浅谈煤制甲醇装置的安全设计

武韶华

摘 要：煤制甲醇生产装置是煤化工生产中的重要组成要素，其设计的安全性也直接影响到项目的稳定性与可持续性。立足于研究现状，首先介绍了煤制甲醇生产装置生产基本流程，其次对煤制甲醇生产装置的危险因素进行了探讨，最后则对煤制甲醇生产装置的安全设计流程与策略进行了解析，希望可以有效提升煤制甲醇生产装置的安全设计水平，为行业的可持续健康发展创造良好的条件。

关键词：煤制甲醇;生产装置;安全设计

0 引言

作为有机化工生产中必不可少的原材料，甲醇同样也是现阶段我国推广使用的清洁燃料之一，是未来实现现代化建设与发展的必要材料。甲醇本身属于碳化学生产原材料，同样也是煤炭实现其他化工产品有效转化的过程原材料。由于甲醇本身具有一定的毒性，其物化性质决定了危险化学生产的过程特征，工程设计中主要以安全控制为主，采取科学的安全设计模式，不但可以有效提升生产过程的安全性，同样也更好的迎合国家质量标准与规范化要求，提升技术的应用效果。

1 煤制甲醇生产工艺流程概述

煤制甲醇生产过程中涉及到复杂的工艺流程，不同的工艺流程各自对应相应的生产装置。其中包括有气化生产环节、气体变换环节、脱硫处理环节与脱碳处理环节、合成气压缩生产环节、甲醇合成与精馏环节、罐区调整等工艺类型。在生产过程中，煤炭是煤制甲醇生产工艺的主要技术原材料，借助于气化生产的方式先获得粗煤气，随后经过耐硫变换转化，再借助于低温甲醇洗技术实施脱硫脱碳处理，随后合格的合成气经过压缩机压缩后，进入到合成塔当中，经过催化剂的影响与作用，再受到分离提纯后进入到合成塔当中，获得精制甲醇产品。采用三塔精馏处理模式，可以进一步提升产品的质量与纯度水平。

2 煤制甲醇装置安全生产的危险因素

2.1 火灾、爆炸

煤制甲醇生产过程中涉及到复杂的生产环节，其中不乏有高温、高压生产环境，同时还需要面对原料煤、中间产品合成气的影响，多种中间产物与最终产品都属于易燃易爆的物质，存在火灾、爆炸的风险与危害。其中，燃烧、爆炸事故的发生主要与混合物的性质有关，一旦可燃物泄漏到空气中且具有一定的浓度，那么就存在爆炸的风险。根据国家相关领域的技术防范标准与处理策略，做好爆炸物的管理，可以显著改善煤制甲醇生产中危险因素的危险性。

2.2 毒性危害

根据国家相关技术规定，对于有毒有害物质进行了危险程度分级管理，其生产过程中涉及到的物质有硫化氢、一硫化氢、氨和一氧化碳等物质，根据如下表1所示的有毒有害物质危险程度分级标准来看，一氧化碳、硫化氢对于人体具有较大的危害，属于高度危害物品，其余的物质中，甲醇作为中度危害物质，其物料本身也具有相当程度的毒性，在生产、驻存过程中一旦操作不到位，都可能会出现意外事故，导致严重的区域有毒物质上升，浓度急剧升高，从而出现中毒安全问题。所以，在煤制甲醇生产过程中需要着重解决毒性安全问题。

2.3 其他类型危害

煤制甲醇生产过程中涉及到众多的安全因素，除去毒性危害之外，还包括有噪声、机械伤害、高空坠落风险等等，另外，高温危害也對工作人员的生命安全构成较大的影响与威胁，对生产装置操作人员存在一定的潜在危害。

3 煤制甲醇装置的安全设计

煤制甲醇生产中实施安全设计，主要需要落实好如下几个方面的工作：

3.1 工艺与设备设计

煤制甲醇生产过程中需要做好工艺、设备的整体规划，在生产过程不稳定的情况下，超压的塔、容器需要做好安全阀的设置，同时对系统内部的一氧化碳、二氧化碳等可燃气体的安全阀进行控制连接，做好密闭管理，分液处理后，剩余气体需要送入火炬焚烧环节进行处理。可燃气体的输送管线、末端采用阻火器进行调整，对于进出装置的可燃气体与可燃液体管道，采取边界隔断的处理模式。针对公用的管道与可燃气体、可燃液体管道进行适当连接，采用公用工程管道设置合适的止回阀门，在根部做好切断管理。为了避免出现物料挥发导致经济方面的损失，可以采取内浮顶设计，做好防渗防漏处理工作。针对煤制甲醇生产过程中的压力容器安全问题，可以采取科学设计、制造执行的方式，根据国家相关技术标准与规定，做好压力表的设计与安全管理，针对安全阀、爆破板以及阻火装置进行安全设计，提升防爆阻火的效果。

3.2 总平面布置

对总平面进行科学布置，既要遵从国家防火规范领域的相关技术要求，同时也要给房间内部做好安全距离设置，留出充足的安全距离与管理空间，考虑到检修以及消防需求。另外，针对除去焊缝外的部分还要做好水压与气密性的检验，强化维护与管理，避免出现跑冒滴漏各种问题。

3.3 电气设计

在进行电气设计的过程中，需要做好生产装置区域的调试，满足爆炸性气体环境的客观要求，针对防爆区域的电气设备，根据规范化配置要求做好防爆、隔爆电气设备的安装与管理，针对室内照明的要求，采用专用防爆灯具。对于一些存在静电风险的管道，可以采取防静电设计的安全处理模式，从而有效避免爆炸风险的出现。

3.4 自动化控制系统设计

为了满足煤制甲醇生产的区域控制要求，推荐选择自动化管理控制设备，该系统能够有效提升装置的安全度水平，采用安全仪表系统，实现装置内部气化炉、合成回路设备的安全联锁与保护，系统解决故障风险与问题。针对工艺参数进行调整，能够及时协助恢复正常状态，实现安全、稳定以及长期高效的运行，满足人员、设备生产安全的需求。

3.5 电信设计

针对可能出现的泄漏区域与生产环节，采取针对的电信设计模式。比如说气化生产、变换生产以及精馏生产等环节，都可以采用信号探测器在线探测的方式来进行监控，随时进行自动化信息警报管理，一旦出现风险就会自动播报，避免风险扩大。

3.6 通风设施设计

做好通风设施的设计管理，针对煤制甲醇生产环节而言，需要优先做好封闭式建筑物的通风设计，通过自然通风模式来避免易燃易爆气体聚集在一起。另外，根据相关设计规定与要求来进行有害气体的作业场所设置，实施强制通风管理，可以有效降低有害气体的负面影响。

4 总结

综上所述，煤制甲醇生产过程中需要关注各种安全因素的影响，包括温度、压力等环节，生产过程中对于易燃易爆易中毒的环节进行重点监控，强化企业管理的各个环节，强化设备维护与维修，同时做好污染物管理，避免出现生产设备跑冒滴漏等各种问题，建立科学的管理制度，确保运行的稳定性与高效性，杜绝各种安全隐患的出现，维护生产环节，促进行业的可持续健康发展。

参考文献：

[1]李宁，安朋.煤制甲醇工艺危险源及安全对策[J].化工管理，2019（20）：87-88.

[2]苑世娇.浅谈煤制甲醇装置的安全设计[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（08）：110-111.

[3]谭怀山.大型煤制甲醇装置变换技术对比[J].大氮肥， 2018，41（01）：1-6.

[4]赵志军.探析煤制甲醇装置的安全设计[J].科技传播， 2013，5（18）：107-108.