技术与信息
银法甲醇氧化制甲醛自动控制改造方案及安全性分析
陈德波（江苏中安科技服务有限公司)
摘要：本文简述了早期银法甲醛装置单化工艺的自动控制方法，对其存在的危险有害固素进行分析，根据实践总结了较为经济合理
的自动控制改造方案，对改造后系统的火灾爆炸危险指数进行了定量计算。关键词：甲醇；甲醛；氧化；自动控制；安全性
1甲醇氧化工艺介绍
甲醛生产关键工序氧化过程是甲醇蒸汽，空气和水蒸汽三元气体混合后，在氧化器中经催化发生甲醇氧化和脱氢反应，-般反应温度580～690℃C，反应式如下：
CH,OH (g) + = O; (g) = HCHO (g) + H,O (g) CH,OH(g) = HCHO(g) + H, (g)
原甲醛生产装置在氧化器的设计上采用正路管道进气，手
动媒阀控制物料流量。在开车前一阶段，一定量空气和甲醇混合气体经旁路将冷却液体吹入吸收塔，待达到一定过热温度和蒸发温度，操作人员到现场打开氧化器正路进气阀门关闭旁路排空阀，进行氧化器内气体置换并调节一定量的氧醇比，控制好物料流量进行点火升温，达到一定反应温度后提高原料流量至工艺要求范围，进人正常的氧化反应状态，在这一过程中，反应温度的控制不仅关系产品的质量，更关系到生产的安全性。 2原有控制方案介绍
早期甲醛装置控制系统基本采用电动指示调节仪、电气转换器和气动调节阀构成回路，通过控制甲醇、空气、水蒸气比例来控制氧化反应温度。这种控制方式未将氧化反应温度接入控制系统回路，而是通过操作人员观察氧化温度变化情况，判断
是否需要调整原料配比。 3危险有害因素分析
甲醇氧化工艺涉及易燃易爆物质和高温反应(580~690C)，主要危险有害因素包括火灾爆炸、中毒室息、灼烫事故。
(1)在开车点火升温阶段，提作人员需经常到氧化器现场调节阀门，未能实现远程控制，人员处于火灾爆炸危险环境中频率过高，同时可能发生人员灼烫伤事故，
(2)遇到停电、鼓风机故障、变频器等电气故障，需紧急到现场切换阀门，尤其夜间生产时存在多种事故隐患。如不能迅速切换靠化器阀门，不仅不利于催化剂床层的保护，更易发生系统回火爆炸事故。
(3)设备故障或操作失误，造成氧化温度迅速上升，操作人员一时无法正确采取处理措施，系统不能紧急停车，不能及时切断氧化器进料，此种情况极易造成催化剂熔化和发生火灾爆炸事故。
4火灾爆炸危险指数定量分析 4.1分析方法选择
采用《火灾、爆炸危险指数法》（第七版）进行装置分析，危险性等级划分见表1。
表1危险性等级
F&EI 危险等级
160 最轻
66方芳数据
6196 较轻
2017年12月
6 中等
128158 很大
> 159 非常大
4.2分析对象和物质系数
选取50000T/A甲醛装置氧化器（直径1800mm，空间容积约4m3)进行火灾爆炸危险指数分析。
物质系数MF由美国防火协会(NFPA)确定的物质可燃性 Nf和化学活泼性Nr求得。甲醇数据见表2。
表2甲醇物质系数表
物质甲醇
MF 16
NF 3
NR 0
Nh
燃烧热BTU/1b 8.6×103
4，3工艺危险系数F3及火灾、爆炸指数F&EI
工艺装置危险系数求取及火灾爆炸指数计算见表3。
表3氧化器危险系数取值分析
确定MF的物质：甲醇 1.—般工艺危险基本系数
A放热化学反应 B.吸热反应 C，物料处理与运输 D.密闭式或室内工艺单元
E.通道
F.排效和泄漏控制
-般工艺危险系数(F1)
2.特殊工艺危险系数
基本系数 A.毒性物质
B. 负E(<500mmHg)
C，易燃范围内及接近易燃范围的操作
D，粉尘爆炸 E.压力 F.低温
G，易燃及不稳定物质的重量
H.高蚀与磨蚀 I.泄漏一接头和填料 J，使用明火设备 K，热油热交换系统 L.转动设备
特殊工艺急险系数(F2)
物质系数：16.00
急险系数范围 1.00 0.31.25 0.200.40 0.251.05 0.250.90) 0.200.35 0.250.50
急险系数范围 1.00 0.200.80 0.50
0.252.00 0.200.30 0.100.75 0.101.50
0.151.15 0.50
工艺单元危险系数(F1×F2)=F3 火灾，爆炸指数(F3×MF=F&EI)
危害系数暴露区域半径(米)
暴露区域面积(平方米) 火灾，爆炸急险等级
危险系数 1.00 1.00
0.30 2.30 危险系数 1.00 0.20 0.50 0.30
0.10 1.50
3.60 8.00 128.00 0.62 32.77
很大