内蒙古东华能源有限公司 内蒙古呼和浩特 010020
摘要:甲醇的物理和化学特性、生产、存储空间链接有很多未意识到的安全风险主要因素,并容易导致安全事故威胁生命和财产的安全性,因此,需要充分掌握煤甲醇的安全风险,识别安全风险各种因素,并采取相应的预防措施,使企业在生产中,仔细考虑经济效益和环境效益的基础上,依据煤对甲醇的主要的有害物质及其概率分布情况,进一步提高煤对甲醇的安全性具备积极的现实意义。
关键词:煤制甲醇;甲醇工艺;危险源;安全对策
前言
甲醇是一种非常重要的有机化学工业原材料和可燃物体,我国煤炭资源丰富,煤炭储存在甲醇化学合成和甲醇生产的65%以上,经过多年来的持续发展和完善,我国煤制甲醇合成科学技术已经成熟,包括空气分离工程技术,水煤浆的制取、气化过程、低温甲醇洗涤、甲醇化学合成、蒸馏等,由于其与化学有关的物理性质在生产过程当中的粘结性、储存等潜在安全风险主要因素,可能导致危险事故发生,威胁生命财产安全防护,需要充分把握危险性并对煤制甲醇的危害性、安全风险主要因素进行识别,并采取相应的安全措施,仔细考虑经济效益和环境效益。
1 相关合成装置和精馏装置的一些特点
内蒙古伊东集团东华能源有限责任公司成立于2008年,一期甲醇设计产能为日产2020吨精甲醇,设计操作弹性为:初期50%~110%,末期50%~100%。合成装置采用托普索专利技术甲醇合成塔,温度在220~280℃,压力在7.0~9.0MPa下进行甲醇合成反应,精馏采用三塔精馏工艺,具备以下技术特点:
(1)碳效率高,在相同的产量下驰放气量少,消耗的合成气较少;
(2)合成环路的循环量少,因此循环气压缩机动力消耗低,压缩机主蒸汽量消耗低;
(3)甲醇合成反应热回收合理,副产113吨/小时有较高位热能的2.5MPa中压蒸汽,大大的降低了精甲醇的单位能耗;
(4)合成催化剂的装量少,单位体积催化剂产能高达1.9吨甲醇/立方米催化剂/小时以上,合成塔出口甲醇含量13.32%;
(5)氢回收采用膜分离工艺,设备投资少、运行费用低、产品纯度高、操作简单灵活、对环境无污染、原料气源适应范围宽、装置占地面积小;
甲醇精馏采用天津大学化学工程研究所开发的新节能型三塔工艺流程,该工艺具有精甲醇产率高、产品质量调整弹性高、节能降耗等优点;装置采用四台空冷器,降低冷却水的消耗,对于节约水资源具有深远的意义。
2 设备的一些基本原理
2.1 相关的脱硫反应
经过低温甲醇洗来的合成气中含有≤0.1PPm的硫(有机硫、无机硫),硫的存在会造成合成催化剂中毒,尽管合成气的总硫含量能够满足合成催化剂的要求,但为了做到万无一失,本装置设计了一台硫保护床,在进合成塔前将合成气中的硫含量降到50PPb以下。氧化锌只能脱除无机硫(以H2S形式存在的硫)和部分有机硫,但不能够有效脱除有机硫,因此要先用水解剂,在有高压水蒸汽存在的前提下,将有机硫转化为无机硫。
2.2 精馏的一些原理
精馏的原理是根据在相同的温度下,同一液体混合物中不同组份的挥发度不同,经多次部分汽化和多次部分冷凝最后得到较纯的组份,是实现混合物的分离过程。
轻组份Y和重组份X进入蒸馏釜进行一级分离,将第一级分离部分汽化的蒸汽冷凝液进行冷凝,得到冷凝液轻组份Y1,将第一级冷凝液再部分汽化经第二级冷凝器冷凝得到的冷凝液中轻组份Y2,Y2必大于Y1。这种部分汽化部分冷凝的级数越多,所得的轻组份Y的浓度越高,最后可以得到几乎纯态的易挥发组份。
3 相关一些主要设备的参数
3 主要的一些安全风险和对策
3.1 风险
有些化学物质在加工过程中可能是有毒性的,主要的是由于设备发生故障或差错时工人吸入过多导致中毒。在生产过程当中,高温高压容易引起原料着火或爆炸。此外,原煤在储存过程当中也存在一定的自发着火可能性。煤粉在明火或高温条件下运输时,极易引起粉尘爆炸。
3.2 对策
设立建设运营商和企业安全防护生产的自我意识,建立安全防护生产组织和操作系统,日常安全防护生产监督检查,安全管理和任务分解,实现一对一的责任的原则,消除危险的意外事故。
4 结束语
中国煤炭资源丰富,甲醇生产在严格满足需求时,要提供优质和安全的原料化工、煤矿安全生产能力的甲醇,提高煤矿安全生产水平,创造一个安全、稳定的生产环境,提高市场竞争力。
参考文献:
[1]王晓兰,张靖.基于煤制甲醇工艺设备及能耗分析[J].化工设计通讯,2020,v.46;No.212(02):25-26.
[2]刘品涛,杜霞,胡朝辉.大型煤制甲醇系统催化剂应用研究[J].化肥设计,2020(3):31-34.
[3]武锦波.煤制甲醇合成工艺设备的选型研究[J].中国化工贸易,2020,012(004):38,41.