甲醇生产项目存在的危险有害因素的分析与安全对策措施浅析
学院:化工与能源学院
专业:化学工程与工艺专业3班 学号:20100380321 姓名:冶梦娟
一 甲醇生产工艺简介: 简述生产工艺简述
合成粗甲醇的工艺流程从压缩机五段出口来的混合气体(成分为CO、CO2、H2、N2)进入中压甲醇油分,分离出带来的油水后,与循环气油分出来的气体混合进入甲醇合成塔,在塔内通过触媒层进行反应,主反应为CO+2H2=CH3OH。反应后的气体在合成塔下部换热器管内冷却后出合成塔,经水冷器降温后的气体到中压甲醇醇分,分离出液态粗甲醇后,气体一部分送到压缩机,一部分送到循环机循环。 粗甲醇精馏工艺流程
醇精馏是利用粗甲醇混合物中各组分沸点不同的原理,将合成工段出来的粗甲醇经脱醚塔、高压精馏塔、常压精馏塔进行分离精制,最终得到精甲醇产品,并有二甲醚、杂醇油等副产品。
目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇.典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序.
天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料.天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温,催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应.重油部分氧化需在高温气化炉中进行.以固体燃料为原料时,可用间歇气化或连续气化制水煤气.间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂,将吹风、制气阶段分开进行,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行.
甲醇生产中所使用的多种催化剂,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性,必须将硫化物除净.气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫.干法脱硫设备简单,但由于反应速率较慢,设备比较庞大.湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类.
甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的,是典型的复合气-固相催化反应过程.随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,目前总的趋势是由高压向低、中压发展.
粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质,需要精制.精制过程包括精馏与化学处理.化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节PH.精馏主要是除去易挥发组分,如二甲醚、以及难以挥发的组分,如乙醇高级醇、水等.
甲醇生产的总流程长,工艺复杂,根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程.
二 甲醇生产项目存在的主要危险有害物质及其物理性质 1 一氧化碳
一氧化碳的物理性质:无色、无臭、无刺激性的气体。 一氧化碳的化学性质: (1)易燃性
2CO+O2==点燃==2CO2,燃烧时发出蓝色的火焰,放出大量的热。 (2)还原性
一氧化碳还原氧化铁 Fe2O3+3CO==高温==2Fe+3CO2 (3)毒性
一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而使血红蛋白不能与氧气结合,从而引起机体组织出现缺氧,导致人体窒息死亡。一氧化碳中毒是含碳物质燃烧不完全
时的产物经呼吸道吸入引起中毒。中毒机理是一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200~300倍,所以一氧化碳极易与血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白丧失携氧的能力和作用,造成组织窒息。对全身的组织细胞均有毒性作用,尤其对大脑皮质的影响最为严重。当人们意识到已发生一氧化碳中毒时,往往已为时已晚。因为支配人体运动的大脑皮质最先受到麻痹损害,使人无法实现有目的的自主运动。可手脚已不听使唤。所以,一氧化碳中毒者往往无法进行有效的自救。
2 氢
氢气性质:用于氢氧焰、氢氧电池、充填气球、冶炼钨和钼等重要金属,制造氨和盐酸,液态氢可以做火箭或导弹的高能燃料,氢气也是未来的新型高能燃料,在有机合成中,氢用于合成甲醇、合成人造石油和不饱合烃的加成等。氢气具有广泛的用途。例如,用它来充灌气球;氢气在氧气中燃烧放出大量的热,其火焰——氢氧焰的温度达3000℃,可用来焊接或切割金属。液态氢可作火箭或导弹的高能燃料。氢气作为燃料具有资源丰富、燃烧发热量高和污染少的特点。今后如能在利用太阳能和水制取氢气的技术上有重大突破,氢气将成为一种重要的新型燃料。氢气还在冶金、化学工业等方面有着广泛的应用 。
重氢无毒,有窒息性。氢气有易燃易爆性;若燃烧时有较响爆鸣声,则说明氢气不纯;极易发生爆炸。
3 甲醇
甲醇被大众所熟知,是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,被不法分子当作食用酒精制作假酒,而被人饮用后,就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升。甲醇的中毒机理是,甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸(俗称蚁酸),然后对人体产生伤害。常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。严重者会失明,乃至丧命。失明的原因是,甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位,破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏,产生永久性损害。甲酸进入血液后,会使组织酸性越来越强,损害肾脏导致肾衰竭。甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。其原理是,甲醇本身无毒,而代谢产物有毒,因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶,而这种酶和乙醇更具亲和力。因此,甲醇中毒者,可以通过饮用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式来缓解甲醇代谢,进而使之排出体外。而甲醇已经代谢产生的甲酸,可以通过服用小苏打(碳酸氢钠)的方式来中和。 4 氧
氧气的物理性质:
(1)色,味,态:无色无味气体(标准状况) (2)熔点:-218.4℃ 沸点:-182.9℃
(3)密度:1.429克/升(气),1.419克/厘米3(液),1.426克/厘米3(固) (4)水溶性:不易溶于水 (5)贮存:天蓝色钢瓶 化学性质
(1)氧气跟金属反应:
2Mg+O2→2MgO,剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白色固体。
3Fe+2O2→Fe3O4,红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。 2Cu+O2→2CuO,加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。
(2)氧气跟非金属反应:
(炭+氧气→二氧化碳)C+O2→CO2,剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成使石灰水变浑浊的气体。
S+O2→SO2,发生明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。 4P+5O2→2P2O5,剧烈燃烧,发出明亮光辉,放出热量,生成白烟.
(3)氧气跟一些有机物反应,如甲烷、乙炔、酒精、石蜡等能在氧气中燃烧生成水二氧化碳。
CH4+2O2→2CO2+2H2O 2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
人如果在大于0.05 MPa(半个大气压)的纯氧环境中,对所有的细胞都有毒害作用,吸入时间过长,就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏,导致肺水肿、肺淤血和出血,严重影响呼吸功能,进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.1 MPa(1个大气压)的纯氧环境中,人只能存活24小时,就会发生肺炎,最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2 MPa(2个大气压)高压纯氧环境中,最多可停留1.5小时 ~ 2小时,超过了会引起脑中毒,生命节奏紊乱,精神错乱,记忆丧失。如加入0.3 MPa(3个大气压)甚至更高的氧,人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死,抽搐昏迷,导致死亡。 此外,过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应,可生成过氧化氢,进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质,它堆积在心肌,使心肌细胞老化,心功能减退;堆积在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆积在肝脏,削弱肝功能;堆积在大脑,引起智力下降,记忆力衰退,人变得痴呆;堆积在皮肤上,形成老年斑。
缺氧和富氧对人体的影响:氧气浓度(%体积) ---征兆(大气压力下) >23.5%---富氧,有强烈爆炸危险; 20.9%---氧气浓度正常;
19.5%---氧气最小允许浓度;
15-19%---降低工作效率,并可导致头部、肺部和循环系统问题; 10-12%---呼吸急促,判断力丧失,嘴唇发紫;
8-10%---智力丧失,昏厥,无意识,脸色苍白,嘴唇发紫,恶心呕吐; 6-8%---8分钟;
4-6%---40秒内抽搐,呼吸停止,死亡; 100%---致命/6分钟;
50%---致命/4-5分钟经治疗可痊愈。
5 烧碱
密闭包装,贮于阴凉干燥处。与酸类、铵类、易(可)燃物等分储分运。不可与皮肤接触,若皮肤(眼睛)接触,用流动清水冲洗,涂抹硼酸溶液。若误食,用水漱口,饮牛奶或蛋清(等酸性无害食品)且需立即就医。
纯的无水氢氧化钠为白色半透明,结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时能放出大量的热,288K时其饱和溶液浓度可达16.4mol/L(1:1)。它的水溶液有涩味和滑腻感,溶液呈强碱性,能与酸性物质反应,具备碱的一切通性。市售烧碱有固态和液态两种:纯固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,质脆;纯液体烧碱为无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨。对纤维、皮肤、玻璃,陶瓷等有腐蚀作用,溶解或浓溶液稀释时会放出热量;与无机酸发生中和反应也能产生大量热,生成相应的盐类;与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢;与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物;能使油脂发生皂化反应,

