德士古气化安全设计及实用管理手册

德士古气化安全手册1.前言气化装置是在高温高压下操作，所使用的原料煤为可燃物质；高纯度的原料氧，为助燃物；产品煤气及副产物是易燃易爆、有毒有害气体，并使用了氮气、蒸汽等危险性介质。在生产过程中容易发生火灾、爆炸事故和灼伤、中暑等职业危害。因此在设计、安装、制造过程中必须采取必要的措施，确保气化装置的安全、稳定运行。2.主要危险性本流程原料主要为煤浆、氧气和氮气，产品合成气主要成分为CO、H2、CO2及少量CH4、H2S。各物质主要物理化学性质及防护列表如下：2.1O2标识中文名英文名分子式分子量性状应用氧气OxygenO232.00无色无味焊接、医药、染料、炸药物理性质熔点(℃)沸点(℃)溶解性相对密度-218.4-182.98溶于水和酒精1.11空气为1化学性质燃烧性助燃危害是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本元素之一，能氧化大多数活性物质。与易燃物(乙炔、甲烷)形成有爆炸性的混合物。防护灭火时切断气源，喷水冷却容器，雾状水、二氧化碳灭火。氧管道、管件及阀门必需光滑、脱脂，按国标施工。2.2煤浆浓度(wt%)PH值粒度温度(℃)320目40目14目8目60~657~955%99.5%99.9%100%40备注煤粉尘在空气中爆炸极限30mg/m3。煤粉尘的最低着火温度610℃。2.3CO标识中文名英文名分子式分子量性状用途一氧化碳CarbonmonoxideCO28.01无色无味用于化学合成，如合成甲醇、光气，及精炼金属还原剂物理性质熔点(℃)沸点(℃)相对密度溶解性-207.0-191.480.97微溶于水、溶于乙醇、苯等有机溶剂化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点(℃)爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定CO2-5074.2(空气)94(氧气)12.5(空气)15.5(氧气)危害与空气混合形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起爆炸。一氧化碳在血液中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。急性中毒时：轻度头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力；中度中毒除以上症状以外，还有面色潮红、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊，可能昏迷；重度昏迷者昏迷不醒、瞳孔缩小、频繁抽搐、大小便失禁等；深度中毒可死亡。长期吸入一定量的一氧化碳可致神经和心血管系统损害。接触限值为30mg/m3。防护灭火时切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。工程控制应严加密闭，提供充分的局部排风和全面排风。生产、生活用气必须分路。呼吸系统防护：空气中浓度超标时，必须佩带防毒面具。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带正压自给式呼吸器。现场严禁烟火，进入罐或其它高浓度区作业时，须有人监护。泄露时，迅速撤离污染区，人员至上风区，并隔离至气体散尽，切断火源。备注最低着火点：空气中609℃，氧气中588℃。燃烧时火焰呈蓝色。2.4H2标识中文名英文名分子式分子量性状用途氢气HydrogenH22.01无色无味用于合成氨和甲醇等、石油精制、有机氢化及作火箭燃料物理性质熔点(℃)沸点(℃)相对密度溶解性-259.14-252.750.07不溶于水、乙醇、乙醚化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点(℃)爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定H2O-5074.1(空气)94(氧气)4.1(空气)4(氧气)危害与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等发生剧烈反应。在浓度很高时，因氧分压降低而造成窒息，可出现麻醉现象。防护不能与强氧化性物质混放。避免光照。灭火时要切断气源，若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。工程控制应密闭操作，提供良好的自然通风条件。工作现场严禁烟火避免高浓度吸入。吸入时，应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸通道畅通。呼吸困难时输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸，就医。进入罐或其它高浓度区作业，需有人监护。备注最低着火点：空气中572℃，氧气中560℃。燃烧温度可达2000℃。2.5CO2标识中文名英文名分子式分子量性状用途二氧化碳CarbondioxideCO244.01无色无味应用于饮料、冷冻、焊接保护气、铸造吹硬、灭火剂物理性质沸点(℃)相对密度溶解性-78.21.52溶于水化学性质燃烧性稳定性不燃稳定危害二氧化碳为兴奋剂，对神经中枢有刺激和麻醉作用。大量吸入二氧化碳会因缺氧而窒息死亡。急性中毒会突然呼吸困难、头昏；严重口吐白沫，甚至窒息死亡。防护进入设备须分析氧含量20%方可进入。若浓度大时需戴隔离式防毒面具，不可使用过滤式。用二氧化碳灭火时，不要轻易进入窒息区，尤其是管线、塔、罐内部工作。急救：迅速移至空气新鲜处，并注意保暖。呼吸困难或停止呼吸者，应立即进行人工呼吸或输氧。2.6N2标识中文名英文名分子量分子式性状应用氮气Nitrogen28.01N2无色无味合成氨、硝酸，用作保护剂、冷冻剂物理性质熔点(℃)沸点(℃)相对密度溶解性-209.86-195.780.97微溶于水和酒精化学性质燃烧性稳定性不燃稳定危害惰性气体，有窒息性。氮气过量，引起氧分压下降，会引起缺氧。防护工程控制时要密闭操作，现场提供良好通风条件。高浓度环境中，要戴供气式呼吸器。穿工作服，必要时戴防护手套。吸入时迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸通道畅通。呼吸困难时输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸，就医。2.7CH4标识中文名英文名分子式分子量性状用途甲烷、沼气MethaneCH416.04无色无味用于燃料和碳黑乙炔氢、甲醛等制造物理性质熔点(℃)沸点(℃)相对密度溶解性-182.5-161.580.55微溶于水`溶于乙醇和乙醚化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点(℃)爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定CO、CO2、H2O-18815(空气)5.3(空气)危害与空气混合形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等能发生剧烈反应。空气中甲烷浓度过高，能使人窒息。当空气中含量超过25%，可引起头痛、头晕和精细动作障碍，甚至引起窒息、昏迷。防护灭火时应切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正燃烧的气体。工作现场严禁烟火。工程控制应生产过程密闭，全面通风。吸入应迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖，呼吸困难时输氧。呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术，就医。进入罐及高浓度区作业，须有人监护。2.8H2S标识中文名英文名分子式分子量性状用途硫化氢HydrogenSulfideH2S34.08无色有恶臭用于化学分析如鉴定金属离子。物理性质熔点(℃)沸点(℃)相对密度溶解性-85.5-60.21.19溶于水、乙醇化学性质燃烧性稳定性燃烧产物闪点(℃)爆炸上限V%爆炸下限V%易燃稳定二氧化硫-5046.0(空气)4.0(空气)危害易燃剧毒。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。本品是强烈的神经毒物，对粘膜有强烈的刺激作用。高浓度时可直接抑制呼吸中枢，引起迅速窒息而死亡。长期接触低浓度的硫化氢，引起神经衰弱及植物性神经紊乱等症状。接触限值为10mg/m3。致死浓度1mg/L。防护灭火时切断气源。若不能切断气源，则不能熄灭正在燃烧的气体。工程控制应严加密闭，提供充分的局部排风和全面排风。工作现场严禁烟火。皮肤接触应脱去污染的衣着，立即用流动清水彻底冲洗。眼睛接触应立即提起眼睑，用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗，就医。吸入应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸通道畅通。呼吸困难时输氧。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带正压自给式呼吸器。3.预防和控制3.1气化装置的安全设计3.1.1与安全有关的自控联锁气化装置在生产过程中技术复杂，危险性大。装置界区内有多种易燃、易爆、有毒、有害介质，如煤气、H2S、N2、煤粉尘等。为了确保气化生产的安全稳定运行，本装置采用先进的集散控制系统及自动调节、报警、安全联锁等自控措施。在紧急情况下，安全联锁将自动动作，以确保装置安全。3.1.2氮封及事故用氮为了隔绝空气，防止氧气进入系统及防止有毒有害或对环境可能造成不利影响的介质外逸，本装置广泛采用氮封技术，即在容器内按一定速率充入低压氮，在液体与空气之间形成一层氮气隔离层。在开停车时，必须使用氮气进行置换，使系统中氧气或可燃性气体含量合格，防止发生爆炸或火灾事故。3.1.3通风系统对有火灾、爆炸危险的封闭厂房，除充分利用自然通风外，还采用机械通风措施。对于煤粉尘危害严重的煤输送系统、磨机系统采用了机械通风装置。3.1.4电气设备的安全设计根据防雷设计规定，对工艺厂房和相应的设备管道设有防雷击、雷电感应和防雷电波措施。气化装置生产过程中存在大量的易燃易爆气体和助燃气体。因此，对装置区内的工艺设备、电气设备、工艺管道以及金属平台等可能积聚静电荷，引起火灾爆炸或危害人身安全的区域，装有静电接地装置。对氧气管线，特别地设置严格的静电接地措施。3.1.5防火防爆措施(1)采用止回阀、切断阀防止火灾及爆炸的扩大。采用安全阀泄压防止管道、设备超压。(2)对于氧气管线应严格进行脱脂处理。工艺烧嘴吊出后，氧管炉头法兰应加防护罩防止杂物进入。在紧急状态下为了能迅速切断氧气，氧气切断阀及流量调节阀设计成能快速关闭。氧气切断阀关闭时间为1秒，氧气流量调节阀关闭时间为3秒。(3)防爆区内的有关电机、电动阀门、电梯、电源接头、现场电话等均采用防爆处理。(4)现场所有的消防、救护、通讯设施均应定期检查，保持完好。3.1.6工艺设备上的安全设计本装置为水煤浆加压气化技术，工艺先进，设备可靠，厂房布置应完全符合防火救护规范。3.2与流程有关的过程安全控制设计原则：安全为了生产，生产必须安全。(1)工艺常识——个人须具备工艺常识，特别是过程中有潜在危险的流程工段。(2)高温——气化炉应与外界隔离，炉壁温达295℃。操作工必须意识到暴露金属外壳的高温。穿过炉的热电偶能有效测定气化炉热点温度。炉壁温度由表面热电偶、红外线测温仪测定。(3)安全逻辑系统——每当有危害设备安全、断电、断仪表空气等情况发生时，运用安全逻辑系统应能安全开停车，同时保证生产设备和人身安全。停车触发器由系统设定自动进行，一旦触发，人工无法干预。(4)DCS——对装置进行集中控制和检测，现场仅需巡视和操作。DCS设置单独接地系统，以防接地不良而带来DCS系统的异常动作。设计完善的参数越限报警和自动联锁系统，防止事故发生。DCS与信号线应采取必要的屏蔽措施，防止因信号干扰而产生错误显示和操作。(5)控制室及巡检岗位应设有灯光指示、铃声报警等控制系统，并设调度电话与各岗位联系，以保证协调生产和安全生产。(6)皮带输送——在操作中任何皮带运转都要有人监护。设计中任何设备运转部分都要有防护装置。(7)工作区域清洁——控制室及现场必需保持无杂物，也就是无碎纺织品，无不需要的设备，无其他妨害安全的物品。(8)规程——所有人员必需严格执行工作规程、程序和安全规程。规程主要有：禁入规程：非工作人员未经允许不得进入工作区域。非控制室人员不经允许不得进入控制室。非工程师及管理员禁止修改工艺参数。进入容器：进入管线、罐、塔和其它容器要分析一氧化碳含量和氧含量，办钻塔进罐许可证。须动火时办动火证。必要时佩带空气呼吸器。联系调度：操作工必需掌握调度程序，服从调度指令，确保生产安全。(9)工业监控——烧嘴及氧管线位置应安装闭路电视监控系统，终端位于控制室。控制室应能随时监控烧嘴安装和氧管线安全情况。(10)长明火炬——火炬水封槽闪蒸汽放空应装有长明火炬，接弛放气，使闪蒸出的可燃气体及开停车时放空气充分燃烧,避免污染和发生安全事故。(11)氧煤混合点燃——煤浆必须先进入气化炉，氧气然后进入开始点燃。假如先加入氧气会引起一次潜在而有力的爆炸。这是由于过量的氧气会和煤发生迅速燃烧并和氧气产生数量可观的一氧化碳。(12)氧气管线——氧气管线的设计及施工应以《氧气安全规程》为标准。氧气管线的脱脂清洗不低于HJG202-82《脱脂施工及验收规范》所定标准。所有氧气管线在投用之前必需清除所有异物。假如有异物残存且氧气速率达到一定值，异物就会燃烧，从而引起氧管燃烧，造成火灾。(13)氧气切断阀之间应加氮气保护。(14)烧嘴冷却水压力应低于气化炉压力，烧嘴冷却