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摘 要

随着工业的发展，工业产品甲醇在我国的消耗量逐年增多，为了满足甲醇需求，国家鼓励发展大型规模的甲醇生产项目，提高生产效能。结合煤制甲醇的行业发展大型化、高效化趋势，本文设计甲醇产量为万吨/年的煤制甲醇项目，通过火灾爆炸指数评价风险评估的方法，综合考量危险有害因素、安全设计给出了安全措施。本文针对大型煤制甲醇生产工艺，进行风险评估与安全设计，具有一定的价值。

关键词：煤化工 甲醇 风险评估

Abstract

With the development of industry, the consumption of industrial product methanol in China is increasing year by year. In order to meet the demand of methanol, the State encourages the development of large-scale methanol production projects to improve production efficiency. Combined with the trend of large-scale and high-efficiency development of coal to methanol industry, a coal to methanol project with methanol output of 1.8 million tons one year is designed in this paper. Through the method of fire and explosion index evaluation risk assessment, comprehensive consideration of hazardous factors and safety design, safety measures are given. In this paper, the risk assessment and safety design of large-scale coal to methanol production process is of certain value.

Key words: Coal chemical industry Methanol Risk assessment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

第二章 煤制甲醇生产工艺介绍 2

2.1煤制合成气 3

2.1.1煤气化工艺介绍 3

2.1.2德士古煤气化炉 3

2.2粗气处理 4

2.2.1变换热回收 5

2.2.2冷凝水冷激式多段绝热反应器 5

2.2.3硫回收工艺、低温甲醇洗 7

2.3合成气制甲醇 7

2.3.1合成气压缩、换热 7

2.3.2甲醇合成 8

2.3.3多段径向甲醇合成塔 9

2.3.4精馏塔精制甲醇 10

2.3.5“3 1”塔甲醇精馏塔 10

2.4原料与产品规格 11

2.4.1原料规格 11

2.4.2 产品规格要求 12

第三章 主要生产设备设计与计算 13

3.1径向甲醇合成塔 13

第四章 物料衡算与热量衡算 15

4.1合成塔物料衡算 15

4.2合成塔热量衡算 17

第五章生产工艺危险有害因素辨识 20

5.1危险化学品 20

5.2危险工艺单元 22

5.3主要危害因素 24

5.4重大危险源辨识 26

第六章 消防设计 27

6.1 厂房建设 27

6.2厂房安全疏散 27

6.3 消防车道 27

6.4装置区报警器 28

6.5灭火剂种类及数量 28

第七章 美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 30

7.1确定评价单元 30

7.2物质系数MF的确定 30

7.3危险系数的确定 30

7.4火灾、爆炸危险指数的计算 33

7.5安全措施补偿系数的确定 33

7.6工艺单元危险分析汇总 35

7.6.1火灾、爆炸暴露半径和暴露区域面积的确定 35

7.6.2单元破坏（危害）系数 35

7.6.4基本最大可能财产损失 36

7.6.5实际最大可能财产损失 36

7.6.6 最大可能工作日损失 36

7.6.7停产损失 37

第八章 安全技术对策措施 38

8.1防火、防爆对策措施 38

8.2 防中毒、防腐蚀对策措施 39

8.3其它安全对策管理措施 40

第九章结论 42

参考文献 43

致谢 45

第一章 引言

我国有很多的煤炭资源，但是天然气资源储量不高，充分利用现有的煤炭资源，探索它的经济性转化方式，成为我国煤炭资源发展、利用的重要内容。甲醇是合成气化工的主要产品,在国民经济中的地位与日俱增,它用途广泛,随着工业的发展，现在已经成为了基础的有机化工原料。煤制甲醇工业，即作为新型煤化工工艺之一，又以甲醇为产品,在我国蓬勃发展起来。

我们穿的衣物，材料离不开甲醇、颜色离不开甲醇；我们用的塑料制品，原料离不开甲醇；甚至，我们出行乘坐的机动车辆，其燃料也离不开甲醇。从目前的工业发展技术来看，甲醇在我国工业蓬勃发展阶段的需求量很大，甲醇行业可以更新规模、更大、更强地发展。

煤制甲醇工艺过程包括一系列的高温高压、易燃易爆反应过程,且伴有反应热移除、冷却降温、净化除去有毒气体等安全隐患很大的过程,这使它属于国家重点监管的危险化工工艺之一,因此,针对煤制甲醇工艺过程,研究安全设计,进行生产工艺风险评估,将具有重要的实际意义。

本次课题选用煤制甲醇工艺作为研究对象,开展煤制甲醇生产工艺风险评估与安全设计,致力于装置规模大型化、合成工艺节能降耗方向的研究。

第二章 煤制甲醇生产工艺介绍

图2-1煤制甲醇生产工艺流程简图

煤制甲醇工艺，可以大致看为三个模块，先由煤生成粗合成气(主要为),然后净化粗合成气为精制合成气,再继续由精制的合成气反应合成甲醇的过程。

早期,甲醇是由木材或木质素干馏制得的。1923年德国BASF公司首次用合成气工业化生产，成功制得了甲醇，但是过程高温高压，具有燃爆危险性，而且使用的催化剂寿命过短，生产规模不大。^[19]1966年英国ICI公司成功突破了煤制甲醇工艺的催化剂瓶颈，开发出耐硫催化剂，并且优化了反应过程，反应温度也下降了约一百摄氏度，开创了ICI低压法，自此生产规模扩大，煤制甲醇技术开始初步兴盛起来。^[9]随后，1973年德国Veba公司创新了德国Lurgi公司的煤制甲醇技术,采用新的反应器，开创了Lurgi低压法。^[2]ICI低压法和Lurgi低压法成为当今世界范围内合成甲醇的首选方法^[2]

2.1煤制合成气

煤制合成气是煤制甲醇的第一步，也是煤的气化过程，参与的物料为煤和氧气，反应过程高温高压，危险性很大

2.1.1煤气化工艺介绍

煤气化过程的反应主要有

水煤浆燃烧稳定、废气污染可控，所以本课题考虑节能环保要求，选用以水煤浆为燃料的气流床连续式气化制粗合成气方法。水煤浆由煤水比为7：1的原料，1%的添加剂,经过磨浆、制浆、添加剂工艺制成的煤基流体燃料和气化原料。

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