某煤化工有限責任公司設年產95萬噸焦化項目（煤氣凈化）MOND摘要：本次設計在了解煤氣凈化的工藝流程及國內外的安全問題進行分析后，發現在煤氣凈化過程中存在著許多安全隱患，成為安全生產中一個重要危害因素。2007年至2008年攀長鋼連續發生兩起煤氣爆炸和中毒事故，造成3人死亡，8人受傷。近年來，還曾發生過多次險肇事故，給安全生產帶來巨大的壓力。為防止煤氣在凈化過程中事故的發生，應用蒙德法對系統的危險有害因素進行定性、定量的分析辨識，確定系統的危險有害因素及其程度；并且對可能產生的主要危險、危害后果提出切實可行的安全整改措施。為建設項目的設計和施工提供科學依據，以利于提高項目本質安全程度。最后，對以后的煤氣凈化工藝的前景進行展望。關鍵詞：安全評價煤氣凈，MOND法

Anannualoutputof950000tonsofcokingcoalchemicalLTDSetupprojects(gaspurification)MONDAbstract:Inunderstandingofgaspurificationprocessflowandthedesignsafetyanalysisathomeandabroad,foundthattherearemanypotentialsafetyhazardintheprocessofgaspurification,becomeanimportanthazardfactorsinthesafetyinproduction.From2007to2008,PanChangGangtwogasexplosionandpoisoningaccidentsoccurredcontinuously,killedthreepeople,8peoplewereinjured.Inrecentyears,alsohaveoccurredmanytimesinsurancecauseaccident,safetyinproductiontobringenormouspressure.Topreventthegasaccidentintheprocessofpurification,theapplicationofMONDprocessonthesystemofthedangerousandharmfulfactorstoidentifythequalitativeandquantitativeanalysis,todeterminethedangerousandharmfulfactorsanddegreeofthesystem;Andthepossiblemajordangerous,harmfulconsequencesfeasiblesafetyrectificationmeasuresareputforward.Whichwillprovideascientificbasisforthedesignandconstructionoftheconstructionproject,helpimproveprojectessencesafetydegree.Finally,theprospectsforgaspurificationtechnologyofthefuturewasdiscussed.Keywords:Safetyevaluationofthegasnet,MOND目錄TOC\o"1-3"\h\u1.緒論 42.焦化煤氣凈化中存在的相關問題 53.煤氣凈化的工藝流程 64.對煤氣凈化過程進行危險有害辨識 84.1危險有害因素辨識的內容 84.2危險及有害因素辨識原則 94.3危險有害因素辨識 94.3.1人的因素 94.3.2物的因素 104.3.3環境因素 104.3.4管理因素 105.利用蒙德法進行安全評價分析 105.1ICI蒙德法評價程序 105.2對煤氣凈化系統進行定性定量分析 116.針對結論提出切實可行的安全整改措施 136.1建立健全安全保障機制 136.2加強安全技能教育培訓 136.3強化安全監督管理 136.4完善操作規程 146.5做好檢修施工 146.6加強特殊工種安全管理 146.7建立預防與應急救援預案 156.8勞動衛生對策措施 157.對煤氣凈化的前景展望 151.緒論由于煤氣凈化系統存在火災、爆炸、中毒等事故并且事故一旦發生會造成極大的影響，人員傷亡，設備損失以及直接經濟損失以至于使焦化企業生產癱瘓。據統計，在煉焦過程中，原料煤中約30%～35%的硫轉化成H2S等硫化物，H2S和HCN具有很強的腐蝕性、毒性，會嚴重污染環境，甚至危害人體，所以煤氣作為燃料使用之前必須進行脫硫脫氰，使煤氣得到凈化。因此，應進行危險有害因素的辨識并且利用蒙德法進行安全評價，因為蒙德法在考慮火災、爆炸、毒性危險方面的影響范圍及安全補償措施都更為全面，突出了企業管理的重要性，大量使用圖表，更加簡潔明了。了解焦化企業關鍵設備和區域存在的問題，并及時采取安全措施或進行改造，認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，落實預防控制措施，一方面是降低事故發生的頻率，另一方面是減少事故的規模并及時消除隱患，不斷提高企業本質安全化水平，為企業安全順行提供良好的條件。2.焦化煤氣凈化中存在的相關問題煤氣凈化的中間產物硫化氫、氰化物、硫化物等，還有制成的產品粗苯、焦油等，大多為易燃、易爆、易中毒的物質，在塔、罐等的反應過程中，若溫度、壓力的控制失效，極易發生火災爆炸、中毒等事故，后果十分嚴重。比如在煤氣鼓風機室和在管式爐處就極易發生火災和爆炸等危險事故，以下做詳細闡述：1、煤氣鼓風機室：煤氣由炭化室出來經集氣管、吸氣管、初冷器及回收設備直到煤氣貯存設備或送往焦爐，途中要經過很長的管道及各種設備。為了克服這些設備和管道的阻力及保持足夠的剩余壓力，需設置煤氣鼓風機。煤氣鼓風機室所涉及的主要物質為焦爐煤氣，為甲類氣體，故煤氣鼓風機室即為甲類生產場所，劃為1區。在此區域防止火災、爆炸極為重要。許多焦化企業為便于觀察鼓風機的運行狀況，將儀表室用窗戶與鼓風機房相隔或將儀表室直接建在鼓風機房內，因鼓風機房為1區，如果儀表室用窗戶與鼓風機室相通或直接位于機房內，那么儀表室也為爆炸危險區域，這就要求儀表室內的電氣、儀表等均應防爆，人員長期在此區域內工作是極其危險的。因此，《焦化安全規程》(GB12710—2008)新增了鼓風機的儀表室宜設在主廠房兩側或端部，當毗鄰廠房外墻設置時，應用耐火極限不低于3h的非燃燒墻體與廠房隔開。鼓風機室普遍存在的另一個問題是在區域內安裝氣體報警檢測裝置，《焦化安全規程》(GB12710—2008)規定在此區域內應安裝可燃氣體檢測報警裝置，《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》(GB50493—2009)規定，同一種氣體，既屬可燃氣體又屬有毒氣體時，只設有毒氣體檢測器。經計算在煤氣濃度達到爆炸下限時，有毒氣體濃度已遠遠大于其檢測的設定值，因此，在此區域只設置有毒氣體檢測報警裝置即能滿足要求。國家對CO濃度超標情況下，人員在該區域內最高工作時間也有相應的明確規定。但許多企業在氣體檢測報警裝置檢測數值超標相當嚴重的情況下，仍繼續進行檢修等作業，同時，使用的工具不滿足防爆要求，甚至達到氣體的爆炸極限也沒有意識，導致鼓風機室發生爆炸事故。2、管式爐屬于明火設備，而焦化煤氣凈化區域存有大量的易燃、易爆的物質，故應注意明火距甲類生產場所或儲存區的距離。《石油化工企業設計防火規范》(GB50160—2008)中規定在工藝裝置內明火裝置與甲類生產場所的間距應大于15m，而很多焦化企業管式爐未滿足此要求。《焦化安全規程》(GB12710—2008)中規定管式爐在煤氣主管壓力降到500Pa以下，或主管壓力波動危及安全加熱時應立即停止煤氣供應。但有些企業設置了低壓報警裝置，但未安裝煤氣快速切斷閥和設置自動切斷聯鎖，還有些企業安裝了煤氣快速切斷閥，設置自動切斷聯鎖，但因該裝置使用較少，維護不到位，造成腐蝕或損壞，不能正常使用。一旦因煤氣壓力低或波動大，造成管式爐熄火，煤氣又未有效切斷，煤氣進入溫度較高的管式爐爐膛，與進入爐膛的空氣混合后，極易造成爆炸事故等。3.煤氣凈化的工藝流程對煤氣進行凈化主要是指對煤氣中多種成份的有效脫除，具體包含以下內容:完成對出爐煤氣的冷卻和輸送任務；對煤氣中H2S、HCH等酸性氣體的脫除；對煤氣中NH3類堿性氣體的脫除；對煤氣中焦油類、苯類等的脫除及回收；對煤氣中萘的脫除及回收。因此一般的凈化工藝包括鼓冷、洗滌、解析、后處理等主要工序內容。主要工序包括初冷、脫硫、脫氨、脫萘、回收粗苯等。1、煤氣的初冷：是指出爐煤氣通過集氣管噴灑氨水和設置初冷器將出爐煤氣由650～800℃降至25℃左右的處理過程。一般的初冷器冷卻方法通常有間接式、直接式、間—直結合式三種。根據冷卻設備的不同又可分為直冷式噴淋塔、立管式初冷器和橫管式初冷器。在初冷器內煤氣被管內循環水不斷冷卻，其中多數焦油由氣相或小液滴轉為液態進入分離系統進行分離。由于其中有大量萘的結晶析出，所以一般采用立管式初冷器的工藝中要求初冷器后集合溫度不低于25℃，以防冷凝液管堵塞。一般的直冷煤氣設備是塔，由煤氣與冷介質的逆相直接接觸完成。其中既包含熱量傳遞，也含有組份物質的傳遞，因此煤氣直接冷卻，不但冷卻了煤氣，而且具有凈化煤氣的良好效果。據測定，在此過程中煤氣中90%以上的焦油、80%左右的氨、60%的萘、80%的H2S等可有效地被除去[1]。2、對煤氣中焦油的脫除及凈化回收：煤氣中大部分焦油是在焦爐噴灑過程中隨氨水冷卻下來，其它部分隨著煤氣的初冷及焦油捕集裝置的使用而混合在氨水中。目前各廠家采用的氨水焦油分離裝置主要是依靠氨水、焦油兩相比重不同而分層分離，在分離過程中渣類也得到有效去除。根據使用設備的不同，可分為機械化澄清槽和焦油氨水分離槽兩種形式。操作要點主要是溫度及分離時間。相對來說，一般分離時間越長則分離效果越好，而分離溫度卻由于靜置冷卻作用而變低（溫度高時焦油粘度小有利于分離）。3、煤氣中氨類的脫除：煤在干餾時，其中大部分氮轉化成以氨為代表的含氮化合物，因此粗煤氣中含有6～9g/m3的氨。由于氨的腐蝕特性，作為有害成分必須從煤氣中除去。目前采用的脫氨方法主要有三大類:第一種是水洗氨法回收氨，其中包括制濃氨水法、間接法制(NH4)2SO4、聯堿法制NH4Cl、氨分解法；第二種是硫酸吸氨法生產(NH4)2SO4，其中包括飽和器法和酸洗塔法；第三種是磷酸吸氨法回收氨，包括制磷酸氫二銨法和弗薩姆法。4、煤氣中萘的脫除工藝：粗煤氣中含萘約10g/m3，其中大部分在集氣管初冷器中冷凝下來并溶于焦油中，經過初冷后，大約含量為2g/m3的萘以微小結晶使煤氣處于過飽和狀態，這樣初冷后的煤氣沿管道流向后序凈化設備時，一旦流速緩慢或溫度進一步下降，煤氣中的萘就會析出并沉積造成堵塞，因此煤氣進一步脫萘是必要的。目前對萘進一步脫除主要有兩種方式：水洗萘法和油洗萘法。所謂水洗萘法是利用終冷塔中冷水與熱煤氣的逆向接觸，降低煤氣溫度的同時將萘析出，再利用熱焦油吸收水中的萘而達到冷水循環洗萘的目的。新工藝中除萘是在橫管式初冷器內利用熱乳濁液噴灑洗滌完成的。油洗萘是利用洗油洗滌煤氣并吸收其中的萘，而從洗油中分離萘可以同富油脫苯同時進行，該法較水洗萘法效率高，一般可將煤氣含萘降至0.5g/m3以下。5、煤氣中苯類的脫除及回收：煤氣中苯類脫除理論上可以通過冷凍、吸附、洗滌三種方式完成。一般工業主要采用油洗滌方式，根據使用洗油的來源及組份差別，又可分為焦油洗油洗苯和石油洗油洗苯。一般帶有粗焦油加工系統的大型焦化廠均采用自產焦油洗油洗滌方式。在洗滌塔中煤氣與洗油逆向接觸，要具備足夠的吸收面積、吸收時間、吸收推動力(溫度、塔內壓力、貧油含苯)、洗油分子量及噴淋量等，洗滌后煤氣中苯可由25～38g/m3降至2g/m3以下。6、煤氣中H2S的脫除：直接從焦爐中出來的煤氣約含4～8g/m3的硫化氫和0.5～2g/m3的氰化氫。由于它們具有很強的腐蝕性，也必須將之除去。目前國內外關于H2S、HCN的脫除方式主要有三大類：（1）吸收法脫硫脫氰，包括氨水法、真空碳酸鹽法、單乙醇胺法；（2）氧化法，包括砷堿法、蒽醌二磺酸法、萘醌二磺酸法、苦味酸法和對苯二酸法；（3）干法脫硫。7、煤氣的輸送及調節：鼓風機是煤氣輸送裝置，按其結構可分為容積式和離心式兩種。而離心式鼓風機按其動力源不同，又分為電動式和透平式。目前大型焦化廠多數采用離心式鼓風機，用變頻調速及煤氣循環兩種方式進行調節。4.對煤氣凈化過程進行危險有害辨識4.1危險有害因素辨識的內容主要危險、危害因素分為兩類；一類是自然災害，有地震、雷擊等；另一類是生產工藝過程中存在的危險或可能導致的危害，有電氣室、電氣設備故障可能發生的火災、中毒等。主要包括以下幾個方面：（1）危險的組份：煤氣本身就是易燃易爆的燃料，煤氣在凈化過程中產生的萘，粗苯等均是有毒有害的物質，在超過其危險量的臨界單元時也會發生大規模的火災，爆炸等事故，在凈化過程中壓力系統也是不容忽視的部分，必須符合國家規定的設備安全標準否則也會產生危險。（2）環境的約束條件：著火、雷擊、噪聲、高溫、振動等。（3）系統構成中與安全問題有關的內容材料的兼容性等。（4）使用、試驗、維修與應急程序：緊急出口等。（5）設施、保障設備：煤氣自身就是可燃物，煤氣凈化產生的硫化氫、氫氰酸等物質是有毒物質，在超過國家標準的臨界量時就會發生爆炸且具有腐蝕性等。（6）安全設備、安全措施和可能的備選方法：有人員防護設備和一些聯鎖裝置。4.2危險及有害因素辨識原則1、科學性：危險有害因素的辨識是分辨、識別、分析確定系統內存在的危險，而并非研究防止事故發生或控制事故發生的實際措施。它是預測安全狀態和事故發生途徑的一種手段，這就要求進行危險有害因素辨識必須要有科學的安全理論作指導，使之能真正揭示系統安全狀況、危險有害因素存在的部位、存在的方式、事故發生的途徑及其變化的規律，并予以準確描述，以定性、定量的概念清楚地顯示出來，用嚴密的、合乎邏輯的理論予以清楚解釋。2、系統性：危險有害因素存在于生產活動的各個方面，因此要對系統進行全面、洋細的剖析，研究系統和系統以及子系統之間的相關和約束關系；分清主要危險有害因素及其相關的危險危害性。3、全面性：辨識危險及有害因素時不要發生泄漏，以免留下隱患，要從廠址、自然條件、儲存運輸、建構筑物、工藝過程、生產設備裝簧、特干中設備、公用工程、安全設施、安全管理體系和制度等各方面進行分析、辨識；不僅要分析正常生產運轉、操作中存在的危險有害因素，還要分析、辨識開車、停車、檢修、裝箭受到破壞及操作失誤情況下的危險有害因素。4、預測性：對于危險有害因素，還要分析其觸發事故，辦即危險有害因素出現的條件或設想的事故模式。4.3危險有害因素辨識4.3.1人的因素（1）心理、生理性危險和有害因素：在工作過程中，工作人員體力、視力負荷超限，健康狀況異常，容易導致危險因素的發生。若工作人員在工作過程中存在僥幸心理、冒險心理或是從眾心理等則會致使事故的發生或者大大增加事故發生的概率。（2）行為性危險和有害因素：操作人員指揮錯誤或是指揮失誤引起工作人員的操作錯誤引起違章操作而引發的事故。4.3.2物的因素設備、設施、工具、附件的強度、剛度不夠，穩定性差，耐腐蝕性差，或者因為防護裝置做得不夠，有缺陷而造成的危險事故。若是設備的帶電部位裸露造成的漏電等其他電傷害，也會導致事故的發生；若在煤氣凈化過程中遭遇明火或是高溫物體則會與煤氣混合而發生爆炸等事故，后果十分嚴重，并且煤氣本身具有毒性，易燃等特性，會增加事故發生的頻率。4.3.3環境因素在煤氣凈化過程中由于作業場所高溫，作業場地狹窄，且溫度、濕度、氣壓不良，光照不夠且安全出口存在缺陷等均易造成事故。4.3.4管理因素職業安全衛生組織機構不健全，責任未落實，管理規章制度不完善，操作規程不規范，事故應急預案有缺陷，培訓制度不完善，以及其他管理上的缺陷都會引起事故的發生。5.利用蒙德法進行安全評價分析5.1ICI蒙德法評價程序1、把系統分成單元2、道氏綜合指數：D=B(M+100/100)(P+100/100)×((400+4S+4Q+4L+T)/400)其中B為物質系數，M為特殊物質危險性，P為一般工藝危險性，S為特殊工藝危險性，Q為量的危險性，L為配置危險性，T為毒性危險性。3、火災負荷系數F；單元毒性指標U；主毒性事故指標C；裝置內部爆炸指標E；環境氣體爆炸指標A。4、綜合危險性：R=D(103+FUEA1/2/103)5、修正的危險性指數：R2=R1×K1×K2×K3×K4×K5×K6其中，根據安全及預防措施重新進行綜合危險性評價K1為容器，K2為管理，K3為安全態度，K4為防火，K5為物質隔離，K6為消防活動。6、改正工藝，對危險性項目采取適當的保護和預防措施5.2對煤氣凈化系統進行定性定量分析（1）單元主要已知參數評價單元：車間的煤氣凈化系統單元內主要物質：煤氣，硫化氫，氫氰酸（2）評價計算結果煤氣凈化系統蒙德法評價結果一覽表單元：煤氣凈化系統裝置：直冷式噴淋塔等主要物質：煤氣，硫化氫，氫氰酸反應：指標項目指標內容使用系數危險性合計物質系數2.12B=2.12特殊物質系數混合及擴散特性-5M=220著火敏感性75氣體的爆轟性150一般工藝過程危險性單一連續反應P=100物質移動特殊工藝過程危險性高溫75S=280高溫、引火性35接頭與墊圈泄漏20煙霧危險性60工藝著火敏感度20腐蝕與侵蝕20難控制的工程或反應50量系數Q=3.0配置危險性高度H=15mL=85通常作業區N=2200㎡構造設計10多米諾效應25其他50毒物危險性TLV值100T=250物質類型75短期暴露危險50物理性因素25評價結果：ICI總指標D：71.98稍重的火災負荷系數F：915.45輕單元毒性指標U：17.5非常高主毒性事故指標C：52.5中等裝置內部爆炸指標E：7非常高環境氣體爆炸指標A：206.25高綜合性危險評分R：418.15中等（3）結論采取補償措施后，該評價單元的火災負荷系數F、裝置內部爆炸指標E、環境氣體爆炸指標A及綜合危險評分R等項安全指標值都有下降，說明該單元的危險性降到了較安全的級別6.針對結論提出切實可行的安全整改措施6.1建立健全安全保障機制1）完善管理機構，落實安全職責煤氣站應設置專門安全生產管理機構，并配備足夠具有煤氣專業知識的安全管理人員;煤氣站站長為安全負責人，全面負責煤氣站的安全管理工作;完善安全生產責任制，明確站長、安全管理員、班組長、生產工人、機修工、電工、特種作業人員等各類人員的安全生產職責，并嚴格落實。2）建立健全各項安全規章制度其制度應包括:安全教育培訓制度、安全生產檢查及事故隱患排查整改制度、防火防爆管理制度(包括危險作業審批制度和動火管理制度)、防塵防毒管理制度、交接班制度、煤氣安全信息反饋制度、設備維修檢修制度、特種作業人員管理制度、應急救援預案、重大危險源管理制度(構成重大危險源的)等。6.2加強安全技能教育培訓全面提升職工素質職工既是生產作業的實施者，也是安全事故的直接受害者。由于職工安全知識和技能參差不齊，因此必須加強職工的安全和技能教育培訓，培訓考核合格方能上崗作業，使他們懂得煤氣凈化技術知識，熟悉煤氣站生產工藝流程，掌握生產設備的技術要求，熟悉本崗位操作技術，遇到險情時能采取相應的救援措施，并能對存在的環境、安全隱患及時進行整改。每年定期進行煤氣知識培訓與講座，不斷增強職工對煤氣知識的認知和處理能力等。在安全教育上應有所區別，對于各級領導應進行系統宏觀的安全教育;對于安全管理人員應進行理論和實際相結合的安全教育;對于操作工人應進行可操作性強的基礎安全教育;對于短期工作人員應進行適合其工作環境和內容的特殊性安全教育。6.3強化安全監督管理對煤氣生產來說，廠長是第一安全責任人。從主管廠長到安全科是落實安全措施的監管者，應將安全責任層層落實到車間、科室和班組；應建立強有力的安全監督網絡及制度，定期進行安全檢查，及時控制人的不安全行為和消除物的不安全狀態;操作工人應每日定時、定線、定點、定內容的進行安全檢查，查煤氣設備的嚴密性，嚴防煤氣泄漏;各級安全管理部門也應定期組織相關專業技術人員對煤氣設備設施進行全面的系統檢查，全方位了解和診斷設備設施的運行狀況，及時整改隱患，達到安全運行的要求。6.4完善操作規程完善各類崗位人員的安全技術規程和崗位安全操作規程，并要求相關人員嚴格按規程操作，認真控制好各工藝要求的參數，對于違反操作規程的行為應嚴肅處理，從而遠離人的一切不安全行為。6.5做好檢修施工安全技術管理和生產裝置危險因素交底由于檢修作業屬于非正常