硫化氫合成裝置生產(chǎn)過程的危險有害因素分析及防護(hù)措施

摘要：簡述了硫化氫合成裝置工藝流程及工藝原理，分析了硫化氫合成裝置生產(chǎn)過程的危險有害因素，并提出了防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：硫化氫;危險有害因素;防護(hù)措施

1.硫化氫合成裝置工藝流程簡述

硫化氫合成裝置工藝流程：硫磺與氫氣在硫化氫合成塔內(nèi)生成粗硫化氫氣體，經(jīng)吸收塔胺液噴淋洗滌后，未被吸收的氫氣自塔頂返回硫化氫合成塔繼續(xù)反應(yīng)，被吸收的硫化氫隨胺液進(jìn)入再生塔，經(jīng)升溫減壓解析出濕硫化氫，再經(jīng)冷凝干燥得到精制硫化氫。

2.硫化氫生產(chǎn)過程的危險有害因素分析

2.1熔硫工序

硫磺在儲存、輸送和粉體加料過程中若產(chǎn)生粉塵，當(dāng)空氣中的粉塵濃度達(dá)到爆炸下限時，遇火源即可發(fā)生爆炸。硫磺粉塵的最小點(diǎn)火能15×10-3J，粉塵爆炸下限35mg/m3，兩相爆炸指標(biāo)相對較低，易發(fā)生爆炸事故。此外硫磺爆炸燃燒時還會產(chǎn)生有毒的、帶刺激性的SO2氣體等次生災(zāi)害。本項(xiàng)目硫磺顆粒粒徑在2mm-5mm，熔硫在榮硫槽中進(jìn)行，整個操作流程不會出現(xiàn)更小顆粒粉塵，達(dá)不到爆炸性粉塵粒徑要求。

硫磺（顆粒度≥2mm）為可燃固體。火災(zāi)危險性屬丙類。硫磺的著火點(diǎn)也比較低，在常溫下只要有能量很小的著火源與之作用即能引起燃燒。硫磺為電的不良導(dǎo)體，在儲運(yùn)過程中易產(chǎn)生靜電荷，可導(dǎo)致硫塵起火或爆炸。

硫磺燃燒還會產(chǎn)生二氧化硫等具有強(qiáng)烈刺激性的有毒氣體，危害人的呼吸系統(tǒng)。硫化氫是強(qiáng)烈的神經(jīng)毒物，經(jīng)呼吸道吸收會引起全身中毒，是一種化學(xué)性窒息性氣體。長期接觸低濃度硫化氫，引起神經(jīng)衰弱和植物神經(jīng)紊亂等癥狀，吸入極高濃度硫化氫往往造成電擊樣窒息致死。

溶解后的液硫通過液硫泵加壓至0.8MPaG后，設(shè)備如密封不良或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生故障而泄漏，極易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生。

2.2氫氣預(yù)熱工序

反應(yīng)混合氣經(jīng)降溫冷卻后進(jìn)入硫磺捕集器，如果硫磺不能脫除干凈，未反應(yīng)的硫磺蒸汽進(jìn)入后續(xù)設(shè)備，溫度降低后會造成管路堵塞。

干燥的硫化氫對金屬材料無腐蝕破壞作用，但硫化氫易溶于水形成濕硫化氫環(huán)境，硫化氫會發(fā)生電離，溶液呈弱酸性。鋼材在濕硫化氫環(huán)境中易引發(fā)腐蝕破壞。硫化氫對鋼材的腐蝕從腐蝕機(jī)理上來說屬于電化學(xué)腐蝕，主要表現(xiàn)形式就是應(yīng)力腐蝕。硫化氫應(yīng)力腐蝕的基本類型可分為應(yīng)力腐蝕開裂、氫誘導(dǎo)裂紋、氫鼓泡等。在硫化氫應(yīng)力腐蝕破壞過程中，一方面產(chǎn)生硫化物，另一方面硫離子促使陰極反應(yīng)析出的氫原子在鋼表面富集并進(jìn)入鋼中，引起氫脆，降低鋼的塑性，并導(dǎo)致白點(diǎn)的行成，加速裂紋的萌生和發(fā)展。

2.3反應(yīng)工序

在硫化氫合成塔內(nèi)硫磺蒸汽與氫氣在催化劑作用下反應(yīng)生成硫化氫，操作溫度500℃，操作壓力0.5MPa，反應(yīng)物料和產(chǎn)品均易燃、有毒。由于液體硫磺蒸發(fā)設(shè)施、合成塔及其附件、閥門、管道等缺陷，或違反操作規(guī)程，造成硫磺蒸汽或硫化氫泄漏，缺乏防護(hù)設(shè)施或措施，存在作業(yè)人員中毒傷亡的危險。

硫化氫合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱通過合成塔床層內(nèi)設(shè)置的盤管用以移除反應(yīng)熱，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，如果導(dǎo)熱油系統(tǒng)發(fā)生泄漏或故障，反應(yīng)熱不能及時移除，就會導(dǎo)致溫度難以控制，引起合成塔飛溫，當(dāng)溫度達(dá)到硫磺、硫化氫或氫氣的自燃點(diǎn)時，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。

2.4硫化氫精制工藝

氫氣的爆炸極限4.1%～74.1%，爆炸濃度范圍寬，爆炸危險性較大。如果氫氣從壓縮機(jī)、合成塔等設(shè)備或管道中泄漏出來，極易與空氣混合形成爆炸性混合氣體，一旦遇有明火、高溫或靜電火花就有爆炸、燃燒的危險。塔內(nèi)件如壓差過大，可能引起內(nèi)件變形，造成重大設(shè)備事故。裝置內(nèi)硫磺蒸氣、氫氣、硫化氫在高溫、壓力下會對金屬材料發(fā)生硫化氫腐蝕、氫脆脫碳腐蝕。外殼發(fā)生超溫使設(shè)備材料破壞，導(dǎo)致有毒、易燃物料泄漏，引發(fā)火災(zāi)爆炸、中毒等事故。

2.5導(dǎo)熱油系統(tǒng)

硫化氫合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱通過合成塔床層內(nèi)設(shè)置的盤管用以移除反應(yīng)熱，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，如果導(dǎo)熱油系統(tǒng)發(fā)生泄漏或故障，反應(yīng)熱不能及時移除，就會導(dǎo)致溫度難以控制，引起合成塔飛溫，當(dāng)溫度達(dá)到硫磺、硫化氫或氫氣的自燃點(diǎn)時，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。

3.防護(hù)措施

3.1固定式可燃有毒氣體報警系統(tǒng)

為確保生產(chǎn)裝置安全和人身安全，硫化氫合成、二甲基二硫裝置、罐區(qū)、裝卸泵站、產(chǎn)品灌裝站、DMDS桶裝庫房、污水處理等有可能發(fā)生氣體泄漏的場所，設(shè)置可燃、有毒氣體檢測器。探頭的防護(hù)等級不低于IP65，儀表采用4～20mA輸出的一體化變送器，信號送至氣體檢測報警系統(tǒng)主機(jī)。

設(shè)置獨(dú)立的可燃有毒氣體檢測系統(tǒng)，并通訊至DCS系統(tǒng)，控制室設(shè)置專用主機(jī)，操作人員可通過畫面直觀判斷整個裝置情況。配置的可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警器要求除在控制室或值班室集中報警外，還具備在現(xiàn)場進(jìn)行聲光報警功能。

3.2風(fēng)向袋或風(fēng)向標(biāo)

生產(chǎn)裝置遵循有關(guān)風(fēng)向標(biāo)的規(guī)定，設(shè)置風(fēng)向袋、風(fēng)向標(biāo)、紅旗等來指示風(fēng)向，風(fēng)向標(biāo)設(shè)置在現(xiàn)場容易看到的地方，風(fēng)向標(biāo)應(yīng)明顯區(qū)別于周圍設(shè)備，設(shè)置位置能讓現(xiàn)場所有工作人員能夠觀察到，硫化氫合成裝置框架、二硫主裝置框架、中間罐區(qū)儲罐、管廊、庫房頂部按要求設(shè)置風(fēng)向標(biāo)，來引起所有人員的注意。

3.3警示標(biāo)示

硫化氫合成、二甲基二硫主裝置均設(shè)置崗位危險告知牌、進(jìn)入裝置區(qū)須知，提醒所有人員裝置區(qū)域存在的風(fēng)險，需按要求佩戴勞動防護(hù)用品方可進(jìn)入。明顯部位設(shè)置警示標(biāo)示，結(jié)合環(huán)境實(shí)際存在風(fēng)險，懸掛相應(yīng)警告、禁止、指令、提示等標(biāo)志。

3.4硫化氫專項(xiàng)防護(hù)措施

（1）公司所有人員配備THB/10-1緊急逃生呼吸裝置。

（2）生產(chǎn)、設(shè)備、安環(huán)、施工單位需進(jìn)入現(xiàn)場作業(yè)人員均配備便攜式硫化氫T40檢測儀。

（3）生產(chǎn)、設(shè)備、安環(huán)、施工單位需進(jìn)入現(xiàn)場作業(yè)人員均配備過濾式防毒面罩。

（4）硫化氫合成、二甲基二硫主裝置按規(guī)范要求設(shè)置固定有毒氣體檢測儀。

（5）中控室、現(xiàn)場巡檢室應(yīng)急柜中均配備正壓式空氣呼吸器、長管呼吸器。

4.結(jié)束語

綜上所述，硫化氫合成裝置的各個工序都有發(fā)生燃燒、爆炸、中毒事故的可能，對硫化氫裝置的正常生產(chǎn)帶來得很大的影響。在操作過程中應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)安全防范措施，盡最大可能避免安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]《化工企業(yè)工藝安全管理實(shí)施導(dǎo)則》（AQ/T3034-2010）

作者簡介：王磊（1984.11），男，漢族，河南中牟縣人，大學(xué)本科，注冊安全工程師，主要從事安全管理工作。