宁东化工基地甲醛生产危险因素分析及预防

王惠娥，贾 薇，赵彩云，李 霞

（宁夏工商职业技术学院能源化工学院，宁夏 银川 750021）

1 我国甲醛生产及使用现状

甲醛俗称蚁醛。是重要的化工原料之一。甲醛在我国广泛应用于石油工业、化工、纺织、医药、农药、轻工等各个领域，甲醛在纺织业、木材加工、防腐工程、食品行业、中有着无可取代的作用。

图1 甲醛行业产能

由图1看出，在2014年之前，我国甲醛消费一直处于直线增长的态势，2014年后处于一个水平阶段。2018年我国总计甲醛生产企业500家，占了全球产能的半壁江山达到55%。

图2是我国甲醛消费结构。

图2 我国甲醛消费结构示意图

由图2看出，甲醛在化工领域用途极广。我们生活的方方面面都离不开甲醛。最早在德国甲醛生产实现了工业化，它的生产方法历经了以液化石油气为原料的甲醇空气氧化法→非催化氧化法→二甲醚氧化法→甲缩醛氧化法→甲烷氧化法等。

目前，全球甲醛生产采用甲醇氧化法占到90%以上。宁东甲醛生产也采用此法，该生产工艺是以煤气化得到的甲醇为原料，再经催化氧化、脱氢二制造出甲醛。

甲醛属于易燃、易爆有毒化学品[2-3]，所以，为此必须实现甲醛的安全生产。

2 甲醛生产危险有害因素分析

甲醇为原料生产甲醛工艺简述：由煤炭气化得到的甲醇做为原料，经计量进入甲醇蒸发器。甲醇气化后进人混合器与空气（氧气）混合，加入一定量水蒸气。经过加热器。甲醇、水蒸气和空气混合气体加热到320℃后进入反应器，在320～350℃时在催化剂作用下转化为甲醛气体。甲醛冷却后经过多级吸收。最后不能吸收的尾气经塔顶排出。甲醛生产主要化学反应如下：

2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O

关于系统工程素养问题，我只想开个头，这个问题很大、很复杂，需要深入的研究，对系统工程人才培养、系统工程研究和实践以及系统工程活动提供一些参考。

甲醛生产中要适时注意安全防范[4-6]，就要明白生产中的危险物质及危险生产环节。

2.1 有害物质

1）甲醇。甲醇化学分子式为 CH3OH，分子量32.04，沸点64.7℃。甲醇是在木材干馏中首先发现，所以也俗称“木醇”或“木精”，其结构属于饱和一元醇，是醇类中最简单的，通常状态下是易挥发液体。人口服最小剂量 100mg/kg体重就会引起中毒，经从口部摄入达到0.3～1g/kg可以致人死亡。甲醇可以麻醉人的中枢神经，使人神经衰弱，功能失调。甲醇对动人的视网膜、视神经有选择性伤害，会引起视觉模糊，计量严重时致人失明。甲醇会引起人代谢性酸中毒，这会导致出现二氧化碳的结合力下降、使人呼吸急速等。

甲醇系易燃易爆品，隶属甲类火灾危险性物质。甲醇爆炸上线为36.5%，爆炸下限为6%，自燃温度为436℃，燃烧热726.51 kJ/mol，甲醇的最高浓度（气态）不能超过50 mg/m3，1m3甲醇完全燃烧，热量高达数万千焦，若发生爆炸，其产生的冲击波超压等同于同能量的TNT爆炸产生的超压。破坏性特别强。

2）甲醛。无色有刺激性气体，化学分子式为HCHO，当达到零下19℃时就可以得到液体甲醛。甲醛具有毒性，浓度低时会对人的口腔粘膜、眼睛、呼吸道和皮肤有强烈刺激性；甲醛蒸气一旦接触，会引起角膜炎、结膜炎、支气管炎、鼻炎等；严重时会发生喉部痉挛、喉部水肿甚至肺炎等。甲醛对人的皮肤有刺激作用，也可致敏，造成皮炎；甲醛浓溶液会导致皮肤凝固性坏死。若误服会灼伤人的口腔和消化道，会致使胃肠脏器穿孔、肾脏和肝脏损伤，严重者会出现休克。如果长期接触低浓度甲醛，也会使人有轻度咽喉、眼、鼻刺激，使人皮肤皲裂或干燥，甚至指甲软化等。

甲醛系强还原剂，空气与甲醛蒸气会形成爆炸性混合物，不慎遇明火、强热会引起燃烧甚至爆炸，甲醛爆炸上线为73%。

3）尾气。甲醇生产甲醛的过程中，会产生大量尾气，其主要成分有 CO、CH4、H2、CH3OH、CH2O等气体，都属于易燃易爆品，容易发生爆炸，而爆炸造成的危害根据这些尾气成分含量的变化而发生大的变化。

2.2 甲醛生产中的主要危险有害因素分析

甲醛生产中甲醇以蒸汽形式与空气混合，进入氧化器，使其进行催化氧化反应及脱氢反应，甲醛生产反应器是固定床反应器，在620℃～650℃反应温度，属于强放热反应。床层温度受传热速率的影响，反应器内温差较大，温度的不稳定，会导致燃烧或爆炸事故。反应容器内一定要控制好甲醇、氧气及水蒸气的配比，防止反应不稳定造成高温。导致难以控制温度，继而引发爆燃事故。甲醛生产中主要危险因素具体分析：

l）储存运输。在甲醛的生产运行过程中，甲醇、甲醛等易燃易爆危险品的储存运输不当会造成事故，如法兰、管道等连发生泄漏，装置摩擦产生静电、不慎的明火等，都会引发意外的燃烧爆炸事故。

2）开车阶段。煤化工产出的甲醇原料，其经蒸发器后变成甲醇蒸气，当空气和甲醇蒸汽混合时容易形成爆炸性混合体系，准确掌握设备容器内甲醇浓度、是否进行吹扫置换等，使醇氧比避开爆炸极限范围，否则，开车点火时会发生爆燃事故。

3）冷却阶段。生产时若冷却不到位或冷却中断，会造成反应装置温度超限，会造成原料气从反应器的气相管到过滤器时，可能造成燃烧或爆炸事故。

4）设备问题。由于生产装置的材质、安装缺陷、维护保养不到位、安全阀出现问题等，从而导致设备容器泄漏，泄漏物如果没有及时处理，会造成人员的意外中毒，如遇明火会发生爆燃事故。

5）停车阶段。在甲醛生产中，一般是连续生产，如遇大修或检修，才会出现停车。停车后要对生产系统、槽罐及塔未用惰性气体进行彻底置换，没有经过检验，便开始检修系统动火等，不遵守规定办理动火手续，进塔人因电气设备高温或检修时电焊产生电火花，造成灼伤、中毒乃至爆炸事故。

6）尾气问题。其主要成分CO(一氧化碳)、CH4(甲烷)、H2(氢)、CH3OH(甲醇)、CH2O(甲醛)等，其都属于易燃易爆品、有些物质具有有毒有害等特点，尾气处置不当会发生高温灼烫、中毒、使人窒息甚至火灾及爆炸等事故。

3 甲醛生产安全预防

分析研究甲醛生产的各环节。如对生产管理、物料输运、生产装置、工艺流程等可能出现的危险及危险发生后造成的后果，仔细甄别生产中潜在的安全隐患，确定甲醛生产过程中的主要危险因素，得出这些危险因素导致事故发生的诱因，再针对甲醛生产过程，提出防范措施。

宁东甲醛生产以甲醇为原料生产甲醛，以甲醛等为共聚单体，在催化剂及其他辅助添加剂的作用下聚合成共聚甲醛，经研磨、离心分离、过滤、干燥、再干燥等等，得到最终产品共聚甲醛。在这一整套的生产过程中，主要危险及危害因素很多，如：噪声、高温灼烫、中毒、腐蚀、燃烧/爆炸危险等。具体预防措施如下：

1）首先从人下手预防。企业安全教育必须遵循全员原则。在严格遵守入厂职工的几级安全教育的基础上。安全教育的对象要扩大，不仅包括企业各级领导、企业职工，还要包括企业所有职工家属以及临时参访人员的安全教育，要做到安全教育无死角。

2）储存运输预防事项。甲醛生产过程中的物质多属于易燃易爆品，要储存在远离火源热源、通风良好、阴凉的专用仓库，仓库内温度不宜超过37℃，容器保持密封。要与酸类、强氧化剂、碱金属等分类存放，切忌一库混储。采用防爆型的照明、通风设备。库区应备有事故发生时必要的处置设备。运输要遵守国家易燃易爆品运输管理规定。运输时要按公安部门报备的规定路线行驶，勿在人口稠密区和居民区停留，运输途中应做好防晒、防高温、防雨淋措施，运输中途停留时要做好警戒。装运机械设备和装卸工具必须防静电且不易产生火花。严禁使用水泥船、木船散装运输。

3）开车预防事项。严格控制甲醇蒸气和空气的浓度，对设备及时进行吹扫置换工作，使醇氧比避开爆炸极限的范围。生产中采用甲醇在原料中的浓度高于爆炸区域上限的方法，氧醇比等采用自动化仪表自动调节主要工艺参数，避免人工遗误。

4）甲醛生产冷却环节。生产时要保证冷却到位，切不可造成冷却中断，温度的检测和控制采用自动检测系统，冷却中断要有防范措施，温度超标要及时报警。

5）设备问题的预防措施。设备采购和制造时要达标，保证生产装置的材质，设备安装要请专业的安装公司，避免安装缺陷，设备保养维护要按规程，保养要到位，对设备阀门、安全阀等要及时检查，进行排查，如出现问题要及时解除。否则，因设备容器泄漏没及时处理造成人员的意外中毒，甚至遇明火发生爆燃事故等。总之，尽量使用防爆型设备。

6）厂房结构措施。在蒸发→氧化→吸收工序环节，生产厂房要采用半敞开结构，使有毒有害气体不会发生积聚，即使有泄漏也可以即使散去，避免人员中毒或更大事故的发生。

7）尾气问题的预防。其主要成分CO(一氧化碳)、CH4(甲烷)、H2(氢)、CH3OH(甲醇)、CH2O(甲醛)等，都有易燃易爆品、有毒有害等特点，所以在生产各个环节有产生，就要及时回收，及时除去。处置不当，会导致高温灼烫、中毒等残局，更甚着会造成更大的火灾爆炸事故。

8）停车阶段。在甲醛生产中，一般是连续生产，如遇大修或检修，才会出现停车。停车后要对槽罐、塔以及生产系统用惰性气体进行彻底置换。经过检验，开始检修要按规定办理动火手续。进塔人也要遵守进塔安防规定。以避免因高温或电气设备检修电焊产生的电火花造成灼伤、中毒乃至爆炸事故。

9）防高温措施。整个生产系统在夏季高温时，要做好必要的防高温措施。其中，要采用槽外喷淋冷却将甲醇贮槽冷却，减少挥发，原料贮槽、输运管线要设置防静电装置。

4 结语

本文针对甲醇生产甲醛流程，对其危险及有毒有害物质进行了分析，浅显的总结了甲醛生产过程的安全风险点点，也提出了相应的预防措施。1）全员安全教育的理念要贯穿企业生产的始终，也是企业安全生产的基石。只有全方位的重视安全教育，人人眼里有安全，才可以做到企业生产安全无死角。2）危险点的找寻方法针对生产过程的特点。以甲醇为原料生产甲醛，无论是原料还是产物都属于一级危险物品，在其生产的过程中，有机物的生产会产生大量的副产物，这些辅助产物也属于易燃易爆品，都要进行妥善处理。3）针对风险点提出相应的防范措施是安全生产管理的基础，有的放矢。预防措施才有血有肉，对症下药才会制定出合理的安全预防措施。为企业安全生产保驾护航。