天然气生产甲醇工业装备的消防安全.docx
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天然气生产甲醇工业装备的消防安全
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天然气生产甲醇工业装备的消防安全
甲醇是一种用途广泛的有机化工产品,也是一种重要的基本有机化工原料。
除直接用作溶剂和清洁的燃料外,还可用于生产甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲胺、甲酸甲脂等,广泛用于农药、医药、染料、涂料、塑料等行业。
甲醇在常温常压下是一种易挥发易燃有类似酒精气味的无色液体,它可以和水任意比例混合,是一种良好的有机溶剂,比水轻(相对密度0.791)。
甲醇具有很强的毒性,它通过呼吸道、消化道、皮肤、粘膜使人和动物发生中毒现象,误饮5-10ml能使眼睛失明,甚至致死。
甲醇蒸汽与空气形成爆炸混合物,爆炸极限为6.7~36%(V)。
燃烧时呈蓝色火焰。
甲醇蒸汽在空气中的最高允许浓度为50mg/m³。
甲醇的自燃点为385ºC,燃烧热726.55KJ/mol(25ºC)。
生产甲醇的工艺方法较多,采用的原料有好几种,并产生多种有毒有害、易燃易爆物质。
一、天然气生产甲醇的工艺简介
甲醇生产工艺可以是高压法、中压法、及低压法,原料可用天然气、炼厂气、重油、渣油、焦炭煤等,甲醇生产过程中产生二氧化碳、一氧化碳、及氢气。
这里仅介绍以天然气为原料,采用3.0Mpa蒸汽转化制取甲醇合成气(主要含CH4、CO2、CO、H2),5.0Mpa低压法合成甲醇,三塔精馏流程制取符合GB338-92,的优等甲醇,生产能力为10万吨/年(以下同)的装置工艺。
甲醇生产厂同其它化工厂一样,除主装置(甲醇装置)之外,还有其辅助公用工程(包括锅炉、循环水质处理、脱盐水自理空分空压等装置)以及分析化验室。
甲醇装置包括以下几个工序:
原料气工序、造气工序、压缩工序、合成工序、精馏工序、贮运工序。
主要工艺流程为:
原料天然气增压——氧化锌脱硫(干法)——天然气蒸汽转化制合成气——合成气和循环气联合压缩——低压法合成甲醇——粗甲醇三塔精馏——汽提法回收并处理工艺冷凝液。
二、生产过程中火灾、爆炸、中毒危险性分析
1、有毒有害物质的组成,用量、贮存及存在的装置工序。
(1)原料气(天然气)
a、组成:
以甲烷为主;
b、用量:
13800Nm³/h
c、存在的工序:
原料气工序(配气站)、造气工序、锅炉房。
(2)合成气
a、组成:
H275.20%、CO4.56%、CO24.81%、CH414.54%、C2H6O、及其它。
b、存在的工序:
造成气体工序、压缩工序、合成工序。
(3)粗甲醇
a组成:
CO2 0.45%、CH40.654%、CH3OH;70.16%、C2HOH;0.037%、;H2O 29.19%
b存在工序:
合成工序、精馏工序。
(4)精甲醇
a、组成:
CH3OH;99.99%、H2O;0.0032%
b、存在的工序:
精馏工序、贮运工序、装车站。
c、罐压最大贮量9000m³。
(5)分析化验室有一些易燃易爆物,种类较多,但数量都极少。
(6)空分空压装置存在深度较高的氧气,它是一种助燃物。
2、主要有毒有害、易燃易爆物质的燃爆性及毒性
序号物质名称自燃点ºC闪点ºC沸点ºC密度KG/m³爆炸极限v%最易爆炸浓度%毒性空气中最大允许浓度备注
1天然气(甲烷)537-190-1640.7175.3~15无甲类可燃气体
2氢气510-2530.08994.1~74.224无甲类可燃气体
3一氧化碳610-1911.2512.5~74.230有30乙类可燃气体
4甲醇38511.1164.77916.7~3613.7有50甲B类可燃气体
5二甲醚350-41-230.6613.4~27有甲类可燃气体
(1)危险性
天然气生产甲醇的过程中,甲乙类可燃易爆物质达到了一种,即:
天然气、一氧化碳、氢气、甲醇、二甲醚,这些物质极易在空气中达到爆炸的条件,自燃点也较低;工业生产中的操作条件多为中压、中温和高温范围;尽管生产过程在密闭系统下进行,但在发生事故或检修时,易燃易爆物质因跑冒滴漏等原因进入环境中,可能导致燃烧爆炸。
在上述物质中,天然气、氢气、二氧化碳对人体无毒,但当作业区该类物质达到较高浓度时,由于氧气不足而使呼吸困难甚至窒息。
氧气是一种很强的助燃物,由于它的存在,可能给火灾扑救带来很大的麻烦。
一氧化碳能同血液中的血红素形成化合物,导致血液中毒,症状有气短、呼吸困难、痉挛及窒息。
二甲醚是弱麻醉剂,对呼吸道稍有刺激。
天然气、氢气、一氧化碳、二甲醚、甲醇燃烧均要消耗大量的氧气,产生热量,除氢气外均产生二氧化碳,天然气、二甲醚、甲醇不完全燃烧还可能产生一氧化碳,这些均给消防施救带来很大的困难。
分析化验室的一些化学品,虽然数量少,但危害性较大。
(2)燃烧爆炸的原因
a、泄漏:
储罐满罐,储罐、容器或管路损坏,阀门关闭不严,输送、罐装甲醇操作失误,甲醇罐车损坏以及检维修等都可能使可燃易爆物的泄漏,引起爆炸燃烧。
b、储罐等容器及管道内混入空气达到爆炸极限,引起爆炸。
c、现场有明火、火星或雷击、静电等都可能引起爆炸燃烧。
因此,天然气生产甲醇的化工装置,技术上采用先进、合理、完善的生产工艺和消防系统,制定可靠的防范措施。
在日常生产中,加强生产管理,杜绝生产过程中不合理不安全的用火作业,杜绝人为因素造成火灾,这些均是相当重要的。
三、消防安全措施
(一)消防安全技术
1、尽可能采用先进、可靠的工艺及设备。
严禁跑、冒、滴漏,实现全过程的密闭化生产。
在甲醇装置、配气站、锅炉房、中间罐区、成品罐区、装车站等爆炸火灾危险区域属1区、2区等地方设置可燃气体监测报警装置;选用防爆型电气设备、仪表、开关等;采用可靠的防雷保护及防静电接地措施;通风、空调管道的材质采用不燃型玻璃钢;设备管线保温材料也选用不燃烧型。
2、生产厂房的建筑防火等级为甲级,建筑物的内外装修材料均要符合防火规范要求;尽量采用开敞式建筑和设备露天化布置,并在建筑物内设置机械通风。
3、总图布置。
根据生产流程及各单元生产特点和火灾爆炸危险特性,结合地形及风向等因素,各装置区之间均设有消防通道,环形布置,有利于消防施救和安全疏散(路宽4-7米)。
各装置各工序均保持一定的防火间距,火灾爆炸危险性较大的甲醇储罐区应隔离布置,并应设置防火堤及环状消防道路。
4、为防止罐区甲醇泄漏引起中毒和火灾,甲醇储罐顶部设有氮封,放空装有呼吸阀和阻火器。
5、甲醇装置区设置高压水消防系统,在甲醇装置四周布成环状专用高压消防管网,管网上设置一定数量的地上式消火栓和消防水炮。
在辅助生产装置区内布置低压消防系统,管网也应布置成环状,并有一定数量的消火栓。
甲醇成品罐区和装车台设置固定泡沫消防装置,采用抗醇性泡沫灭火。
中间罐区设半固定泡沫消防系统,有泡沫发生器及车用接口。
发生火灾时用泡沫消防车灭各装置、各工序、建设物内按规范配置适量的手提式、推车式灭火器,以利于扑灭初起火灾。
(二)日常消防安全管理
1、认真贯彻《中华人民共和国消防》,坚持“预防为主,防消结合”的消防方针。
建立厂消防安全体系,落实各岗位消防安全责任制。
在甲醇厂应设防火委员会和义务消防组织,各生产车间、班组均应有义务消防员。
做到组织健全,制度落实,真正把消防安全工作落到实处。
2、应将甲醇装置各工序,锅炉房、甲醇罐区、装车站、化验分析室确定为重点防火部位,定期巡察,检查消防器材装备及设施。
3、定期对职工进行消防安全培训,随时进行安全教育,定期组织兼职义务消防员到消防专业部门进行培训,定期组织消防演练。
4、在生产过程中,控制和消除火源。
严禁厂区内吸烟,严禁非生产用火,严格执行“动火制度”。
严禁职工穿带铁钉的鞋及不符合静电要求的化纤服装,避免火花、电弧产生。
操作中控制可燃、易燃气体及氧气的流速,禁止猛开猛关阀门。
防止带油工作服、手套、油抹布、油棉纱头等易燃物品的自燃。
定期检查防雷装置,每年雷雨季节关检测接地电阻,接地电阻应符合规定的范围。
5、加强对可燃易爆物质的安全控制。
(1)易燃易爆管线、设备在投料前用氮气置换,以排除系统中空气防止形成爆炸性混合物;
(2)罐区的氮封不能中断,甲醇压送到装置车站时,用氮气输送;
(3)防止跑冒滴漏,定期对容器设备、管线密闭性检查,定期测试作业区内的甲醇、一氧化碳、二甲醚、二氧化碳、甲烷、氢气的浓度。
注意厂房的通风,降低作业区域可燃物的含量;
(4)坚持监测空分空压空气吸入口的可燃易爆物质含量;
(5)对化验分析室的可燃易燃及相互接触引起燃烧、爆炸的物质采取严格的管理措施。
6、发生事故的紧急处理
日常生产中,应消除开切可能泄漏的隐患,防止泄漏的发生。
若泄漏没能避免,应视情况紧急处理。
(1)视情况决定是否切断可燃易爆物质的来源,是否停车;决定停系统还是停装置或停全厂。
(2)紧急抢修。
抢修人员应穿戴个人防护用品,禁止穿会产生静电、火花的衣服鞋帽;抢修工具不能与铁器敲击;抢修现场应备有消防器材。
(3)抢修或焊接管线、设备时,应进行吹扫、置换,防止进入空气与可燃易爆物达到爆炸极限。
施工现场应有人员监护,并制定应急预案。
(4)若已发生火灾的处理。
初起火灾可用干粉灭火器、泡沫灭火器扑救;若不能控制,应立即视情况决定切断可燃物质的来源或停车,冷却设备和管线,启动厂区消防系统,切断火源,疏散群众,设置警戒线,立即向消防队报警。
(5)建立消防演习预案,有针对性进行消防演习,加强“六熟悉”,熟练掌握甲醇厂内的重点部位,消防水源情况,一担发生情况按消防应急方案进行处理。
(三)火灾扑救注意事项
甲醇火灾扑救方法与轻质油扑救方法基本相同,但应注意以下几点:
1、由于甲醇燃烧火焰温度较一般油类高,在冷却甲醇罐时应增加1/3的冷却水。
2、甲醇燃烧时无火焰,在强阳光下进行火场侦察和火灾扑救要特别仔细。
3、扑救甲醇火灾时,禁止甲醇与铬酸、高氯酸、铅接触,否则将产生剧烈反应,并有爆炸危险。
4、因甲醇易溶于水,扑救甲醇时宜用抗溶性泡沫。
5、扑救甲醇火灾时,消防人员应佩戴防护眼镜、口罩或全面罩防毒面具,防止中毒和影响视力。
若进入眼睛可用大量的水冲洗;污染身体可用肥皂水清洗;食入者用4%碳酸氢钠洗胃,每小时服碳酸氢钠5-10克,也可口服或静脉注射减少推迟甲醇的代谢。
总之,要做好天然气生产甲醇工业装置的消防安全,就是要从设计、施工开始采用先进的生产工艺,并把国家的消防技术标准应用于生产全过程,建立起科学的安全管理体系,努力提高职工的技术素质和安全素质,制定出周全的防范措施和应急措施,才能真正做到安全生产,也才能产生最大的经济效益和社会效益。
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