甲醇装置的危险性及事故应急对策研究

吴晓璐

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037000)

引 言

甲醇是一种重要有机化工原料和优质燃料，也是未来的能源之一。煤制甲醇不仅可使国家限制开采并禁止直接燃烧的高硫煤得以利用，还可规避高硫煤直接燃烧排放造成大气污染和酸雨的危害。因此，在我国煤制甲醇在所制造甲醇方法中占比很大，约65%以上[1]。然而，由于甲醇的物化性质及生产过程中潜在的各种危险有害因素，致使作为以高硫煤为原料生产醇烃类清洁产品的大型煤化工企业确保设备特别是人身安全的基础上进行相关生产尤为重要。同时，一旦甲醇生产系统发生危险性，配备及配套相关的事故应急对策也至关重要。

1 甲醇生产装置危险有害因素分析

同石油资源相比，甲醇具有无污染、可再生等优势，故甲醇生产成为人们关注的重点。然而，甲醇生产是一个复杂的、连续化的生产工艺过程，不可避免的可能会出现一些安全隐患。参照《企业职工伤亡事故分类标准》(GB6441-1986)，甲醇这种危险化学品生产装置危险有害因素辨识结果如表1所示。

表1 甲醇装置危险有害因素辨识

由表1分析，对甲醇装置主要危险物料及潜在危害类型作如下具体说明。

1.1 主要危险物料

由表1可知，通过危险有害因素辨识，需在密闭系统、高温、中高压条件下进行的甲醇生产装置主要危险物料有高烃、甲醇、CH4、CO、H2、过热蒸汽、天然气、H2S等。其中：1) CH4、H2、H2S等在危险化学品危险类别中属于2.1类易燃气体，火灾危险性分类为甲类；2) CO在危险化学品危险类别中属于2.1类易燃气体，火灾危险性分类为乙类；3) 甲醇在危险化学品危险类别中属于3.2类中闪点易燃液体，火灾危险性分类为甲类。

1.2 潜在危害类型

甲醇装置主要危险有害因素有火灾、爆炸、中毒、高温烫伤等。其中：1) 燃烧和爆炸事故是由爆炸性混合物引起的，煤制甲醇生产条件为高温、高压，甲醇装置所涉及的易燃品是CO、H2、甲醇和硫磺等，若其从工艺设备、管线泄漏，遇到明火会造成火灾及爆炸。2) 甲醇生产过程所涉及的主要有毒有害物质有CO、H2S、甲醇等，在贮存及生产过程中若操作不当或发生意外事故，都可能造成局部地区有毒物料浓度急剧上升，吸入、误食、经皮肤吸收将会对人体造成不同程度的危害。3) 灼烫指高温物体烫伤、化学灼伤、火焰烧伤、低温物体冻伤等，在甲醇装置中，可能出现灼烫风险的生产环节较多，如高温烫伤有蒸汽、锅炉给水、热密封水及其高温设备烫伤，化学灼伤有供排水所用的H2SO4、NaOH和热动所用的液氨等灼伤，火焰灼伤有锅炉明火和热渣灼伤、气割明火和电焊灼伤等，低温冻伤有低温甲醇洗装置和储运液氮等设备冻伤人体等。

2 甲醇生产装置可能事故原因及后果分析

2.1 可能的事故种类及发生形式

在人的不安全行为和物的不安全状态下，可导致各种事故发生。甲醇装置的主要设备包括压缩机、转化炉、锅炉、反应容器等，所涉及的主要危险化学品有CH4、CO、H2、H2S、甲醇、硫磺等，其可能的事故种类及发生形式，如表2所示。

表2 甲醇装置可能的事故种类及发生形式

2.2 对应的事故原因及后果分析

1) 火灾爆炸。产生原因一般有：①人的不安全行为、②设备缺陷或故障、③系统故障、④管道、密封件的泄漏、⑤静电放电、⑥电火花和电弧、⑦其他因素的影响。造成的后果为：火灾爆炸所产生的破坏力在特定条件下又会引发新的泄漏事故，一旦泄漏扩大，必然会造成进一步的扩散，产生一些列连锁爆炸事故，形成恶性循环。

2) 锅炉与压力容器爆炸、火灾危险。产生原因一般有：①因腐蚀、裂纹等强度减弱；②介质超压，安全阀失灵；③违章操作；④出现疲劳纹及疲劳断裂等；⑤容器受到较大外力冲击等；⑥其他因素的影响。造成的后果为：重大人身伤亡，财产直接损失，甚至造成停产等重大损失。

3) 高处坠落。产生原因一般有：①平台、扶梯过窄等；②作业点地面有油、水、冰；③其他因素的影响。造成的后果为：造成轻伤、重伤、死亡。

4) 电气危险。产生原因一般有：①漏电、短路或过载等引起的过热、电火花、电弧；②带负荷拉闸、误操作引起短路等，可能导致电弧烧伤；③雷电放电的电弧；④由雷电的电性质、热性质和机械性质的破坏作用引起；⑤静电放电火花等，将易燃、易爆物质引燃而造成的危害；⑥人体触及正常运行时的带电体或故障下的意外带电体，使人体流过超过承受阈值的电流；⑦其他因素的影响。造成的后果为：爆炸和火灾，设备、设施的损坏，电击、事故停电等。

5) 起重伤害。产生原因一般有：①起重设备违章操作、无证操作；②防护不当、捆绑不牢；③起重超过额定起重量的重物等；④其他因素的影响。造成的后果为：高处坠落、重物打击造成轻伤、重伤、死亡等。

6) 机械伤害。产生原因一般有：①由于各种原因被损坏、拆除，使旋转运动部件全部或部分暴露；②其他因素的影响。造成的后果为：卷入或打击造成轻伤、重伤等。

3 甲醇生产装置事故应急对策

3.1 事故应急响应(救援)体系

事故应急响应是指企业在面临突发事故时，为了防止事态进一步恶化，根据事故发生的具体情况，及时开展的各项应急救援工作。事故应急响应是企业事故应急管理的重要一环，其主要包含5方面的内容[2]，具体如第194页图1所示。

一旦甲醇装置由于各种原因发生事故，应该积极启动相应的事故应急响应(救援)体系，防止伤亡及财产损失等的进一步扩大。

图1 事故应急响应(救援)二、三级指标及具体内容

3.2 主要事故种类的具体应急措施

1) 工艺失控导致火灾爆炸。一旦甲醇装置由于工艺上的相关失误及操作导致工艺混乱、物料失控，则应根据事故情况采取相应工段及至全厂紧急减量或紧急停车。同时，针对已经形成的火灾，及时疏散附近相关人员，并采取减压、灭火的措施，防止火势影响附近装置的安全；针对已经形成的爆炸，采取急救措施，将受伤人员及时送至医院抢救。

2) 压力容器爆炸。如果是工艺系统中的压力容器爆炸，则极可能会有易燃易爆、有毒有害物料大量外泄[3]，为了防止事故的进一步扩大，就必须立即采取紧急停车的方式。同时，根据发生事故的设备对整个装置系统的影响程度，采取相对应的措施进行事故处理，如疏散人员、隔离危险区域、消毒处理等。

3) 压力管道爆炸。压力管道一旦发生爆炸，也极可能会有易燃易爆、有毒有害物料大量外泄，应立即紧急停车，切断上、下游工序的工艺管线，以防止事故进一步扩大。同时，如果发生灾害性事故，则应立即疏散人员、采取急救措施，并对爆炸、起火部位采取消防、喷淋冷却等手段。

4) 电气系统火灾。根据发生事故的电气系统对工艺装置的影响程度，如果电气系统瘫痪，可能对主要生产工艺造成严重影响的电气火灾，应立即停车，防止事故的进一步扩大；如果对主要生产工艺不

造成直接影响的电气系统，可切断电源，直至检出故障并恢复正常后再行生产。

5) 人员中毒窒息。如果甲醇装置事故引起人员中毒窒息的情况，则应按照中毒施救方法进行人工呼吸等临时救护措施，临时救护措施实施停止后，立即给其佩戴长管式呼吸器或空气呼吸器，并立即送院治疗。

4 结语

煤制甲醇的安全生产需要从生产设备以及生产工序方面实施，尤其是大规模甲醇生产装置各系统的关联性较强，且相互影响相互制约，更应从装置的各个设备等入手，尽最大可能避免安全事故的发生。如果事故一旦发生，应该积极启动相应的事故应急响应(救援)体系，并针对具体的事故类型，采取相关措施，从而避免事故的进一步扩大。