中國化工貿(mào)易第6卷第13期節(jié)能環(huán)保China Chemical Trade2014年5月上旬刊轉(zhuǎn)化氣制甲醇的系統(tǒng)安全分析潘振鮑丹丹(河北保定定州天鷺新能源有限公司，073000 )摘要:我國是一個(gè)多煤、少油、缺氣的國家，因此在生產(chǎn)甲醇的原料.上以煤氣化、利用焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化兩者并用為主。據(jù)測(cè)算,生產(chǎn)1噸焦炭可產(chǎn)生0.2噸甲醇。對(duì)焦?fàn)t煤氣制甲醇的工藝路線進(jìn)行了分析，并對(duì)主流路線從焦?fàn)t煤氣的初脫硫、壓縮、精脫硫、轉(zhuǎn)化制甲醇、儲(chǔ)存等工藝危險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化氣甲醇系統(tǒng)安全 分析在轉(zhuǎn)化氣區(qū)域中，從原料到產(chǎn)品，包括工藝過程中涉及到許多易燃(四)焦?fàn)t氣壓縮機(jī)的危險(xiǎn)性易爆物質(zhì)，如氫氣、- -氧化碳、硫化氫、甲烷、甲醇等。在生產(chǎn)中一旦已投用裝置焦?fàn)t氣壓縮機(jī)故障導(dǎo)致系統(tǒng)停車事故占據(jù)較大比例。曾操作失誤或物料泄漏，極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。生產(chǎn)過程中涉及的有毒經(jīng) 出現(xiàn)試車過程中壓縮機(jī)發(fā)生活塞嚴(yán)重破碎而停車的重大事故。已經(jīng)投物料較多，如- -氧化碳、硫化氫、甲醇等，均具有-定程度的毒性，在用的焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)裝置， 考慮到焦?fàn)t氣的組份特點(diǎn)以及及含量，其焦?fàn)t氣壓生產(chǎn)運(yùn)行過程中如果操作不當(dāng)或發(fā)生意外事故，有引起人員中毒事故發(fā)縮機(jī)均采用活塞式壓縮機(jī)?；钊綁嚎s機(jī)的缺點(diǎn)顯而易見，采用離心式生的可能性。特別是一氧化碳存在于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的泄漏都?jí)嚎s 機(jī)卻可能存在記速葉輪上積炭、結(jié)蔡、不飽和烴聚合粘附而影響機(jī)可能導(dǎo)致人員大量中毒，甚至死亡。因此必須對(duì)主要危害物質(zhì)物性參數(shù)械運(yùn) 行的不利因素。因此又有采用螺桿壓縮機(jī)。但無論那種機(jī)型在運(yùn)行進(jìn)行分析和防范(生產(chǎn)區(qū)內(nèi)常見易燃易爆物質(zhì)為焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)化氣、硫化過程中發(fā)生輸出流量、壓力的不穩(wěn)定都將影響轉(zhuǎn)化爐和預(yù)熱爐的頻繁調(diào)氫等，焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)化氣主要含CO、H)整，若由于調(diào)整不及時(shí)，造成氧碳比、水碳比、水氧比調(diào)整不當(dāng),將引一、 焦?fàn)t氣裝置工藝設(shè)備危險(xiǎn)性分析起轉(zhuǎn)化爐過氧爆炸事故或催化劑燒毀。其壓縮機(jī)本體設(shè)備也會(huì)受到嚴(yán)重(一)鐵鋁預(yù)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化過程中飛溫?fù)p壞還會(huì)造成人員的傷亡事故。鐵鋁轉(zhuǎn)化過程中，有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，但因焦?fàn)t(五)焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化燒嘴的危險(xiǎn)性氣中有機(jī)硫含量較低(- -般在 200mg/NM*左右)，因此有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化純氧轉(zhuǎn)化危險(xiǎn)性很大，特別是燒紫系統(tǒng)。燒嘴為單孔噴射式，有蒸反應(yīng)放熱量是微不足道的，但是其副反應(yīng)是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)。焦?fàn)t氣中汽保護(hù)夾層， 帶加壓水冷卻系統(tǒng)，燒嘴外部帶有工藝氣體分布器,以便入氧含量每升高0.1%，溫升可達(dá)I5C;烯烴每升高1%，溫升可達(dá)37C，爐 工藝氣和氧氣混合之前均勻分布。燒嘴垂直安裝在轉(zhuǎn)化爐頸部的頂端,因此宜發(fā)生鐵鋁催化劑飛溫事故。鐵錳脫硫槽的鐵錳脫硫劑在升溫還原經(jīng)過 預(yù)熱的氧氣與蒸汽混合物料進(jìn)人燒嘴，在燒嘴里沿軸向流動(dòng)并高速過程中也可能出現(xiàn)飛溫現(xiàn)象。噴入轉(zhuǎn)化爐。經(jīng)過預(yù)熱的焦?fàn)t氣與蒸汽混合物料，從轉(zhuǎn)化爐頂部爐頸上(二)氣預(yù)熱爐爆炸的管口側(cè)向進(jìn)人轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)變方向后在燒嘴外側(cè)與爐頸內(nèi)側(cè)之間的流道焦?fàn)t氣預(yù)熱爐的點(diǎn)火過程也可能會(huì)操作不當(dāng)導(dǎo)致爆炸事故。如果長(zhǎng)軸向朝 下流動(dòng)，通過固定在燒嘴前端外側(cè)上的分布器均勻分布后，流動(dòng)明燈失效或熄火，應(yīng)迅速切斷燃料氣控制閥，重新吹掃燃燒器，并檢查到燒嘴 頭部，從燒嘴里噴出的氧氣的高速度使兩種流體迅速混合并在混長(zhǎng)明燈噴嘴是否堵塞。第二次點(diǎn)火需在第一次點(diǎn)火失效 .熄火5分鐘后合的瞬間產(chǎn)生燃燒反應(yīng)， 經(jīng)過轉(zhuǎn)化爐上方的錐形空間后，氧氣完全燃燼,進(jìn)行。燃燒產(chǎn)物然后進(jìn)入催化劑床層，進(jìn)--步發(fā)生吸熱的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。(三)焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化爐危險(xiǎn)性通過催化劑床后的轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)物，從轉(zhuǎn)化爐底部流出。避免火焰直接舔焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化爐操作還要精心做好氧碳比、水碳比、水氧比調(diào)整。三到催化劑而將其燒毀;燒嘴燃燒火焰應(yīng)在爐膛中心，避免火焰直接接觸個(gè)比例關(guān)系彼此間相互關(guān)聯(lián)，所以在調(diào)節(jié)某個(gè)比例時(shí)要時(shí)刻注意其他兩到側(cè)面材料 表面;防止未混氧氣回流，造成氧氣管線回火現(xiàn)象;進(jìn)入催個(gè)比例是否在控制范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)化爐燒嘴必須做到焦?fàn)t氣與氧氣混合均勻，化劑床層前， 氧氣必須燃燼，溫度和組成分布均勻，避免在催化劑床層燃燒充分，爐頂空間溫度場(chǎng)與流場(chǎng)分布合理。避免火焰直接舔到催化劑里仍發(fā)生燃燒反應(yīng); 爐內(nèi)耐火材料任何- - 處的溫度都不能超過140C;燒而將其燒毀;進(jìn)人催化劑床層前，氧氣必須燃燼，溫度和組成分布均勻，嘴 必須能夠在很大的流速范圍內(nèi)良好地運(yùn)行而不限制裝置的可操作性;避免在催化劑床層里仍發(fā)生燃燒反應(yīng);爐內(nèi)耐火材料任何一處的溫度 都燒嘴 采用蒸汽保護(hù)和水夾套強(qiáng)制冷卻保護(hù)設(shè)計(jì)。不能超過140C:燒嘴必須能夠在很大的流速范圍內(nèi)良好地運(yùn)行而不限制(六)甲醇槽區(qū)危險(xiǎn)性裝置的可操作性:燒嘴采用蒸汽保護(hù)和水夾套強(qiáng)制冷卻保護(hù)。水夾套溫甲醇槽區(qū)也是重大的危險(xiǎn)源。甲醇為第3.2類.中閃點(diǎn)易燃液體,對(duì)眼、度控制也是非常重要的，水夾套內(nèi)通人除鹽水來移走轉(zhuǎn)化爐產(chǎn)生的部分皮膚及 上呼吸道有刺激癥狀，伴頭痛、頭暈、力、眩暈、酒醉感、昏迷，熱量，除鹽水溫度控制在70C以下，過高可能會(huì)引起氧腐蝕，損壞設(shè)備-旦甲醇貯槽、 發(fā)生泄漏，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇靜電、焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)一次反應(yīng)的平 衡常數(shù)非常大，可以視為不可逆反應(yīng);二明火、 高熱能引起燃燒爆炸，與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒。次反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，CH, 的轉(zhuǎn)化率與溫度密切相關(guān)，提高反應(yīng)溫度將顯焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化屬 于高溫.中壓操作,所使用的原料焦?fàn)t氣為可燃性有毒物質(zhì)，著提高平衡轉(zhuǎn)化率。CH,的轉(zhuǎn)化率與轉(zhuǎn)化壓力也有- -定關(guān)系，降低反應(yīng)壓純氧為助燃劑， 產(chǎn)品轉(zhuǎn)化氣為易燃、易煤、有毒有害氣體，容易發(fā)生火力將顯著提高平衡轉(zhuǎn)化率，即低壓有利于焦?fàn)t氣中CH,的轉(zhuǎn)化。災(zāi)和爆炸事故。CH,轉(zhuǎn)化率隨氧氣與焦?fàn)t氣摩爾比的變化而變化。氧氣與焦?fàn)t氣摩二、結(jié)語爾比增加，CH,轉(zhuǎn)化率起初提高較快，但當(dāng)氧氣與焦?fàn)t氣摩爾比增加到一轉(zhuǎn)化過程中事故主要集中發(fā)生在鐵鋁預(yù)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化過程，預(yù)熱爐系定值時(shí)，CH, 轉(zhuǎn)化率幾乎不再變化，接近10%。催化部分氧化工藝- -般統(tǒng); 轉(zhuǎn)化爐系統(tǒng);焦?fàn)t壓縮機(jī)系統(tǒng);甲醇槽區(qū)等重大危險(xiǎn)源。由于此工采用鎳基催化劑，用氧化鋁作為載體,該催化劑具有良好的穩(wěn)定性和活性，藝流程和裝備的研發(fā)國內(nèi)還處于起步階段，各方面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)都處于積為了延長(zhǎng)催化劑壽命,轉(zhuǎn)化氣出口溫度一般在100以內(nèi)。但由于受到累階段是為 了更好的更安全的綜合利用焦?fàn)t氣,提高煤的綜合利用水平。熱力平衡的限制，在低于100C時(shí)，甲烷的平衡含量比較高，為了使出口氣中甲烷含量盡可能低，在轉(zhuǎn)化爐內(nèi)需加入大量的水蒸氣。烴類物質(zhì)在(川附鵬程。陳寶智，隋旭編著.安全原理IML化學(xué)工業(yè)出版社。2005參考文獻(xiàn)高溫下易發(fā)生裂解反應(yīng)。一般含碳多的烴類愈益發(fā)生裂解反應(yīng)，碳數(shù)相[21蔣軍成編著.事故調(diào)查與分析技術(shù)IMI化學(xué)工業(yè)出版社，2004同時(shí)，不飽和烴比飽和烴易發(fā)生裂解析炭反應(yīng)。烴類中以CH,最為穩(wěn)定，如CH,發(fā)生析炭反應(yīng)，則其他烴類發(fā)生析炭反應(yīng)的可能性更大。238中國化工貿(mào)易|China Chemical Trade