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【摘 要】 产能为3000Nm3/h工业氢的甲醇制氢装置在企业预防和采取的有针对性措施合理、職业病危害防护措施运行正常及个体防护措施到位的情况下,其职业病危害可得到有效的缓解和控制。
【关键词】 甲醇制氢;职业病;危害因素
一、2014年甲醇会议纪要
根据2014年4月9日成都会议纪要的安排,2014年6月4日甲醇装置停车,化工二厂对已经修复完好的提氢吸附塔(T0602A/B)并入系统,同时对提氢吸附塔T0602C和脱碳吸附塔T0601C/D加盲板隔离,进行吊耳去除。先对产生裂纹的T0601C进行吊耳去除,厂家制定出两套修复方案(1.贯穿性裂纹修复方案2.裂纹深度为5mm以下的修复方案)报成达公司审核,然后再对其余两台吸附塔吊耳去除。经机动部、化工二厂、达科特厂家开会商讨,安排如下:
2014年6月6日达科特厂家将修复方案报成达审核。
2014年6月6日化工二厂完成T0601C/T0601D/T0602C三台吸附塔工艺置换,交付设备厂家切除吊耳。同时做好脱碳吸附塔T0601C吸附剂抽取准备工作。
2014年6月7日达科特厂家先完成脱碳吸附塔T0601C吊耳去除工作,并进行表面着色和超声探伤检测。
2014年6月8日达科特厂家完成脱碳吸附塔T0601D吊耳去除工作,并进行表面着色和超声探伤检测。化工二厂协助厂家完成吸附塔T0601C吸附剂抽取工作。
2014年6月9日达科特完成提氢吸附塔T0602C吊耳去除工作,并进行表面着色和超声探伤检测。
2014年6月10日达科特厂家根据批准方案完成脱碳吸附塔T0601C裂纹焊补工作。
2014年6月11日达科特厂家完成脱碳吸附塔T0601C表面着色和超声探伤检测和热处理等。
2014年6月12日达科特厂家协助化工二厂完成脱碳吸附塔T0601C吸附剂回装工作。
根据化工二厂生产安排,修理完成后盲板拆除由化工二厂安排,适时并入生产系统工作,并分期隔离出其余13台吸附塔进行修复。
化工二厂继续对投入使用的T0602A/B观察,确认是否能正常使用。
二、甲醇制氢装置编写依据
(一)工艺现象
2014年3月26日1:30分,甲醇PSA制氢装置提氢吸附塔23T0602A/B吊耳补强圈开裂,大量工艺气泄漏现场。
(二)泄漏工艺气主要成分
(三)甲醇制氢装置PSA吸附塔吊耳垫板开裂泄漏产生的危害程度分析
装置存在H2、CO等气体泄漏,可能造成装置区域静电着火、燃烧爆炸、CO中毒及人员伤亡等重大安全隐患。同时还影响制氢正常生产及BDO安全用氢,进而影响化工厂整体生产进度。无论是甲醇还是氢气,其浓度达到一定范围时会对人以及周围的环境产生严重的伤害,而在甲醇制氢过程中难免会发生吸附塔吊耳垫板开裂泄漏现象,我们应防患于未然,了解其性能危害,以便采取相应的应对措施。
1、氢气健康危害性
1)毒性:无毒。
侵入途径:吸入。
健康危害:本品在生理学上是惰性气体,仅在高浓度时,由于空气中氧气分压降低才引起窒息。在很高的分压下,氢气可呈现出麻醉作用。
氢气密度小于空气,所以其悬浮在空气上层,一旦发生氢气泄漏,要注意压低头部,并且尽快转移到上风口,远离氢气密度大的地方。又因为其易燃,所以要坚决避免明火。
2)对周边环境的影响
若发生氢气大量泄漏,人体吸入造成窒息。最重要的是与空气混合形成爆炸性混合物,遇热源或明火(包括静电、雷电等)发生火灾爆炸。氢气比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。
2、一氧化碳
1)健康危害性
空气中最高允许浓度30mg/m3
侵入途径:吸入;
健康危害:一氧化碳在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧;
急性中毒时:轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐,无力。中度中毒者除上述症状外,还有面色潮红,口唇樱红、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊,可有昏迷;
重度中毒:患者昏迷不醒,且瞳孔缩小,肌张力增加,频繁抽搐,大小便失禁等,深度中毒可致死;
慢性影响:长期反复吸入一定量的一氧化碳可致神经和心血管系统损害;
急救:
吸入一氧化碳迅速脱离现场至空气新鲜处,保暖并休息,保持呼吸道畅通。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸,立即就医;
防护措施:
呼吸防护系统:空气中浓度超标时,必须配戴防毒面具(空气呼吸器、正压自给式呼吸器)紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴正压自给式呼吸器或空气呼吸器;
处置方案:
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并隔离直至气体散尽,切断火源(包括可能产生火花的物体),设立警戒人员或警戒线,禁止无关人员靠近泄漏点:应急处理人员必须佩戴空气呼吸器或正压自给式呼吸器,才能到泄漏点进行处置,切断气源,强力通风等。
2)对周边环境的影响
若发生一氧化碳大量泄漏,人体吸入造成中毒,而且并发症潜伏期常,大量吸入可以致死。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;燃烧分解产物:一氧化碳、二氧化碳;遇强氧化剂、碱类反应更剧烈。
三、甲醇制氢装置PSA工艺流程
在工业变压吸附(PSA)工艺中,吸附剂通常都是在常温和较高压力下,将混合气体中的易吸附组分吸附,不易吸附的组分从床层的一端流出,然后降低吸附剂床层的压力,使被吸附的组分脱附出来,从床层的另一端排出,从而实现了气体的分离与净化,同时也使吸附剂得到了再生。 但在通常的PSA工艺中,吸附床层压力即使降至常压,被吸附的杂质也不能完全解吸,这时可采用两种方法使吸附剂完全再生:一种是用产品气对床层进行“冲洗”,将较难解吸的杂质冲洗下来,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率;另一种是利用抽真空的办法进行再生,使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来,这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Absorption,缩写为VPSA)。VPSA工艺的优点是再生效果好,产品收率高,但缺点是需要增加真空泵。在实际应用过程中,究竟采用以上何种工艺,主要视原料气的组成条件、流量、产品要求以及工厂的资金和场地等情况而决定。由于本装置吸附的是氮气及甲烷等杂质,吸附剂对该杂质有较强的吸附能力,同时,装置的氢气回收率和氢纯度要求较高。
(一)工艺条件与吸附能力的关系
a.原料气组成
吸附塔的处理能力与原料气组成的关系很大。原料气中氢含量越高时,吸附塔的处理能力越大;原料气杂质含量越高,特别是净化要求高的有害杂质含量越高时,吸附塔的处理能力越小。
b.原料气温度
原料气温度越高,吸附剂的吸附量越小,吸附塔的处理能力越低。
c.吸附压力
原料气的压力越高,吸附剂的吸附量越大,吸附塔的处理能力越高。
d.解吸压力
解吸压力越低,吸附剂再生越彻底,吸附剂的动态吸附量越大,吸附塔的处理能力越高。
e.產品纯度
产品纯度越高,吸附剂的有效利用率就越低,吸附塔的处理能力越低。
(二)氢气回收率
由于PSA装置的氢气损失来源于吸附剂的再生阶段,因而吸附塔的处理能力越高,则再生的周期就可以越长,单位时间内的再生次数就越少,氢气损失就越少,氢回收率就越高。
也就是说,在原料气组分和温度一定的情况下应尽量提高吸附压力、降低解吸压力、降低产品纯度(在允许范围内),从而提高氢气回收率,提高装置的经济效益。
四、甲醇制氢装置PSA吸附塔吊耳垫板开裂泄漏处理
1、处理方案:
1)方案一(更换):吊耳垫板上下300~范围内的设备筒节切除后重新更换。设备整台返厂(株洲化机)处理更换或是在美克现场搭脚手架进行现场更换,由达科特作出方案,但必须有效缩短时间以减少美克的生产经济损失。
2)方案二(挖补):将包括垫板在内的问题壳体切除,进行挖补。
3)方案三(焊补):去除设备吊耳垫板后,对吊耳垫板覆盖范围增加300~的范围进行无损检测,然后根据具体检测结果选择焊补或其他措施。
2、备吊耳垫板,对垫板覆盖区域增加300nnrn的范围内进行全面无损检测,以确定设备状况(是否出现裂纹等情况)。如果出现裂纹,同上处理。
3、对于其他10台类似工况的吸附塔,在处理以上问题设备的同时,对吊耳垫板进行切除并进行全面无损检测,根据检测结果采取相应的处理措施。
五、结束语
装置运行过程中建立健全了职业卫生管理制度、职业病危害防护设施、个人使用的职业病防护用品、应急救援设施等管理制度和管理体系。根据实际情况配备了便携式正压呼吸器、过滤式防毒面具、防爆手电筒和防爆对讲机、防噪耳塞、防噪声耳罩等个人防护用品。装置区设置了警告牌和告知卡并加强了现场的监督和检查工作。从职业卫生调查结果看,制定的管理制度合理可行,管理体系运转正常,防护用品发放与管理能满足职工劳动保护的需求。
参考文献:
[1]崔欣.制氢装置PSA程控阀内漏原因分析及对策[J].炼油技术与工程,2013,12:19-22.
[2]马林.制氢装置PSA系统简介及吸附时间调节[J].科技致富向导,2013,18:184+261.
[3]张海源.制氢装置生产优化研究[D].华东理工大学,2013.
[4]王成艳,王成军.吸附塔裂纹分析及处理[J].中国石油和化工标准与质量,2013,17:112.
【关键词】 甲醇制氢;职业病;危害因素
一、2014年甲醇会议纪要
根据2014年4月9日成都会议纪要的安排,2014年6月4日甲醇装置停车,化工二厂对已经修复完好的提氢吸附塔(T0602A/B)并入系统,同时对提氢吸附塔T0602C和脱碳吸附塔T0601C/D加盲板隔离,进行吊耳去除。先对产生裂纹的T0601C进行吊耳去除,厂家制定出两套修复方案(1.贯穿性裂纹修复方案2.裂纹深度为5mm以下的修复方案)报成达公司审核,然后再对其余两台吸附塔吊耳去除。经机动部、化工二厂、达科特厂家开会商讨,安排如下:
2014年6月6日达科特厂家将修复方案报成达审核。
2014年6月6日化工二厂完成T0601C/T0601D/T0602C三台吸附塔工艺置换,交付设备厂家切除吊耳。同时做好脱碳吸附塔T0601C吸附剂抽取准备工作。
2014年6月7日达科特厂家先完成脱碳吸附塔T0601C吊耳去除工作,并进行表面着色和超声探伤检测。
2014年6月8日达科特厂家完成脱碳吸附塔T0601D吊耳去除工作,并进行表面着色和超声探伤检测。化工二厂协助厂家完成吸附塔T0601C吸附剂抽取工作。
2014年6月9日达科特完成提氢吸附塔T0602C吊耳去除工作,并进行表面着色和超声探伤检测。
2014年6月10日达科特厂家根据批准方案完成脱碳吸附塔T0601C裂纹焊补工作。
2014年6月11日达科特厂家完成脱碳吸附塔T0601C表面着色和超声探伤检测和热处理等。
2014年6月12日达科特厂家协助化工二厂完成脱碳吸附塔T0601C吸附剂回装工作。
根据化工二厂生产安排,修理完成后盲板拆除由化工二厂安排,适时并入生产系统工作,并分期隔离出其余13台吸附塔进行修复。
化工二厂继续对投入使用的T0602A/B观察,确认是否能正常使用。
二、甲醇制氢装置编写依据
(一)工艺现象
2014年3月26日1:30分,甲醇PSA制氢装置提氢吸附塔23T0602A/B吊耳补强圈开裂,大量工艺气泄漏现场。
(二)泄漏工艺气主要成分
(三)甲醇制氢装置PSA吸附塔吊耳垫板开裂泄漏产生的危害程度分析
装置存在H2、CO等气体泄漏,可能造成装置区域静电着火、燃烧爆炸、CO中毒及人员伤亡等重大安全隐患。同时还影响制氢正常生产及BDO安全用氢,进而影响化工厂整体生产进度。无论是甲醇还是氢气,其浓度达到一定范围时会对人以及周围的环境产生严重的伤害,而在甲醇制氢过程中难免会发生吸附塔吊耳垫板开裂泄漏现象,我们应防患于未然,了解其性能危害,以便采取相应的应对措施。
1、氢气健康危害性
1)毒性:无毒。
侵入途径:吸入。
健康危害:本品在生理学上是惰性气体,仅在高浓度时,由于空气中氧气分压降低才引起窒息。在很高的分压下,氢气可呈现出麻醉作用。
氢气密度小于空气,所以其悬浮在空气上层,一旦发生氢气泄漏,要注意压低头部,并且尽快转移到上风口,远离氢气密度大的地方。又因为其易燃,所以要坚决避免明火。
2)对周边环境的影响
若发生氢气大量泄漏,人体吸入造成窒息。最重要的是与空气混合形成爆炸性混合物,遇热源或明火(包括静电、雷电等)发生火灾爆炸。氢气比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。
2、一氧化碳
1)健康危害性
空气中最高允许浓度30mg/m3
侵入途径:吸入;
健康危害:一氧化碳在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧;
急性中毒时:轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐,无力。中度中毒者除上述症状外,还有面色潮红,口唇樱红、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊,可有昏迷;
重度中毒:患者昏迷不醒,且瞳孔缩小,肌张力增加,频繁抽搐,大小便失禁等,深度中毒可致死;
慢性影响:长期反复吸入一定量的一氧化碳可致神经和心血管系统损害;
急救:
吸入一氧化碳迅速脱离现场至空气新鲜处,保暖并休息,保持呼吸道畅通。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸,立即就医;
防护措施:
呼吸防护系统:空气中浓度超标时,必须配戴防毒面具(空气呼吸器、正压自给式呼吸器)紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴正压自给式呼吸器或空气呼吸器;
处置方案:
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并隔离直至气体散尽,切断火源(包括可能产生火花的物体),设立警戒人员或警戒线,禁止无关人员靠近泄漏点:应急处理人员必须佩戴空气呼吸器或正压自给式呼吸器,才能到泄漏点进行处置,切断气源,强力通风等。
2)对周边环境的影响
若发生一氧化碳大量泄漏,人体吸入造成中毒,而且并发症潜伏期常,大量吸入可以致死。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;燃烧分解产物:一氧化碳、二氧化碳;遇强氧化剂、碱类反应更剧烈。
三、甲醇制氢装置PSA工艺流程
在工业变压吸附(PSA)工艺中,吸附剂通常都是在常温和较高压力下,将混合气体中的易吸附组分吸附,不易吸附的组分从床层的一端流出,然后降低吸附剂床层的压力,使被吸附的组分脱附出来,从床层的另一端排出,从而实现了气体的分离与净化,同时也使吸附剂得到了再生。 但在通常的PSA工艺中,吸附床层压力即使降至常压,被吸附的杂质也不能完全解吸,这时可采用两种方法使吸附剂完全再生:一种是用产品气对床层进行“冲洗”,将较难解吸的杂质冲洗下来,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率;另一种是利用抽真空的办法进行再生,使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来,这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Absorption,缩写为VPSA)。VPSA工艺的优点是再生效果好,产品收率高,但缺点是需要增加真空泵。在实际应用过程中,究竟采用以上何种工艺,主要视原料气的组成条件、流量、产品要求以及工厂的资金和场地等情况而决定。由于本装置吸附的是氮气及甲烷等杂质,吸附剂对该杂质有较强的吸附能力,同时,装置的氢气回收率和氢纯度要求较高。
(一)工艺条件与吸附能力的关系
a.原料气组成
吸附塔的处理能力与原料气组成的关系很大。原料气中氢含量越高时,吸附塔的处理能力越大;原料气杂质含量越高,特别是净化要求高的有害杂质含量越高时,吸附塔的处理能力越小。
b.原料气温度
原料气温度越高,吸附剂的吸附量越小,吸附塔的处理能力越低。
c.吸附压力
原料气的压力越高,吸附剂的吸附量越大,吸附塔的处理能力越高。
d.解吸压力
解吸压力越低,吸附剂再生越彻底,吸附剂的动态吸附量越大,吸附塔的处理能力越高。
e.產品纯度
产品纯度越高,吸附剂的有效利用率就越低,吸附塔的处理能力越低。
(二)氢气回收率
由于PSA装置的氢气损失来源于吸附剂的再生阶段,因而吸附塔的处理能力越高,则再生的周期就可以越长,单位时间内的再生次数就越少,氢气损失就越少,氢回收率就越高。
也就是说,在原料气组分和温度一定的情况下应尽量提高吸附压力、降低解吸压力、降低产品纯度(在允许范围内),从而提高氢气回收率,提高装置的经济效益。
四、甲醇制氢装置PSA吸附塔吊耳垫板开裂泄漏处理
1、处理方案:
1)方案一(更换):吊耳垫板上下300~范围内的设备筒节切除后重新更换。设备整台返厂(株洲化机)处理更换或是在美克现场搭脚手架进行现场更换,由达科特作出方案,但必须有效缩短时间以减少美克的生产经济损失。
2)方案二(挖补):将包括垫板在内的问题壳体切除,进行挖补。
3)方案三(焊补):去除设备吊耳垫板后,对吊耳垫板覆盖范围增加300~的范围进行无损检测,然后根据具体检测结果选择焊补或其他措施。
2、备吊耳垫板,对垫板覆盖区域增加300nnrn的范围内进行全面无损检测,以确定设备状况(是否出现裂纹等情况)。如果出现裂纹,同上处理。
3、对于其他10台类似工况的吸附塔,在处理以上问题设备的同时,对吊耳垫板进行切除并进行全面无损检测,根据检测结果采取相应的处理措施。
五、结束语
装置运行过程中建立健全了职业卫生管理制度、职业病危害防护设施、个人使用的职业病防护用品、应急救援设施等管理制度和管理体系。根据实际情况配备了便携式正压呼吸器、过滤式防毒面具、防爆手电筒和防爆对讲机、防噪耳塞、防噪声耳罩等个人防护用品。装置区设置了警告牌和告知卡并加强了现场的监督和检查工作。从职业卫生调查结果看,制定的管理制度合理可行,管理体系运转正常,防护用品发放与管理能满足职工劳动保护的需求。
参考文献:
[1]崔欣.制氢装置PSA程控阀内漏原因分析及对策[J].炼油技术与工程,2013,12:19-22.
[2]马林.制氢装置PSA系统简介及吸附时间调节[J].科技致富向导,2013,18:184+261.
[3]张海源.制氢装置生产优化研究[D].华东理工大学,2013.
[4]王成艳,王成军.吸附塔裂纹分析及处理[J].中国石油和化工标准与质量,2013,17:112.