1 火灾、爆炸危险
1.1 甲醇是易挥发性液体,属于甲类火灾危险性物质,贮存不好或发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。原料液体甲醇经蒸发器加热蒸发后变成甲醇蒸气,蒸发系统不得泄漏,否则在压力作用下甲醇气体以高速喷出,产生静电或遇明火,极易发生火灾爆炸。气态甲醇与空气混合能形成爆炸性混合气体,一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。
气态甲醇的爆炸速度极大,火焰温度在1000℃以上,标准状况下,1m3气态甲醇完全燃烧,发热量高达数万千焦,爆炸所产生的冲击波超压与同能量的TNT爆炸产生的超压相似。由于它燃烧热值大,爆炸速度快,瞬间就会完成化学性变化,破坏性特别强。
1.2 甲醇气与空气混合进入氧化器进行催化氧化反应和脱氢反应,反应温度在620℃~650℃,反应的总热效应属于强放热反应,氧化器径向和轴向都存在温差。催化剂的载体往往是导热欠佳的物质,如果催化剂的导热性能良好,且气体流速又较快,则径向温差较小。一般沿轴向温度分布都有一个最高温度,称为热点,热点温度过高,使反应选择性降低,催化剂作用变慢,甚至使反应失去稳定性或产生飞温。生产甲醛的氧化器属于固定床反应器,床层温度分布受到传热速率的限制,可能产生较大温差,甚至引起飞温,导致火灾爆炸事故。
反应过程应中应控制好氧醇比(即氧气和甲醇的摩尔比)和水蒸气配比,防止超温。随着温度升高,反应速度加快,转化率增加,放出的热量也随之增加,如不及时移走反应热,就会导致温度难以控制,产生飞温现象。
1.3 甲醛生产中有90%以上的甲醇参加氧化反应和脱氢反应,其余部分发生燃烧反应及甲醛的深度氧化等副反应,生成CO、CO2、H20、CH4和H2等,都是放热反应,增加了反应过程的总热量,有可能产生飞温,当温度达到甲醇或甲醛的自燃点时,就可能发生燃烧爆炸。
1.4 甲醇、甲醛的蒸气都能与空气形成爆炸性混合物,但温度对爆炸极限影响较大,不同温度的爆炸极限可根据25℃的爆炸极限进行修正。修正后的甲醇和甲醛的爆炸极限如附表1-4所示。
附表1-4 经温度修正的爆炸极限
物料 温度℃ 爆炸下限(%) 爆炸上限(%)
甲醇 25 6.0 36.5
600 3.2 53.3
700 2.8 56.2
甲醛 25 7.0 73
600 3.8 106.6
700 3.2 112.4