硫酸生產風險分析

楊永蘭

紫金礦業集團青海有限公司

硫酸生產風險分析

楊永蘭

紫金礦業集團青海有限公司

硫酸是一種重要的基本化工原料，其用途十分廣泛，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。硫酸的主要生產原料為硫磺、硫鐵礦、冶煉煙氣、硫化氫等，目前主要生產工藝為接觸法，包括原料二氧化硫的生成、二氧化硫向三氧化硫的催化轉化和三氧化硫的吸收。由于硫酸生產所涉及的化學物質和工藝過程具有一定的安全風險，所以應引起足夠的重視并采取適當的防范措施。筆者通過對硫酸生產工藝過程中危險性原因進行識別與分析，促使員工在生產作業中采取有效防護措施，對預防事故的發生起到重要的作用。

硫酸；生產風險；管理

硫酸是重要的基礎化工原料之一，是化學工業中最重要的產品，廣泛用于化工、輕工、紡織、冶金、石油化工、醫藥等行業。生產硫酸的原料有硫磺、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等，其中硫磺、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。目前工業硫酸生產工藝為接觸法，主要包括二氧化硫的生成、二氧化硫轉化成三氧化硫、三氧化硫的吸收。由于硫酸是《危險化學品名錄》中第8類酸性腐蝕品，所以硫酸生產所涉及的化學物質及工藝過程具有安全風險，必須進行生產危險性分析和采取安全防范措施。

1 主要危險化學品的危險特性

國內主要制酸原料有硫鐵礦（硫精砂）、冶煉煙氣、硫磺和硫化氫等。

硫磺的毒性相對較小，其主要危險性是硫磺粉塵爆炸。固體硫磺自燃點為260℃，閃點為160℃（閉杯法），在空氣中爆炸極限為2.3～1400g/m3，最大爆炸壓力為2.97kg/cm2。硫磺是《危險化學品名錄》（2012版）中編號41501易燃固體，遇明火、高溫易燃。硫磺粉塵易帶高達數千伏乃至上萬伏靜電，摩擦產生的高溫和明火等均可導致硫磺粉塵爆炸和火災；一般情況下硫磺粉塵比易燃氣體更易發生爆炸，但燃燒速度和爆炸壓力比易燃氣體小。2008年某廠在硫磺裝卸過程中曾發生硫磺粉塵爆炸事故，造成7人死亡，32人受傷。

硫酸屬中等毒性物質，最高容許濃度為2mg/m3。濃硫酸遇水大量放熱，屬強氧化劑。硫酸能與很多可燃性物質、還原性物質和有機化合物劇烈反應，放出高熱并可能發生燃燒甚至爆炸。稀硫酸作為還原劑能與部分金屬反應放出氫氣，引起爆炸事故。發煙硫酸氧化性介于濃硫酸和三氧化硫之間，屬于強氧化劑。硫酸（發煙硫酸）的主要危害特性為化學活潑型和強腐蝕性，也可引起爆炸、灼傷。

2 存在的風險及防治措施

2.1 腐蝕和爆炸

稀硫酸、濃硫酸、發煙硫酸、氫氧化鈉、二氧化硫氣體、三氧化硫氣體、硫酸霧等屬于氣、液相強腐蝕介質，若輸送、儲存設備密封不嚴或存在缺陷，往往會造成腐蝕性氣體或液體泄漏，腐蝕性氣體飄散對暴露于作業環境中的電器、金屬材料、廠房建筑構件造成腐蝕。因此，生產場所的電氣設備，輸送、儲存設備、管道都應選用相應等級的耐腐蝕材料。焚燒、轉化及余熱回收等工序屬高溫作業環節，容易造成物理灼傷，硫酸裝置副產大量中、高壓蒸汽，主要危害是易發生燙傷事故。因此，對產生高溫的設備、管道應采取隔熱保溫措施，在高溫操作場所應設置機械通風設備。

安全應對措施主要有：①按照GB50016—2006《建筑設計防火規范》設計制酸裝置；②原料庫加強通風，增大空氣濕度，防止粉塵聚集和氣體濃度在爆炸極限范圍內；③設置必要的在線監測裝置和報警設備；④作業場所所有電氣設備和線路必須符合防火防爆安全要求，現場作業必須使用無火花工具；⑤選擇合適的原料儲存周期，避免原料自燃發生火災；⑥設置完善的消防設施，保持消防通道暢通。⑦特別注意防范鍋爐、高壓管道、儲罐發生爆炸危險。

2.2 化學灼傷和中毒

吸收塔吸收溫度高，塔頂除霧效果達不到要求，設備發生腐蝕，導致泄漏；吸收塔塔頂除霧效果達不到要求，尾氣含SO3，形成酸霧污染環境。濃硫酸冷卻器設備材質達不到耐熱耐酸要求，造成設備腐蝕，導致泄漏；設備制作結構不合理，熱應力集中，不能滿足安全運行的需要；管道焊口有嚴重缺陷，有裂紋，導致硫酸泄漏；沒有按規定進行陽極保護，造成硫酸冷卻器腐蝕，出現硫酸泄漏現象。酸泵傳動部分沒有防護裝置或防護設施失效，運轉時人員誤接觸；連接酸泵的閥門、管道法蘭墊片腐蝕損壞。

為了避免事故發生，加強巡回檢查，及時發現問題；定期分析監控，及時調節。應注意定期檢查維護，使濃硫酸泵保持完好；設備傳動裝置應設置有效地安全防護。

2.3 設備危險

硫酸生產主要設備、設施存在的危險因素有：①原料破碎、輸送過程機械傷害、觸電，皮帶卷入傷人；②焚燒爐（沸騰爐）高溫輻射燙傷，操作不當造成冒二氧化硫，檢修時高處墜落；③廢熱鍋爐二氧化硫、蒸汽、熱水泄漏或保溫層隔熱不力，造成中毒或燙傷；④電除霧器內砷積聚造成檢修人員中毒；⑤轉化器高溫二氧化硫氣體或三氧化硫氣體泄漏造成化學灼傷或中毒，高處墜落，轉化器支撐或腐蝕而損壞使塔器發生意外。

安全應對措施主要有：①從技術方案選擇、設計到施工等環節就必須考慮安全環保，設置必備的安全設施；②加強危害識別管理，作業落實安全責任制，實施全員安全預案演練；加強巡檢，保持裝置密閉，防止氣體泄漏；③作業人員必須嚴格遵守操作規程，穿戴合適的個體防護用品進入作業區。

綜上所述，通過對硫酸生產裝置單元預先危險性分析，可以得知生產裝置存在諸多的危害性因素，是導致事故發生的直接原因。因此，嚴格執行工藝操作規程和安全操作規程，識別和評價生產裝置存在的危害性因素，加強勞動安全作業管理和員工安全操作技能培訓。尤其是加強現場生產作業人員個人防護用品穿戴的檢查、監督、考核和管理。更重要的是設備的維護與保養，提高設備安全運行地穩定性是有效預防和減少事故發生的根本途徑，對進一步促進安全管理工作具有深遠意義。

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