝置(甲醇裝置)之外,還有其輔助公用工程(包括鍋爐、循環水質處理、脫鹽水自理空分空壓等裝置)以及分析化驗室。甲醇裝置包括以下幾個工序:原料氣工序、造氣工序、壓縮工序、合成工序、精餾工序、貯運工序。主要工藝流程為:原料天然氣增壓——氧化鋅脫硫(干法)——天然氣蒸汽轉化制合成氣——合成氣和循環氣聯合壓縮——低壓法合成甲醇——粗甲醇三塔精餾——汽提法回收并處理工藝冷凝液。

  二、生產過程中火災、爆炸、中毒危險性分析

  1、有毒有害物質的組成,用量、貯存及存在的裝置工序。
  (1)原料氣(天然氣)
  a、組成:以甲烷為主;
  b、用量:13800Nm?;/h
  c、存在的工序:原料氣工序(配氣站)、造氣工序、鍋爐房。

  (2)合成氣
  a、組成:H2 75.20%、CO 4.56%、CO24.81%、CH4 14.54%、C2H6O、及其它。
  b、存在的工序:造成氣體工序、壓縮工序、合成工序。

  (3)粗甲醇
  a組成:CO2? 0.45%、CH4 0.654%、CH3OH; 70.16%、C2HOH; 0.037%、; H2O? 29.19%
  b存在工序:合成工序、精餾工序。
  (4)精甲醇
  a、組成:CH3OH; 99.99%、H2O ; 0.0032%
  b、存在的工序:精餾工序、貯運工序、裝車站。
  c、罐壓最大貯量9000m?;。
  (5)分析化驗室有一些易燃易爆物,種類較多,但數量都極少。
  (6)空分空壓裝置存在深度較高的氧氣,它是一種助燃物。

  2、主要有毒有害、易燃易爆物質的燃爆性及毒性
  序號物質名稱自燃點oC閃點oC沸點oC密度KG/m?;爆炸極限v%最易爆炸濃度%毒性空氣中最大允許濃度備注
  1天然氣(甲烷)537-190-1640.7175.3~15無甲類可燃氣體
  2氫氣510-2530.08994.1~74.224無甲類可燃氣體
  3一氧化碳610-1911.2512.5~74.230有30乙類可燃氣體
  4甲醇38511.1164.77916.7~3613.7有50甲B類可燃氣體
  5二甲醚350-41-230.6613.4~27有甲類可燃氣體



  
  3、火災爆炸中毒危險性分析
  (1)危險性
  天然氣生產甲醇的過程中,甲乙類可燃易爆物質達到了一種,即:天然氣、一氧化碳、氫氣、甲醇、二甲醚,這些物質極易在空氣中達到爆炸的條件,自燃點也較低;工業生產中的操作條件多為中壓、中溫和高溫范圍;盡管生產過程在密閉系統下進行,但在發生事故或檢修時,易燃易爆物質因跑冒滴漏等原因進入環境中,可能導致燃燒爆炸。

  在上述物質中,天然氣、氫氣、二氧化碳對人體無毒,但當作業區該類物質達到較高濃度時,由于氧氣不足而使呼吸困難甚至窒息。氧氣是一種很強的助燃物,由于它的存在,可能給火災撲救帶來很大的麻煩。一氧化碳能同血液中的血紅素形成化合物,導致血液中毒,癥狀有氣短、呼吸困難、痙攣及窒息。二甲醚是弱麻醉劑,對呼吸道稍有刺激。
  天然氣、氫氣、一氧化碳、二甲醚、甲醇燃燒均要消耗大量的氧氣,產生熱量,除氫氣外均產生二氧化碳,天然氣、二甲醚、甲醇不完全燃燒還可能產生一氧化碳,這些均給消防施救帶來很大的困難。
  分析化驗室的一些化學品,雖然數量少,但危害性較大。

  (2)燃燒爆炸的原因
  a、泄漏:儲罐滿罐,儲罐、容器或管路損壞,閥門關閉不嚴,輸送、罐裝甲醇操作失誤,甲醇罐車損壞以及檢維修等都可能使可燃易爆物的泄漏,引起爆炸燃燒。
  b、儲罐等容器及管道內混入空氣達到爆炸極限,引起爆炸。
  c、現場有明火、火星或雷擊、靜電等都可能引起爆炸燃燒。
  因此,天然氣生產甲醇的化工裝置,技術上采用先進、合理、完善的生產工藝和消防系統,制定可靠的防范措施。在日常生產中,加強生產管理,杜絕生產過程中不合理不安全的用火作業,杜絕人為因素造成火災,這些均是相當重要的。

  三、消防安全措施
  (一)消防安全技術
  1、盡可能采用先進、可靠的工藝及設備。嚴禁跑、冒、滴漏,實現全過程的密閉化生產。在甲醇裝置、配氣站、鍋爐房、中間罐區、成品罐區、裝車站等爆炸火災危險區域屬1區、2區等地方設置可燃氣體監測報警裝置;選用防爆型電氣設備、儀表、開關等;采用可靠的防雷保護及防靜電接地措施;通風、防爆空調管道的材質采用不燃型玻璃鋼;設備管線保溫材料也選用不燃燒型。

  2、生產廠房的建筑防火等級為甲級,建筑物的內外裝修材料均要符合防火規范要求;盡量采用開敞式建筑和設備露天化布置,并在建筑物內設置機械通風。

  3、總圖布置。根據生產流程及各單元生產特點和火災爆炸危險特性,結合地形及風向等因素,各裝置區之間均設有消防通道,環形布置,有利于消防施救和安全疏散(路寬4-7米)。各裝置各工序均保持一定的防火間距,火災爆炸危險性較大的甲醇儲罐區應隔離布置,并應設置防火堤及環狀消防道路。

  4、為防止罐區甲醇泄漏引起中毒和火災,甲醇儲罐頂部設有氮封,放空裝有呼吸閥和阻火器。

  5、甲醇裝置區設置高壓水消防系統,在甲醇裝置四周布成環狀專用高壓消防管網,管網上設置一定數量的地上式消火栓和消防水炮。

  在輔助生產裝置區內布置低壓消防系統,管網也應布置成環狀,并有一定數量的消火栓。
  甲醇成品罐區和裝車臺設置固定泡沫消防裝置,采用抗醇性泡沫滅火。中間罐區設半固定泡沫消防系統,有泡沫發生器及車用接口。發生火災時用泡沫消防車滅各裝置、各工序、建設物內按規范配置適量的手提式、推車式滅火器,以利于撲滅初起火災。

  (二)日常消防安全管理
  1、認真貫徹《中華人民共和國消防》,堅持“預防為主,防消結合”的消防方針。建立廠消防安全體系,落實各崗位消防安全責任制。在甲醇廠應設防火委員會和義務消防組織,各生產車間、班組均應有義務消防員。做到組織健全,制度落實,真正把消防安全工作落到實處。

  2、應將甲醇裝置各工序,鍋爐房、甲醇罐區、裝車站、化驗分析室確定為重點防火部位,定期巡察,檢查消防器材裝備及設施。

  3、定期對職工進行消防安全培訓,隨時進行安全教育,定期組織兼職義務消防員到消防專業部門進行培訓,定期組織消防演練。

  4、在生產過程中,控制和消除火源。嚴禁廠區內吸煙,嚴禁非生產用火,嚴格執行“動火制度”。嚴禁職工穿帶鐵釘的鞋及不符合靜電要求的化纖服裝,避免火花、電弧產生。操作中控制可燃、易燃氣體及氧氣的流速,禁止猛開猛關閥門。防止帶油工作服、手套、油抹布、油棉紗頭等易燃物品的自燃。定期檢查防雷裝置,每年雷雨季節關檢測接地電阻,接地電阻應符合規定的范圍。

  5、加強對可燃易爆物質的安全控制。
  (1)易燃易爆管線、設備在投料前用氮氣置換,以排除系統中空氣防止形成爆炸性混合物;

  (2)罐區的氮封不能中斷,甲醇壓送到裝置車站時,用氮氣輸送;

  (3)防止跑冒滴漏,定期對容器設備、管線密閉性檢查,定期測試作業區內的甲醇、一氧化碳、二甲醚、二氧化碳、甲烷、氫氣的濃度。注意廠房的通風,降低作業區域可燃物的含量;

  (4)堅持監測空分空壓空氣吸入口的可燃易爆物質含量;
  (5)對化驗分析室的可燃易燃及相互接觸引起燃燒、爆炸的物質采取嚴格的管理措施。

  6、發生事故的緊急處理

  日常生產中,應消除開切可能泄漏的隱患,防止泄漏的發生。若泄漏沒能避免,應視情況緊急處理。
  (1)視情況決定是否切斷可燃易爆物質的來源,是否停車;決定停系統還是停裝置或停全廠。

  (2)緊急搶修。搶修人員應穿戴個人防護用品,禁止穿會產生靜電、火花的衣服鞋帽;搶修工具不能與鐵器敲擊;搶修現場應備有消防器材。

  (3)搶修或焊接管線、設備時,應進行吹掃、置換,防止進入空氣與可燃易爆物達到爆炸極限。施工現場應有人員監護,并制定應急預案。

  (4)若已發生火災的處理。初起火災可用干粉滅火器、泡沫滅火器撲救;若不能控制,應立即視情況決定切斷可燃物質的來源或停車,冷卻設備和管線,啟動廠區消防系統,切斷火源,疏散群眾,設置警戒線,立即向消防隊報警。

  (5)建立消防演習預案,有針對性進行消防演習,加強“六熟悉”,熟練掌握甲醇廠內的重點部位,消防水源情況,一擔發生情況按消防應急方案進行處理。

  (三)火災撲救注意事項

  甲醇火災撲救方法與輕質油撲救方法基本相同,但應注意以下幾點:
  1、由于甲醇燃燒火焰溫度較一般油類高,在冷卻甲醇罐時應增加1/3的冷卻水。
  2、甲醇燃燒時無火焰,在強陽光下進行火場偵察和火災撲救要特別仔細。
  3、撲救甲醇火災時,禁止甲醇與鉻酸、高氯酸、鉛接觸,否則將產生劇烈反應,并有爆炸危險。
  4、因甲醇易溶于水,撲救甲醇時宜用抗溶性泡沫。
  5、撲救甲醇火災時,消防人員應佩戴防護眼鏡、口罩或全面罩防毒面具,防止中毒和影響視力。若進入眼睛可用大量的水沖洗;污染身體可用肥皂水清洗;食入者用4%碳酸氫鈉洗胃,每小時服碳酸氫鈉5-10克,也可口服或靜脈注射減少推遲甲醇的代謝。
  總之,要做好天然氣生產甲醇工業裝置的消防安全,就是要從設計、施工開始采用先進的生產工藝,并把國家的消防技術標準應用于生產全過程,建立起科學的安全管理體系,努力提高職工的技術素質和安全素質,制定出周全的防范措施和應急措施,才能真正做到安全生產,也才能產生最大的經濟效益和社會效益。

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