某化工厂甲醛生产安全现状综合评价
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1 实例
某厂甲醛的生产采用电解银法 ,甲醇 、空气和水蒸气的 原料混合气进入反应器 ,在电解银催化剂作用下 ,发生催化
作用而生成甲醛 ,其生产工艺流程如图 1 。
图 1 某厂甲醛工艺流程
原料甲醇以一定的流量进入蒸发器 ,同时在蒸发器底部 由鼓风机送入一定量的空气 。蒸发器温度控制在 42～0 ℃。 甲醛经蒸发后再通入一定量的水蒸气 ,以控制氧化器的温 度 。甲醇 、空气 、水蒸气的混合气在过热器中过热到 120 ℃。 经阻火 、过滤后进入反应器 ,反应在 600～50 ℃下进行 , 在电
通过评价 ,其结果将各单元火灾爆炸指数 、财产损失 、破
体打击 、灼烫 、噪声危害 、车辆伤害等危险 。其中火灾 、爆炸 坏系数 、影响半径 、影响面积 、最大可能财产损失 (基本 MP2
和“高度危害”化学介质的意外泄漏或事故性溢出危险性最 PD) 、实际最大可能的财产损失 (MPPD) 危险等级等分别汇总
ΔP( R) = ΔP0 ( R/ a)
(5)
根据式 (5) 就可以从某些已知药量的实验中所测到的超
压来确定任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压 。
容器破裂爆炸时 ,一般是参照表 5 的实验数据 , 按以下
程序确定任意距离为 R 处的冲击波超压 :
(1) 先根据 容 器 内 所 装 介 质 的 特 性 , 分 别 按 式 ( 1) 、式
第二吸收塔 ,尾气经水封槽后送至尾气锅炉燃烧 ,自一塔循 120 m3 和 220 m3 的甲醛 、甲醇储罐各 1 个 。 ②蒸发混合单
环液中取出含一定浓度的甲醛即为产品 。
元 。该单元由蒸发器 、过热器 、过滤器构成 。 ③氧化反应单
2 危险分析与安全评价
元 。该单元由氧化器构成 。 ④吸收输送单元 。该单元由
储罐区单元
115. 5
0. 66
蒸发单元
93. 3
0. 58
氧化单元
146. 4
0. 82
吸收输送单元
89. 8
0. 45
尾气处理单元
104. 6
0. 72
29. 0 23. 9 36. 9 22. 6 26. 8
2 640 1 794 4 275 1 604 2 255
A1
0. 54 A1
0. 776
·55 ·
解银催化剂的作用下 ,大部分甲醇转化为甲醛 。为控制副反 实际潜在的火灾 、爆炸危险 ,反应性危险进行评价的方法 。
应的发生并防止甲醛分解 ,转化后的气体被骤冷到 80～0 ℃, 2. 2. 1 评价单元的确定
然后进入第一吸收塔将大部分甲醛吸收 ,未吸收的气体进入
确定 5 个评价单元 ,分别为 : ①储罐区单元 。该单元有
表 1 火灾 、爆炸危险性等级
F&EI
1～60 60～96 96～127 127～158 > 158
危险等级
Ⅰ
源自文库最轻
Ⅱ
较轻
Ⅲ
中等
Ⅳ
很大
Ⅴ
非常大
表 2 火灾 、爆炸指数评价法单元评价汇总
单元
火灾爆炸指数 破坏系数
影响半径/ m
影响面积/ m2
影响区域价 值/ 万元
基本 MPPD 安全补偿系数 实际 MPPD
Comprehensive Evaluation on Safety Situation of Formaldehyde Production in One Chemical Plant Zhang Xiaodong1 Zhang Baodong1 Yuan Changming2
(1. Zhejiang Labor Protection Research Institute Hangzhou 310012) Abstract Analyses and evaluations on hazards in the production of formaldehyde in one chemical plant are conducted by means of prelimi2 nary hazard analysis ( PHA) and hazard index analysis on fire and blast and great hazard sources are determined. According to evaluation re2 sults ,safety measures on management and technology in production of formaldehyde are put forward. Keywords formaldehyde fire blast hazard analysis and control safety evaluation
·54 ·
工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental
Protection
2S0ep0t5em年b第er 23010卷5 第
9
期
某化工厂甲醛生产安全现状综合评价
张晓冬1 章保东1 袁昌明2
(1. 浙江省劳动保护科学研究所 杭州 310012 ; 2. 中国计量学院 杭州 310018)
(3) 由于设备的选型 、安装 、验收 ,工艺的布置等均是根 据同类型生产企业的技术人员的要求进行的 。因此 ,设备的 布置与相互之间的安全距离与有关规范 、标准的要求均存在 一定的差距 ,企业应加强管理 ,验收合格后方可投入正式生 产。
3 结论
本文主要研究了压力容器在一般情况下的爆炸事故 ,可 用于相关的事故分析和后果研究 ,也可用于压力容器爆炸能 量的计算和爆炸后果破坏情况的预测 ,对工业生产和防护有 一定的指导作用 。
参考文献 1 吴粤 . 压力容器安全技术. 北京 :化学工业出版社 ,1993 2 彭蔚华 ,熊大彬. 压力容器安全工程学. 北京 :北京航空工业出版
(2) 、式 (3) 、式 (4) 、式 (5) 计算出它的爆破能量 U ;
(2) 将爆破能量 U 换算成 TNT 当量 q ,因为 TNT 的平均
爆炸热为 4. 23 ×103 kJ/ kg ,则它们的关系为 :
q = U/ 4. 23 ×103 = 2. 36 ×10 - 4 U
(6)
(3) 按式 (4) 或式 (5) 求出爆炸模拟比 a ,即
社 ,1993 3 张国顺. 燃烧爆炸危险与安全技术. 北京 :中国电力出版社 ,2003 作者简介 郭吉红 ,男 ,1982 年生 ,安徽安庆人 ,现就读于安徽理工 大学安全工程专业 ,硕士研究生 ,主要从事安全管理和安全评价研 究。
(收稿日期 :2005 03 15)
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
高 ,因此 ,火灾 、爆炸 、中毒 、窒息是该厂生产过程中应特别防 于表 2 及表 3 。
范的事故类别 。
2. 2 火灾 、爆炸危险指数评价[1]
生产原料 、产品的主要危险是燃烧 、爆炸 ,因此 ,选用火 灾 、爆炸危险指数评价法 。道化学公司火灾 、爆炸危险指数 评价法是依据以往的事故统计资料 ,物质的潜在能量和现行 的安全措施情况 ,利用系统工艺过程中的物质 、设备 、能量等 参数 ,通过逐步推算的方式 ,对系统工艺装置及所含物料的
0. 42 A1
A2
0. 48 A2
0. 820
0. 39 A2
A3
0. 67 A3
0. 786
0. 53 A3
A4
0. 16 A4
0. 82
0. 13 A4
A5
0. 59 A5
0. 83
0. 49 A5
表 3 各个单元火灾 、爆炸危险度统计
单元
初始 F&EI 危险等级
补偿后 F&EI 危险等级
显然 ,无论是单罐的储量还是整个储罐区的储量 , 均已 构成重大危险源 。
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·56 ·
3 危险控制措施[2] 通过以上分析和评价 ,应采取以下防范措施 : (1) 为满足消防用电需要 ,消防用电设备应采用单独的
储罐区单元
115. 4 中等
89. 6 较轻
蒸发单元
93. 3 较轻
76. 5 较轻
氧化单元
146. 4 很大 115. 1 中等
吸收输送单元
89. 8 较轻
73. 7 较轻
尾气处理单元
104. 6 中等
86. 8 较轻
2. 2. 4 结果分析
(1) 从初始评价火灾爆炸危险指数的结果可见 ,在被评
工业甲醛溶液是基本的化工原料 ,广泛应用于制药 、合 成纤维 、合成树脂 (包括尿醛树脂 、酚醛树脂) 、塑料防腐剂及 还原剂等方面 。由于生产使用的原料甲醇和产品甲醛既是 易燃易爆物质 ,又具有很强的毒性和腐蚀性 ,在生产 、储运过 程中 ,发生火灾爆炸和中毒危险十分常见 。因此 ,如何保障 甲醛生产的安全性 ,是企业必须考虑的首要问题 。通过对某 厂的甲醛生产采用预先危险性分析 、火灾爆炸危险指数评价 等方法进行分析与评价 ,确定生产过程中的重大危险源 。根 据分析 、评价结果 ,提出控制措施 。
根据国 家 标 准 GB18218 2000 , 甲 醇 储 存 区 临 界 量 为 20 t ,甲醛储存区临界量为 50 t ;单元内存在的危险物质为多 种时 ,则按照下式计算 ,若满足下式 ,则确定为重大危险源 :
q1/ Q1 + q2/ Q2 + , …, qn/ Qn ≥1 式中 , q1 , q2 , …, qn 为每种危险物质实际存在量 ; Q1 , Q2 , …, Qn 为与每种危险物质相对应的生产场所和贮存区的临界 量。
根据道 化 学 公 司 的 火 灾 、爆 炸 危 险 指 数 评 价 法 ( 第 7
2. 1 预先危险性分析
版) ,装置和单元的危险性等级分为 5 个等级 ,具体见表 1 。
通过对有关装置系统的预先危险性分析可知 ,有关装置 2. 2. 3 评价结果及分析
存在着火灾 、爆炸 、中毒 、窒息 、触电 、高处坠落 、机械伤害 、物
评价单元的划分 :本项目的安全评价单元主要为甲醇蒸 1 # 、2 # 吸收塔 、输送管道构成 。 ⑤尾气处理单元 。该单元由
发 、甲醇氧化 、甲醛吸收及尾气处理等系统 。
尾气处理器 、管道等构成 。
根据工艺流程和危险 、危害特点 ,采用预先危险性分析 、 2. 2. 2 火灾 、爆炸危险性评价
火灾爆炸危险指数评价法 ,确定重大危险源 。
a = ( q/ q0) 1/ 3 = ( q/ 1 000) 1/ 3 = 0. 1 q1/ 3
(7)
(4) 求出在模拟实验 (1 000 kg TNT 爆炸实验) 中的相当
距离 R0 ,即 R0 = R/ a ; (5) 在表 5 中找出距离为 R0 处的超压 Δp0 (中间值用插
入法求出) ,此即所求距离 R 处的超压值 。
供电回路 ,当发生火灾切断生产 、生活用电时 ,应仍能保证消 防用电 ,其配电设备应设置明显标志 。
(2) 厂区外进配电间的输送电缆明敷时未穿金属管 ,且 未采取相应的防火保护措施 ,应整改 。如果电缆的绝缘和护 套为非延燃性材料时 ,可不采取穿金属管保护 ,但应敷设在 电缆井沟内 。部分泵房内的电线穿管接头不密封 ,应进行密 封处理 。
摘 要 采用预先危险分析 (PHA) 、火灾爆炸危险指数分析等方法对某化工厂甲醛生产过程中的危险性进行了分析与 评价 ,确定了重大危险源 ,根据分析评价结果 ,在安全技术与安全管理等方面 ,提出了甲醛生产过程中应采取的技术措施 。 关键词 甲醛 火灾爆炸 危险分析与控制 安全评价
价的 5 个单元中 ,氧化单元火灾等级为“很大”,主要是由于
该单元的氧化反应是较强的放热反应 ,其余储罐区单元 、蒸 发单元 、吸收输送单元 、尾气处理单元为中等和较轻 。
(2) 补偿结果表明 ,所有单元的危险等级都降为“中等” 及以下 。说明补偿后危险等级大大降低 ,达到可以接受的程 度 。但在生产过程中 ,必须加强安全管理 ,确保各项安全防
护措施有效 ,才能保证生产的安全运行 。
2. 3 重大危险源辨识[2]
该厂主要危险为物质储存的储罐区 ,考虑到甲醛 、甲醇 储罐区的相对独立性 ,选取储罐区作为重大危险源辨识的评 价单 元 。储 罐 区 包 括 原 料 、成 品 储 罐 区 , 该 单 元 由 1 个 220 m3 的甲醛储罐和 1 个 220 m3 甲醇储罐组成 ,最大储存量 分别为 37 %甲醛 200 t 、甲醇 150 t 。
某厂甲醛的生产采用电解银法 ,甲醇 、空气和水蒸气的 原料混合气进入反应器 ,在电解银催化剂作用下 ,发生催化
作用而生成甲醛 ,其生产工艺流程如图 1 。
图 1 某厂甲醛工艺流程
原料甲醇以一定的流量进入蒸发器 ,同时在蒸发器底部 由鼓风机送入一定量的空气 。蒸发器温度控制在 42～0 ℃。 甲醛经蒸发后再通入一定量的水蒸气 ,以控制氧化器的温 度 。甲醇 、空气 、水蒸气的混合气在过热器中过热到 120 ℃。 经阻火 、过滤后进入反应器 ,反应在 600～50 ℃下进行 , 在电
通过评价 ,其结果将各单元火灾爆炸指数 、财产损失 、破
体打击 、灼烫 、噪声危害 、车辆伤害等危险 。其中火灾 、爆炸 坏系数 、影响半径 、影响面积 、最大可能财产损失 (基本 MP2
和“高度危害”化学介质的意外泄漏或事故性溢出危险性最 PD) 、实际最大可能的财产损失 (MPPD) 危险等级等分别汇总
ΔP( R) = ΔP0 ( R/ a)
(5)
根据式 (5) 就可以从某些已知药量的实验中所测到的超
压来确定任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压 。
容器破裂爆炸时 ,一般是参照表 5 的实验数据 , 按以下
程序确定任意距离为 R 处的冲击波超压 :
(1) 先根据 容 器 内 所 装 介 质 的 特 性 , 分 别 按 式 ( 1) 、式
第二吸收塔 ,尾气经水封槽后送至尾气锅炉燃烧 ,自一塔循 120 m3 和 220 m3 的甲醛 、甲醇储罐各 1 个 。 ②蒸发混合单
环液中取出含一定浓度的甲醛即为产品 。
元 。该单元由蒸发器 、过热器 、过滤器构成 。 ③氧化反应单
2 危险分析与安全评价
元 。该单元由氧化器构成 。 ④吸收输送单元 。该单元由
储罐区单元
115. 5
0. 66
蒸发单元
93. 3
0. 58
氧化单元
146. 4
0. 82
吸收输送单元
89. 8
0. 45
尾气处理单元
104. 6
0. 72
29. 0 23. 9 36. 9 22. 6 26. 8
2 640 1 794 4 275 1 604 2 255
A1
0. 54 A1
0. 776
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解银催化剂的作用下 ,大部分甲醇转化为甲醛 。为控制副反 实际潜在的火灾 、爆炸危险 ,反应性危险进行评价的方法 。
应的发生并防止甲醛分解 ,转化后的气体被骤冷到 80～0 ℃, 2. 2. 1 评价单元的确定
然后进入第一吸收塔将大部分甲醛吸收 ,未吸收的气体进入
确定 5 个评价单元 ,分别为 : ①储罐区单元 。该单元有
表 1 火灾 、爆炸危险性等级
F&EI
1～60 60～96 96～127 127～158 > 158
危险等级
Ⅰ
源自文库最轻
Ⅱ
较轻
Ⅲ
中等
Ⅳ
很大
Ⅴ
非常大
表 2 火灾 、爆炸指数评价法单元评价汇总
单元
火灾爆炸指数 破坏系数
影响半径/ m
影响面积/ m2
影响区域价 值/ 万元
基本 MPPD 安全补偿系数 实际 MPPD
Comprehensive Evaluation on Safety Situation of Formaldehyde Production in One Chemical Plant Zhang Xiaodong1 Zhang Baodong1 Yuan Changming2
(1. Zhejiang Labor Protection Research Institute Hangzhou 310012) Abstract Analyses and evaluations on hazards in the production of formaldehyde in one chemical plant are conducted by means of prelimi2 nary hazard analysis ( PHA) and hazard index analysis on fire and blast and great hazard sources are determined. According to evaluation re2 sults ,safety measures on management and technology in production of formaldehyde are put forward. Keywords formaldehyde fire blast hazard analysis and control safety evaluation
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工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental
Protection
2S0ep0t5em年b第er 23010卷5 第
9
期
某化工厂甲醛生产安全现状综合评价
张晓冬1 章保东1 袁昌明2
(1. 浙江省劳动保护科学研究所 杭州 310012 ; 2. 中国计量学院 杭州 310018)
(3) 由于设备的选型 、安装 、验收 ,工艺的布置等均是根 据同类型生产企业的技术人员的要求进行的 。因此 ,设备的 布置与相互之间的安全距离与有关规范 、标准的要求均存在 一定的差距 ,企业应加强管理 ,验收合格后方可投入正式生 产。
3 结论
本文主要研究了压力容器在一般情况下的爆炸事故 ,可 用于相关的事故分析和后果研究 ,也可用于压力容器爆炸能 量的计算和爆炸后果破坏情况的预测 ,对工业生产和防护有 一定的指导作用 。
参考文献 1 吴粤 . 压力容器安全技术. 北京 :化学工业出版社 ,1993 2 彭蔚华 ,熊大彬. 压力容器安全工程学. 北京 :北京航空工业出版
(2) 、式 (3) 、式 (4) 、式 (5) 计算出它的爆破能量 U ;
(2) 将爆破能量 U 换算成 TNT 当量 q ,因为 TNT 的平均
爆炸热为 4. 23 ×103 kJ/ kg ,则它们的关系为 :
q = U/ 4. 23 ×103 = 2. 36 ×10 - 4 U
(6)
(3) 按式 (4) 或式 (5) 求出爆炸模拟比 a ,即
社 ,1993 3 张国顺. 燃烧爆炸危险与安全技术. 北京 :中国电力出版社 ,2003 作者简介 郭吉红 ,男 ,1982 年生 ,安徽安庆人 ,现就读于安徽理工 大学安全工程专业 ,硕士研究生 ,主要从事安全管理和安全评价研 究。
(收稿日期 :2005 03 15)
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
高 ,因此 ,火灾 、爆炸 、中毒 、窒息是该厂生产过程中应特别防 于表 2 及表 3 。
范的事故类别 。
2. 2 火灾 、爆炸危险指数评价[1]
生产原料 、产品的主要危险是燃烧 、爆炸 ,因此 ,选用火 灾 、爆炸危险指数评价法 。道化学公司火灾 、爆炸危险指数 评价法是依据以往的事故统计资料 ,物质的潜在能量和现行 的安全措施情况 ,利用系统工艺过程中的物质 、设备 、能量等 参数 ,通过逐步推算的方式 ,对系统工艺装置及所含物料的
0. 42 A1
A2
0. 48 A2
0. 820
0. 39 A2
A3
0. 67 A3
0. 786
0. 53 A3
A4
0. 16 A4
0. 82
0. 13 A4
A5
0. 59 A5
0. 83
0. 49 A5
表 3 各个单元火灾 、爆炸危险度统计
单元
初始 F&EI 危险等级
补偿后 F&EI 危险等级
显然 ,无论是单罐的储量还是整个储罐区的储量 , 均已 构成重大危险源 。
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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3 危险控制措施[2] 通过以上分析和评价 ,应采取以下防范措施 : (1) 为满足消防用电需要 ,消防用电设备应采用单独的
储罐区单元
115. 4 中等
89. 6 较轻
蒸发单元
93. 3 较轻
76. 5 较轻
氧化单元
146. 4 很大 115. 1 中等
吸收输送单元
89. 8 较轻
73. 7 较轻
尾气处理单元
104. 6 中等
86. 8 较轻
2. 2. 4 结果分析
(1) 从初始评价火灾爆炸危险指数的结果可见 ,在被评
工业甲醛溶液是基本的化工原料 ,广泛应用于制药 、合 成纤维 、合成树脂 (包括尿醛树脂 、酚醛树脂) 、塑料防腐剂及 还原剂等方面 。由于生产使用的原料甲醇和产品甲醛既是 易燃易爆物质 ,又具有很强的毒性和腐蚀性 ,在生产 、储运过 程中 ,发生火灾爆炸和中毒危险十分常见 。因此 ,如何保障 甲醛生产的安全性 ,是企业必须考虑的首要问题 。通过对某 厂的甲醛生产采用预先危险性分析 、火灾爆炸危险指数评价 等方法进行分析与评价 ,确定生产过程中的重大危险源 。根 据分析 、评价结果 ,提出控制措施 。
根据国 家 标 准 GB18218 2000 , 甲 醇 储 存 区 临 界 量 为 20 t ,甲醛储存区临界量为 50 t ;单元内存在的危险物质为多 种时 ,则按照下式计算 ,若满足下式 ,则确定为重大危险源 :
q1/ Q1 + q2/ Q2 + , …, qn/ Qn ≥1 式中 , q1 , q2 , …, qn 为每种危险物质实际存在量 ; Q1 , Q2 , …, Qn 为与每种危险物质相对应的生产场所和贮存区的临界 量。
根据道 化 学 公 司 的 火 灾 、爆 炸 危 险 指 数 评 价 法 ( 第 7
2. 1 预先危险性分析
版) ,装置和单元的危险性等级分为 5 个等级 ,具体见表 1 。
通过对有关装置系统的预先危险性分析可知 ,有关装置 2. 2. 3 评价结果及分析
存在着火灾 、爆炸 、中毒 、窒息 、触电 、高处坠落 、机械伤害 、物
评价单元的划分 :本项目的安全评价单元主要为甲醇蒸 1 # 、2 # 吸收塔 、输送管道构成 。 ⑤尾气处理单元 。该单元由
发 、甲醇氧化 、甲醛吸收及尾气处理等系统 。
尾气处理器 、管道等构成 。
根据工艺流程和危险 、危害特点 ,采用预先危险性分析 、 2. 2. 2 火灾 、爆炸危险性评价
火灾爆炸危险指数评价法 ,确定重大危险源 。
a = ( q/ q0) 1/ 3 = ( q/ 1 000) 1/ 3 = 0. 1 q1/ 3
(7)
(4) 求出在模拟实验 (1 000 kg TNT 爆炸实验) 中的相当
距离 R0 ,即 R0 = R/ a ; (5) 在表 5 中找出距离为 R0 处的超压 Δp0 (中间值用插
入法求出) ,此即所求距离 R 处的超压值 。
供电回路 ,当发生火灾切断生产 、生活用电时 ,应仍能保证消 防用电 ,其配电设备应设置明显标志 。
(2) 厂区外进配电间的输送电缆明敷时未穿金属管 ,且 未采取相应的防火保护措施 ,应整改 。如果电缆的绝缘和护 套为非延燃性材料时 ,可不采取穿金属管保护 ,但应敷设在 电缆井沟内 。部分泵房内的电线穿管接头不密封 ,应进行密 封处理 。
摘 要 采用预先危险分析 (PHA) 、火灾爆炸危险指数分析等方法对某化工厂甲醛生产过程中的危险性进行了分析与 评价 ,确定了重大危险源 ,根据分析评价结果 ,在安全技术与安全管理等方面 ,提出了甲醛生产过程中应采取的技术措施 。 关键词 甲醛 火灾爆炸 危险分析与控制 安全评价
价的 5 个单元中 ,氧化单元火灾等级为“很大”,主要是由于
该单元的氧化反应是较强的放热反应 ,其余储罐区单元 、蒸 发单元 、吸收输送单元 、尾气处理单元为中等和较轻 。
(2) 补偿结果表明 ,所有单元的危险等级都降为“中等” 及以下 。说明补偿后危险等级大大降低 ,达到可以接受的程 度 。但在生产过程中 ,必须加强安全管理 ,确保各项安全防
护措施有效 ,才能保证生产的安全运行 。
2. 3 重大危险源辨识[2]
该厂主要危险为物质储存的储罐区 ,考虑到甲醛 、甲醇 储罐区的相对独立性 ,选取储罐区作为重大危险源辨识的评 价单 元 。储 罐 区 包 括 原 料 、成 品 储 罐 区 , 该 单 元 由 1 个 220 m3 的甲醛储罐和 1 个 220 m3 甲醇储罐组成 ,最大储存量 分别为 37 %甲醛 200 t 、甲醇 150 t 。