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摘要：甲醇是我国典型的基础化工原料，被广泛应用到有机化工产品中。在全球各地基础有机化工原料中，甲醇的消费量仅次于乙烯和苯，位居第三位，使得甲醇在将来的能源领域中起到举足轻重的作用，市场前景十分广阔。并且我国是一个以煤炭能源丰富的国家，以煤炭为主要原料来制备甲醇已经成为必然趋势。
关键词：煤制甲醇生产；安全隐患；应对措施
1我国采用煤制甲醇技术的必要性分析
煤炭含有丰富的碳元素，产生相同的能量时会比天然气和石油排放更多的二氧化碳。二氧化碳的捕集对于燃煤的火力发电厂来说，价格十分昂贵。所以，在此情况下煤气化技术应运而生。通过气化转化煤的好处在于，在气化过程中捕获二氧化碳，大大降低了燃煤之后捕集的成本。在煤气化当中，甲醇的生产制备是重要的环节。甲醇是最小的醇类物质，与其他醇类相比，甲醇没有C-C键，在大气环境条件下是稳定的液体。甲醇很容易由天然气、煤或任何含碳物质在铜基催化剂上得到的合成气材料。甲醇也可以很容易地分解成合成气或重整成氢气，所以，除了作为广泛使用的化工产品，甲醇也是优秀的能源载体。与费托合成相比，煤炭转化通过甲醇平台在适应燃料和化学品方面更加灵活，可以适用于不同地区的需求。从燃煤电厂尾部捕获的二氧化碳，也可作为合成甲醇的碳源与电解水产生的氢气联合制备甲醇。
我国很多大型的能源集团在甲醇制备领域进行了工程示范。例如，神华集团率先实现了煤制甲醇(60万t/a)的商业化，首个直接煤制甲醇MTO厂(100万t/a)在内蒙古包头建设完成，我国最大的间接煤制甲醇厂(400万t/a)在宁夏建设成功。其他煤炭转换技术也在我国实现商业化，如，煤炭合成天然气(SNG)、煤制汽油、煤制二甲醚(DME)等煤转乙二醇。正在示范和建设的技术还有煤转化为芳烃和聚甲醛二甲醚(DMMn)。
2生产煤制甲醇的危险因素
2.1火灾爆炸
在生产过程中，从原料煤到中间产物都有着易燃易爆且燃点低的特性，如，一氧化碳、氢气、硫化氢等。生产过程中由于操作温度高、压力大，极容易引发火灾或爆炸的可能。另外，储存的原料煤有自燃的可能性，而且在煤粉输送的过程中如遇明火或高温可引起粉尘爆炸事故。
2.2中毒
由于在甲醇生产过程中含有多种有毒物质，一旦出现操作失误或设备故障，会直接使有毒有害物质泄漏，若工作人员吸入，会直接引发中毒或窒息事故。例如，煤气净化装置运行时，需要用到硫化剂二硫化碳、吸收剂甲醇及冷冻剂液氨等，如果管道、阀门、仪表接头等出现松动或损坏会导致泄露；水处理过程中使用的盐酸属于中毒危害的有毒物质，如果燃料煤不能充分燃烧会产生一氧化碳。这些问题都可引发工作人员中毒、窒息的安全事故。
2.3灼伤烫伤
在生产过程中，生产装置内部会存留许多低温物料和低温设备，如，液氧、液氮、液氨蒸发器等。一旦出现物料喷溅或不慎触碰等情况，会对工作人员造成低温冻伤等。另外，在生产过程中会涉及一系列的化学反应，设备外部温度较高，加之热力管道及换热设备多，若保护措施或操作不当，会对工作人员造成高温烫伤或化学灼伤。又如，在水处理过程中会用到盐酸、氢氧化钠等，具有极强的腐蚀性，如果接触到此类物质会形成严重灼伤，同时对设备造成腐蚀。
2.4其他危险因素
甲醇生产过程中除上述几种主要的内在危险因素外，还存在着较多的外在危险因素，如，触电、物体打击、机械伤害、高处坠落、噪音污染等。这些外在因素同样对安全生产存在极大的隐患。
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3煤制甲醇生产过程中的应对对策
3.1有效配置生产设备
煤制甲醇生产过程中由于火灾危险性被定类为甲类，因此为了减低安全隐患发生率，煤化工企业负责人必须优化配置生产设备，从而为煤制甲醇生产提供保障。例如采取露天布置方式对生产设备进行布置，压缩厂房设计成一级耐火等级建筑，屋面采用轻质量材料，并严格检测泄压面积，确保符合厂房防爆的具体规定。同时采用不产生火花材料设计地面，并在室内安装事故通排风系统，在屋顶设计自然通风孔，一旦厂房内的CO浓度上升到20mg/m3，或者是H2浓度上升到4%时，室内的事故通风系统就会自动开启。然后在精馏泵房和冷冻站安装机械排风系统和可燃气体报警装置，如果发生安全事故，立即发出警报。此外，对于煤气化工序，为了降低煤气化装置带来的噪音污染，煤化工企业可选择减弱噪音的隔音罩进行隔离，然后使用主动式降噪耳机，通过耳机上设置的麦克风对室内的噪音进行检测，借助降噪系统生成和外界噪音相同的方向声波，对产生的噪音进行中和，从而控制噪音干扰的影响力。
3.2严格控制变换工序的过程
变换炉入口的主要物料是水蒸气与粗煤气，而变换炉出口的气体为二氧化碳、一氧化碳、氢气和甲烷，出口气体温度在450～590℃。如果变换炉在生产过程中发生泄漏，那么气体就会外泄，从而引发火灾和中毒等安全事故。因此为了确保变换炉正常运作，避免发生泄漏问题，相关人员必须将水汽比控制在0.5～2.0范围内；并对入炉的粗煤气中硫化氢含量进行控制，保证硫化氢含量高于300ppm,避免影响到变换催化剂的活性，从而引起反硫化情况。此外，为了延长催化剂的使用时间，降低副反应，在保证煤制甲醇产量的基础上，按照催化剂的性能，进行低温操作。
3.3加强塔气量的严格控制
吸收塔在煤制甲醇生产过程中分成两股，分别是上部分和小部分，下部分吸收塔的主要功能就是脱硫，甲醇中二氧化碳的溶解速度比较慢，没有硫化物速度快。因此当吸收塔的上部分吸收了部分的二氧化碳量，下部分的吸收塔的量就是总量的58%，吸收塔上部分主要的作用就是用来去除二氧化碳。在吸收塔的顶端，主要的作用是精洗，一般会使用温度在58.9℃的贫甲醇对气体中存在的二氧化碳进行吸收，主要是为了将合成的二氧化碳去除干净。吸收塔中间的部分适用于吸收二氧化碳。在实际操作中，设备一旦发生泄漏，就会使得管道的压力过大而出现爆炸的情况，这时大量的气体和甲醇就会流出来，有引发火灾的危险，情况严重时会造成人员的伤亡。
3.4注意控制合成塔内催化剂床层的温度
这是因为合成工序在煤制甲醇的生产过程中是最关键的环节，只有通过合成塔内催化剂温度的控制才能够实现煤制甲醇生产的顺利进行。不能出现温度过高或者是压强过大的现象。延长煤制甲醇合成催化剂所使用的时间，能够更加方便温度的控制，为此，需要加强原料气净化工作的到位，将原料中含有的水分、尘粒、硫化物以及氯化物清除干净，同时需要保证在合成过程中硫元素的含量每立方米不能够超过0.1mL。还需要加强合成塔温度的控制，避免合成塔内部出现温度的波动，使得状态不稳定。
结语
综上所述，本文通过对煤制甲醇生产过程中存在的安全隐患进行的分析，要求煤化工企业在煤制甲醇生产过程中做好安全保护工作，有效配置生产设备，严格控制变换工序的过程和低温甲醇洗气量，并对合成塔内催化剂床层的温度进行控制，避免各种安全事故的发生，减少企业损失，降低安全事故的发生率，从而为煤制甲醇生产过程提供安全保障。
参考文献
[1]李明.中国煤制甲醇的发展研究[J].洁净煤技术,2011,17(04):41-42 +33.
[2]周晓谦,殷伯良.煤制甲醇工业发展现状分析[J].露天采矿技术,2006 (02):4-6.
论文作者:石铭,火志明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/17
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