硫回收裝置安全操作的考慮

莊昌偉（惠生（南京）清潔能源股份有限公司，江蘇 南京 210000）

硫回收裝置安全操作的考慮

莊昌偉（惠生（南京）清潔能源股份有限公司，江蘇 南京 210000）

本文了從實踐中總結出的硫回收裝置的安全操作經驗,包括對爆炸、硫火、設備腐蝕、催化劑失活等的預防方法,還介紹了處于H2S氣體存在場所的個人防護和裝置火災的撲救措施。

硫回收裝置；安全運行；操作方法；有毒氣體防護

1 應該注意的安全操作

硫回收裝置的操作介質毒性大、產品產物凝點高,難于處理。實際生產經驗表明,針對操作中容易出現的造成設備損壞、有毒介質產生和泄漏的非正常操作進行分析和預防,是安全操作的重要方面。

1.1 爆炸和硫火的預防

硫回收裝置在第一次開工以后,主要工藝系統中不可避免地會存在硫磺。因為裝置的操作溫度高,硫磺的自燃點低(有氧存在下著火溫度為180～208℃),如果操作不當,容易產生硫火。硫火對裝置的安全操作危害非常大,一方面其釋放出的大量熱量會造成設備超溫和使催化劑永久性失活;另一方面,還會產生SO2甚至SO3,對下游設備造成極大的腐蝕隱患及催化劑失活。產生硫火的主要原因是裝置操作不平穩造成過程氣中帶氧,或開停工過程中在裝置未完全冷卻時通入空氣。如果出現上述情況,在存在硫磺的催化反應器、管道、冷凝器等部位就會造成硫火,特別應該注意的是各個冷凝器的除霧網部位,因為裝置在低負荷操作時非常容易形成硫霧,除霧網會集聚大量的硫磺。

1.2 設備腐蝕的預防

防止設備和管道的非正常腐蝕也是確保裝置安全運行的一種重要措施。硫回收裝置內的腐蝕主要有兩種:低溫露點腐蝕和高溫硫化腐蝕。經常發生的腐蝕是因操作不當而引起的低溫露點腐蝕。在實際生產中,容易造成襯里材料損壞的主要原因有兩種:一是熱沖擊造成的損壞;另一是襯里材料超溫帶來的材料結構破壞。熱沖擊又分為兩種情況,一種是不同材料的膨脹系數不同而產生的熱應力沖擊,另一種為襯里材料內所含水分的的急劇汽化所帶來的壓力沖擊。鑒于以上的幾種原因,在實際生產中,對于有內襯結構的設備,應該尤其注意保持預熱升溫過程的平穩(應嚴格遵守內襯生產廠商提供的升溫曲線)和防止超溫。

1.3 催化劑失活的預防及性能判斷

日益嚴格的環保法規要求硫回收裝置必須保持很高的硫回收率。由于硫回收裝置在熱轉化階段最高只能達到60%～70%的硫回收率,因此在實際生產中預防催化劑失活,對保證裝置的高硫回收率和避免對下游尾氣處理裝置的影響就尤為重要。由于造成催化劑失活的原因很多,如果能夠對催化劑的活性做出正確的評估,對于節省操作費用和保證高硫回收率是非常有益的。用裝置的硫回收率來判斷催化劑活性的高低是最直接和明顯的手段。催化劑臨時性失活通常都伴有床層壓力降增加的現象,如果裝置的硫回收率降低且反應器床層壓力降增加,通常意味著催化劑已經臨時性失活。如果催化劑床層壓力降沒有明顯變化,則意味著催化劑可能永久性失活。對于催化劑因永久性失活造成活性減弱的判斷則比較困難。硫回收裝置的反應器的床層高度通常約為900 mm,但如果催化劑狀態良好,實際的CLAUS反應通常在頂端至150 mm處就可以達到平衡。對各個反應器進出口溫差和每個反應器床層溫差的綜合判斷可以幫助確定催化劑的狀態。

2 應注意的安全防護

2.1 在可能存在H2S氣體的區域做好個人防護

硫回收裝置的操作介質為酸性氣,對于一般煉油廠的硫回收裝置來說,酸性氣中的H2S體積分數大都在50%以上。H2S屬高度危害有毒介質,對眼睛及呼吸道有強烈的刺激作用,高濃度的H2S可立刻至人死亡。根據實驗結果,人在8小時內可以忍受的最高H2S濃度僅為200μL/L,比氰化氫的濃度還低;如果H2S體積分數超過600μL/L,30分鐘內就可以致人死亡。H2S具有臭雞蛋氣味,在很低濃度情況下可以察覺。但在高濃度情況下,H2S瞬間就會令嗅覺失靈,所以依靠嗅覺判斷并不是一種可靠的檢測方法。鑒于H2S是一種非常危險的介質,所以應特別注意對操作人員的防護。首先必須確保每個操作人員對H2S的毒性都有全面的了解。在裝置的操作和檢修期間,操作人員在可能存在H2S的區域必須做好個人防護,佩帶防護眼鏡和獨立的防毒面具應作為強制性的規定。實際經驗表明,在裝置內設立一套對H2S濃度進行連續監測的報警系統是一種非常有效的防護措施。H2S中毒的最初癥狀為眼睛、鼻子和喉嚨疼痛,頭痛、眩目、疲乏嗜睡,深度中毒會造成窒息。如果出現上述癥狀,應首先將中毒者移到有新鮮空氣的通風之處,如果呼吸停止的話,應馬上進行人工呼吸和輸氧,讓中毒者處于溫暖和安靜的狀態,并盡快進行進一步的醫療救助。

2.2 裝置火災的撲救

鑒于裝置操作介質的特殊性,操作人員在熟悉各種火災常規撲救方法的同時,對于一些特殊情況應尤為注意,使用相應的撲救方法,這對于人身的防護和避免造成更大的損失是非常必要的。首先,由于酸性氣本身的劇毒性和硫磺燃燒會形成有毒的SO2和SO3煙霧,所以操作人員在火災的撲救中應特別注意佩帶呼吸器具及護目鏡等防護器具。應立即切斷氣源來隔離火災區域。其次,元素硫(液硫和固態硫)是一種可燃物質,硫回收裝置中的硫坑和液硫罐應尤其注意火災的防護,在上述設備附近發生火災是非常麻煩和危險的,應使用消防蒸汽盡快撲救。但對于固態硫所引起的火災,應避免用消防蒸汽來進行撲救,用淋浴滅火設備才是最好的選擇。因為消防蒸汽容易形成固態硫塵,硫塵和空氣混合會形成爆炸混合物。對固態硫磺引起的小的火情,用沙子來撲救也是一種有效的方法。