第三章  生產裝置系統危險、有害因素分析

3.1工藝說明
（1）工藝路線
XXXXXXXXX酒精有限公司酒精生產主要采用木薯等淀粉質原料，通過粉碎、蒸煮、糖化、發酵過程將絕大部分淀粉和糖轉化成酒精和二氧化碳。再通過粗餾和精餾得到各級成品酒精和廢糟。二氧化碳回收后作為副產品出售。
（2）生產工藝流程框圖

生產工藝流程框圖見圖3-1。

圖3-1  生產工藝流程框圖

（3）工藝流程簡述
粉碎
按操作順序開啟各絞龍、關風機、細碎機及粗碎機后開始投料，并按順序打開拌料桶至中間罐液位閥，進料同時按工藝要求添加高溫淀粉酶。
開啟中間罐進水閥，待液位到達漿葉開攪拌，按工藝要求調節加水及料溫（50-60℃）。達工藝要求后通知蒸煮開車。
蒸煮、糖化
按操作要求檢查蒸煮設備一切正常后，進料前預熱蒸煮鍋。開往復泵進料，控制1#蒸煮鍋壓力不得超過2.5～3kg，溫度110-120℃。待4#蒸煮壓力到0.05kg時開真空水泵，拉真空，控制真空負壓達-0.75kg左右，真空溫度<67℃。保持中間罐料溫在65℃以上。
全面檢查糖化桶等設備符合工藝要求后，糖化開機，糖化進料后開攪拌及冷卻水，達溫度后加糖化酶，控制糖化桶液位，使蒸煮及糖化均勻進出料，夏季出口溫度控制在27-28℃，冬季打出溫度控制在28-31℃。
控制糖化溫度在58-62℃，糖化濃度在17-20°BX，真空溫度控制在65℃。
發酵
按自培酵母操作規程進行酒母培養。
檢查發酵罐人孔，排污閥等符合工藝要求后，通知酒母工放酒母下發酵罐后再下糖化醪。按工藝要求控制養酵母時間、溫度。待成熟醪經化驗合格后將發酵醪翻出，供給蒸餾用醪。
蒸餾
檢查粗、精餾塔設備、管道閥門及儀表等正常后，手動開啟總汽閥，向粗、精餾塔送氣預熱達工藝規定溫度后，即可開始進醪。連續蒸餾過程中，控制：
粗塔頂溫：99.8-100.3℃；
粗塔底溫：109.7-110.2℃；
粗塔頂壓：0.024-0.025MPa；
粗塔底壓：0.043±0.001MPa；
精塔底液位：0.95±0. 1MPa；
粗塔頂溫：78.0±1℃；
中溫：85.5±0.5℃；
底溫：107.0±0.2℃；
油溫：91±1℃；
精塔底壓：32±1kPa；
發酵醪經粗、精餾塔連續蒸餾后得到成品，經冷凝后，成品酒精溫度控制在30℃以下。
甲醇蒸餾
將精餾塔成品酒精放入甲醇塔，控制塔底溫度82℃左右，塔底壓力0.021MPa左右，通過蒸餾去除乙醇中少量甲醇，得到成品酒精濃度在94.5%以上時，調入成品桶。
液體二氧化碳回收
副產品二氧化碳通過壓縮機壓縮為液體二氧化碳后，灌裝入鋼瓶，外售。

3.2主要危險、有害物質的特性分析
3.2.1主要危險、有害物質
（1）酒精生產過程中涉及的主要危險、有害物質有：產品乙醇及副產二氧化碳。
（2）污水處理過程中產生的主要危險、有害物質為沼氣。

3.2.2主要危險、有害物質危險特性
生產過程中所涉及到的主要危險物質乙醇等，其理化性質及危險特性分述如下：
（1）乙醇
英文名：Ethanol absolute
別名：無水酒精，絕對酒精,Alcohol absolute, Alcohol anhydrous, Ethyl alcohol, Ethylhydroxide, Grain alcohol, Spirit of wine
分子式：C2H5OH 
分子量：46.1
危規分類及編號：易燃液體。GB3.2類32061。
外觀與性狀：無色有酒味的澄清液體。
相對密度（水=1）0.7893           相對密度（空氣=1）1.6
熔點-117.3℃                     沸點78.5℃
臨界溫度243.1℃                 臨界壓力6.39×106Pa
蒸氣壓5863Pa（20℃）            折射率1.3611
溶解性：極易從空氣中吸收水分。能與水、醚、苯類和其他有機溶劑混溶。
閃點13℃。                     自燃點363℃。
爆炸極限3.3%~19%。
危險特性：易燃。
蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，遇高熱、明火有引起著火、爆炸危險。燃燒時發出藍色火焰，在火場中受熱的容器有爆裂危險。
微毒。小鼠經口LD50：8.5g/kg；    小鼠皮下LD50：3.2g/kg；
小鼠靜脈LD50： 2.0~2.8g/kg；
大鼠經口LD50：10.8g/kg；          大鼠皮下LD50：5~6g/kg；
大鼠靜脈LD50：1.8~4.2g/kg；     狗經口LD50：5.5~6.6g/kg。
本品為麻醉劑，開始時導致中樞神經系統興奮，繼而使之麻痹。長期受較大劑量作用時，可使神經系統、肝臟、心血管系統、消化器官等發生嚴重器質性疾病。對眼睛黏膜有輕微刺激作用。乙醇可使皮膚發干，也有發生皸裂現象。
應急措施
消防方法：用二氧化碳、霧狀水、干粉或抗溶性泡沫滅火；用水冷卻火場中的容器；驅散蒸氣，趕走逸出液體，使稀釋成不燃性混合物，并保護施救、堵漏人員。
急救：應使吸入蒸氣的患者脫離污染區，安置休息并保暖。眼睛受刺激用清水沖洗，嚴重者就醫診治；皮膚接觸用水沖洗；誤服須大量飲水，嚴重者須就醫診治。
儲運須知
包裝標志：易燃液體。
包裝方法：（Ⅱ）類。玻璃瓶外木箱或鈣塑箱加固內襯墊料或鐵桶、不銹鋼桶、鋁桶裝。
儲運條件：儲存于陰涼、通風倉間內。遠離熱源、明火，避免陽光直射。與氧化劑隔離儲運。搬運時輕裝輕卸，防止容器受損。炎熱季節早晚運輸。
泄漏處理：首先切斷一切火源，戴好防毒面具與手套。用水沖洗，經稀釋的污水放入廢水系統。被污染地面進行通風排除殘余液體和驅散蒸氣。大面積泄漏周圍應設霧狀水幕抑爆。
（2）二氧化碳
英文名：Carbon dioxde，compressed
別名：碳酸酐，無水碳酸，碳酸氣，碳酐，Carbonic acid gas，Carbon anhydride
危規分類及編號：不燃氣體，GB2.2類22019。
分子式：CO2
分子量：44.0
外觀與性狀：無色無臭的氣體。化學性質穩定，能被液化成液體二氧化碳。液體二氧化碳蒸發時吸收大量的熱而凝固成固體二氧化碳（干冰）。
相對密度：1.101（－37℃，液體），1.56（－79℃，固體），
熔點：-56.6℃（5.27×105Pa）
沸點：-78.5℃
臨界溫度：31.0℃
臨界壓力：7.38×106Pa
蒸氣相對密度：1.53
溶解性：溶于水，部分生成碳酸。
危險特性：在日光曝曬下，或搬運時猛烈摔甩，可能引起鋼瓶膨脹爆炸。
無毒，但空氣中濃度超過3%以上，能出現呼吸困難、頭痛、眩暈、嘔吐等；10%以上時，出現視力障礙、痙攣、呼吸加快、血壓升高、意識喪失；35%以上時，則出現中樞神經的抑制、昏睡、痙攣、窒息致死。同時接觸液化二氧化碳或干冰，可引起皮膚等的凍傷。
應急措施
消防方法：用霧裝水冷卻火場中容器。
急救：應使吸入氣體的患者移至空氣新鮮的地方，安置休息并保暖；如患者呼吸停止，須進行人工呼吸；皮膚等凍傷可用水沖洗，并送醫院救治。
儲運須知
包裝標志：不燃氣體。
包裝方法：鋼瓶，固體二氧化碳散裝或塊裝。
儲運條件：鋼瓶裝二氧化碳儲存于陰涼、通風的倉間內，遠離熱源、火種，避免陽光直射；干冰不能久儲。
泄漏處理：處理泄漏物必須穿戴全身防護服，以防灼傷；鋼瓶漏氣可用排風機排至大氣中。
（3）沼氣
沼氣其主要成份為甲烷，即天然氣。
只是主要成份比例有所不同。
英文名：Natural gas，refrigerated，with methane
危規分類及編號：易燃氣體。GB2.1類21008。
外觀與性狀：無色無臭液化氣體。
主要成分為含83%～99%甲烷、1%～13%乙烷、0.1%～3%丙烷及丁烷。也含有一些數量不明顯的其他氣體。
熱值:8546Kcal/Nm3
沸點：-160～-164℃
危險特性：極易燃。蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，在室溫下的爆炸極限為5%～14%，在-162℃左右的爆炸極限為6%～13%。
當液化天然氣由液體蒸發為冷的氣體時，其密度與在常溫下的天然氣不同，約比空氣重1.5倍，其氣體不會立即上升，而是沿著液面或地面擴散，吸收水與地面的熱量以及大氣與太陽的輻射熱，形成白色云團。由霧可察覺冷氣的擴散情況，但在可見霧的范圍以外，仍有易燃混合物存在。如果易燃混合物擴散到火源，就會立即閃回燃著。
當冷氣溫熱至-112℃左右，就變得比空氣輕，開始向上升。
液化天然氣比水輕（相對密度約0.45），遇水生成白色冰塊。冰塊只能在低溫下保存，溫度升高即迅速蒸發，如急劇擾動能猛烈爆噴。
天然氣主要由甲烷組成，其性質與純甲烷相似，屬“單純窒息性”氣體，高濃度時因缺氧而引起窒息。
液化天然氣與皮膚接觸會造成嚴重灼傷。

3.2.3主要危險、有害物質危險特性綜述
生產過程所涉及到的主要產品及副產物乙醇、沼氣等在生產、儲存等過程中會發生火災、爆炸，是對人體產生毒害的危險、有害因素。按其危險、有害性來分，可分為下述幾類：
（1）易燃、易爆物質
按HG20660—91劃分，屬爆炸危險物質的有：產品乙醇及副產物沼氣。
按GB50160—92關于火災危險類分類，產品乙醇屬（甲B）類易燃液體，副產物沼氣屬甲類可燃氣體。生產過程中的中間產品糖化醪因含乙醇量在10%以上，屬可燃液體。
按《建筑設計防火規范》劃分，乙醇及沼氣均屬甲類物質；原料木薯和生產過程中的中間產品發酵醪等屬丙類物質。
（2）有毒物質
按HG20660—91毒性危害分級劃分，產品及副產等物質屬低度危害，對人也有一定程度的危害性。
（3）其他
二氧化碳屬窒息性氣體，對人存在著中毒甚至窒息死亡的危險。原料木薯本身無害，但在其粉碎過程中，其粉塵遇熱源、火源等可造成著火甚至粉塵爆炸的危險。
同時，原料木薯其粉塵對人存在粉塵危害因素。
（4）小結
通過主要危險、有害物質危險特性分類，可以看出，生產裝置的主要產品為乙醇及副產物沼氣等屬甲類易燃、易爆物質，而且數量較大，其主要危險性是火災甚至爆炸。

3.3工藝過程中的危險、有害因素分析
（1）蒸餾過程
生產過程中需要將發酵后的粗品進行蒸餾后將成品提出，由于蒸餾過程是在物質的沸點以上操作，升溫過程需緩慢進行。如果升溫過快，溫度過高，蒸餾前期存在著物料沖料的危險，后期存在著超溫的危險，甚至引發蒸餾裝置的爆炸。
同時，蒸餾系統的泄漏，空氣的進入或冷卻水的漏入，都有引起蒸餾裝置爆炸的危險。
因此，生產裝置的乙醇蒸餾系統的火災、爆炸是工藝過程最主要的危險因素。
（2）其他
生產過程中其他操作如：固體粉碎、升溫蒸煮等，盡管其使用的原料的危險、危害性較低，但粉碎機、絞龍等機械的使用，升溫過程蒸汽等因素，存在著灼傷人體以及機械傷害的危險。

3.4其他過程危險、有害因素分析
（1）產品乙醇在其儲存、輸送、裝槽車等過程中，主要存在著火災、爆炸的危險。
（2）液體二氧化碳在壓縮、灌裝及其儲存、輸送過程中，如果違反規程，存在著泄漏使人員中毒的危害甚至鋼瓶爆裂的危險。
（3）污水處理過程中產生的沼氣一旦發生泄漏，存在著火災甚至爆炸的危險，同時沼氣對人還存在著毒害性。
（4）蒸汽鍋爐的使用，如果出現超溫、超壓、缺水、滿水等事故，輕則鍋爐損壞，重則造成鍋爐爆炸的危險。
（5）設備的設計、制造、安裝及使用等不能滿足有關要求，也會造成設備損壞，物料的泄漏，引起著火甚至爆炸的危險性。設備的使用和檢維修過程中，如果防護不當，存在著觸電、機械傷害的危險、危害。
（6）供熱及供電等方面，如果不能滿足生產裝置工藝的需求，造成停電等突發事件，也會造成生產過程中的事故，尤其是乙醇蒸餾過程中的突發事件，極可能引起超溫、著火甚至爆炸。
（7）高溫的蒸汽管道、保溫夾套管以及高溫的設備表面及工作介質蒸汽等泄漏，都存在著灼燙人體的危險性。
（8）來自粉碎機、風機、攪拌器、料泵等所產生的動力噪聲，對連續工作8小時的操作人員，存在著噪聲損害的有害性因素。
（9）生產運行及檢維修過程中設備、設施的安裝、更換、吊裝等，施工中還存在著觸電、機械傷害、起重作業傷害、物體打擊、高處墜落等危險和有害性。
（10）對運輸原料及產品的車輛疏于管理，對車輛進出庫區制度管理不嚴，也會造成車輛傷害、火災甚至爆炸的危險性。
（11）對人員進入設備、容器檢修等管理不嚴，罐內置換不完全或通風不良，也會造成人員中毒、窒息甚至死亡的危險性。
（12）在防雷、防靜電等方面措施未落實，也會受到雷擊、靜電危害，引發火災等事故。
（13）根據歷年資料，所在地區地處長江邊，如發生水災、地震、風災等，在這些方面如果缺乏防范措施，也會由于自然災害的來臨，對設備、設施的破壞而引發二次事故。

3.5重大危險源辨識
重大危險源是指長期地或臨時地生產、加工、搬運、使用或貯存危險物質，且危險物質的數量等于或超過臨界量的單元。重大危險源的辯識依據是物質的危險特性及其數量。
根據重大危險源辨識(GB18218-2000)的規定：
乙醇        生產場所≥2T，貯存區≥20T；
天然氣      生產場所≥1T，貯存區≥10T；
即被定為重大危險源。
生產裝置中上述危險物質的量如下：
（1）生產場所
乙醇：生產過程中根據企業提供資料，乙醇蒸餾塔單塔的容積已超過30m3，且有多塔。因此，生產場所乙醇最大量已超出重大危險源臨界量。
（2）貯存區
產品乙醇設有儲罐區，根據企業提供資料，貯存區乙醇最大儲存量約2000T。
因此，貯存區的乙醇數量也超過重大危險源規定臨界量。
沼氣：由于企業污水處理部產生的沼氣通過管道輸送至鍋爐作燃料使用，污水處理部現場設有2500m3常壓水封式儲槽一只，沼氣的相對密度（空氣=1）為1.5。
通過計算其總量約2500×1.29×1.5=4878kg=4.84T
本身未超過重大危險源規定的臨界量。
（3）小結
根據重大危險源辨識（GB18218～2000）的規定，對企業危險物質乙醇等進行辨識后，其生產場所和乙醇產品儲存區均存在重大危險源。