煤制甲醇生产工艺安全设计毕业论文
2022-01-26 11:01:46
论文总字数：34312字
摘 要
随着煤化工业的兴起，发生相关事故的危险事例也越来越多，因此引起了人们加强安全的意识。本文以煤制甲醇为例，从其工艺流程入手，通过工艺中涉及到的重点参数，分析其流程中可能存在的危害，并与其核心设备相结合，找出控制方法；再从涉及到的危险介质入手，从物质可能造成的伤害分析，采取提前预防措施，进一步减小事故发生的伤害；然后运用事故树、道化学分析等安全评价的方法，提前分析可能会引起的事故类型，做出安全预防措施，使其工艺过程能进一步到达安全化。
关键词：煤制甲醇；核心设备；安全评价
Safety design of coal-to-methanol production process
Abstract
With the rise of coal-chemical industry, there are more and more dangerous accidents, so people strengthen the awareness of safety.This paper takes methanol from coal as an example.Firstly, it starts from the process flow, analyzes the possible hazards in the process through the key parameters involved in the process, and finds out the control method by combining with the core equipment.Then, it starts from the dangerous media involved, analyzes the possible injuries caused by substances, and takes preventive measures in advance to further reduce the injuries caused by accidents.Finally, by using the methods of safety assessment such as fault tree and Dow Chemistry Method, the possible accident types are analyzed in advance, and safety precautions are made to make the process safer.
Key Words:Coal to methanol;Core equipment;Safety evaluation
目录
摘 要 I
Abstract II
目录 III
第一章 概述 1
1.1甲醇生产工艺的选择 1
1.2煤制甲醇工艺简介 2
1.3毕业设计内容 2
第二章 煤制甲醇工艺 4
2.1煤气化工艺 4
2.1.1煤的气化原理 4
2.1.2煤气化工艺的选择 4
2.1.3 GSP工艺技术 6
2.1.4 GSP气化炉 7
2.1.5 煤气化工艺中的危险工艺辨识 9
2.2净化工艺 10
2.2.1变换工段 10
2.2.2轴径向变换炉 11
2.2.3低温甲醇洗技术 12
2.3合成工艺 13
2.3.1低压法合成甲醇 14
2.3.2合成塔的选择 14
2.3.3水管式合成塔 15
2.3.4 合成工艺中的危险工艺辨识 16
2.4精馏工艺 17
2.4.1精馏工艺流程 17
2.4.2精馏塔 18
第三章 煤制甲醇工艺危险性分析及安全措施 21
3.1介质危险性辨识及安全措施 21
3.2生产工艺危险有害因素辨识及安全措施 23
第四章 煤制甲醇厂区的总平面布置 32
4.1厂区功能分区 32
4.2厂区设计 33
4.2.1防火间距的确立 33
4.2.2简单的消防系统设计 33
4.3厂区总平面布置 35
第五章 煤制甲醇工艺安全评价 36
5.1安全检查表法 36
5.2道化学火灾、爆炸危险指数评价方法 37
总结 45
参考文献 46
致谢 48
第一章 概述
甲醇是无色有酒精气味易挥发的液体,有毒,但却是重要的有机化工原料、溶剂和优质燃料，广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、塑料、汽车和国防等工业中。[1]传统上，甲醇主要用来制醋酸、甲胺、甲醛、甲烷氯化物、甲酯类化合物等,近年甲醇新的应用主要集中在以下三方面：一是甲醇制烯烃、二是二甲醚、三是生物甲醇。因此随着甲醇应用领域的不断扩大，如何高效的生产甲醇也成为人们关注的焦点，而本文将以煤制甲醇生产工艺为例进行展开。
1.1甲醇生产工艺的选择
随着甲醇在有机化工行业中的基础性地位越来越突出，人们开始追求高效的甲醇生产方法。由于甲醇的生产方式多元化，制取原料也各不相同，因此选择合适的原料来生产甲醇是分析的第一步。根据不同的原料制取甲醇的优缺点，整理出了表1-1。
表1-1 不同原料制甲醇优缺点比较
工艺名称 | 天然气制甲醇 | 焦炉煤气制甲醇 | 二氧化碳加氢制甲醇 | 煤制甲醇 |
优点 | 投资资金少，运输方便，工艺操作简单。 | 投资低、建设周期短、生产成本低。 | 产品的杂质少、生产工艺的温度和压力都比较低，相对来说安全性比较高。 | 有利于实现煤炭资源的合理利用,又可以有效地减轻传统粗放式开采模式对环境造成的污染，并且工艺成熟。 |
缺点 | 我国由于天然气资源少导致原料价格上涨以及存在一转化管材质、下猪尾管的运行维护和一二段转化炉的配套问题。 | 存在短时煤气不足、焦炉煤气初预热器易堵以及压缩机跳车断煤气转化炉切氧设置中的问题等。 | CO2制甲醇催化剂转化率和选择性较差，H2比较稀少，价格昂贵。 | 投资高、技术依赖性高、三废处理待提高、装置开工率低。 |
对于我国，从原料来看，煤炭储量远远大于石油和天然气，且石油消耗量越来越大导致资源短缺，而国家又在大力发展煤炭洁净利用技术，[2]所以在很长一段时间内煤会是我国制甲醇生产最重要的原料，并且煤制甲醇工艺相对成熟，因此选择煤制甲醇生产工艺为本次毕业设计的课题。
1.2煤制甲醇工艺简介
一般而言，煤制甲醇的主要工艺包括气化环节、净化环节、甲醇合成环节、甲醇精制环节[3]，如图1.2所示。
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