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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，是一种优良的有机溶剂，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同意浓度为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，采纳的原料有好几种，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，采纳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：H2 75.20%、CO 4.56%、CO24.81%、CH4 14.54%、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%、CH4 0.654%、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%毒性空气中最大同意浓度备注
　　1天然气〔甲烷〕537-190-1640.7175.3~15无甲类可燃气体

　　5二甲醚350-41-230.6613.4~27有甲类可燃气体

　　3、火灾爆炸中毒危险性分析
　　〔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、中温柔高温范围；无论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，由于氧气不够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修理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，技术上采纳先进、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，强化生产管理，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、尽可能采纳先进、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；采纳可靠的防雷保护及防静电接地措施；通风、空调管道的材质采纳不燃型玻璃钢；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；尽量采纳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。依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，采纳抗醇性泡沫灭火。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》，保持“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、强化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〕保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互相接触引起燃烧、爆炸的物质采用严格的管理措施。
　　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。假设泄漏没能避免，应视状况紧急处理。
　　〔1〕视状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〕假设已发生火灾的处理。初起火灾可用干粉灭火器、泡沫灭火器扑救；假设不能控制，应马上视状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，马上向消防队报警。
　　〔５〕建立消防演习预案，有针对性进行消防演习，强化“六熟悉〞，熟练掌握甲醇厂内的重点部位，消防水源状况，一担发生状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。假设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，就是要从制定、施工开始采纳先进的生产工艺，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，努力提升职工的技术素养和安全素养，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。