硫酸生產危險因素及安全對策分析

覃慶杰

（藤縣政府投資項目評審中心，廣西 梧州 543300）

硫酸是一種具有極強腐蝕性的化學品，分類為易制爆化學品和易制毒化學品。通過國家政策對硫酸的生產以及銷售整個過程進行嚴格的管控。硫酸在生產過程中，從原料到生產過程均具有較高的安全風險，所以對于硫酸的工業生產需要注重清潔和環境保護，并且我國也制定了關于硫酸產業安全生產的相關標準并進行了硫酸行業的危險品預案。嚴格管理硫酸行業中的原料、儲存和運輸環節，盡可能保證硫酸的安全生產。硫酸是一種無色無味油狀，且具有極強腐蝕性的液體，并且這種物質具有強烈的吸濕性。硫酸是一種沸點極高且難以揮發的強酸，可以與任何比例的水相融合，在雨水融合過程中會釋放大量的熱量。硫酸屬于一種化學物質，具有極強的氧化性，同時硫酸具有中等毒性，能夠與多種還原性物質發生化學反應。由于硫酸自身強腐蝕性與化學活潑性的危險特征，無論是在生產還是在運輸過程中，很容易導致患者出現物理灼傷、火災爆炸以及化學腐蝕等常見問題，對于人們的生命財產安全會造成極大的影響。就目前來說，硫酸在生產過程中會受到多種因素的影響，出現風險性。

1 硫酸在生產過程中的危險性分析

1.1 二氧化硫

二氧化硫是一種無色且具有刺激性的有毒氣體，這種物質不具有可燃性，但很容易液化，極易溶于水和乙醇；這種氣體具有較強的還原性，能與高錳酸鉀、溴水以及氯水發生化學反應使之褪色［1］。二氧化硫屬于一種急性毒性物質，在生物實驗中發現二氧化硫能夠與大鼠黏膜表面發生反應，形成硫酸和亞硫酸，會極大的刺激大鼠的呼吸道和眼睛。如果人體少量吸入二氧化硫，還會導致人體出現咽喉灼痛、咳嗽以及流淚的狀況；如果大量吸入二氧化硫，還有可能導致患者出現肺氣腫和窒息的狀況。一旦二氧化硫與皮膚發生接觸會立即引發灼傷或者炎癥，可以說二氧化硫的主要危險特征是其強烈的毒性。

1.2 三氧化硫

三氧化硫是一種無色透明的油狀液體，這種液體具有極強的刺激性氣味。這種化學物質能夠與有機化合物、還原性化合物以及可燃物質發生一些化學反應，可能會引發爆炸或火災的情況，同時三氧化硫還能夠與水發生化學反應形成硫酸。與氟、氧氣、磷等物質相遇也可以發生強烈的化學反應。而接觸到棉花、草、木等易燃物很容易引發火災，而在潮濕的環境下，三氧化硫可能會對金屬產生腐蝕而釋放氫氣。

三氧化硫與硫酸有較高的性質相似性，這種物質也具有較強的腐蝕性，會對人體的粘膜組織、嚴重時還有可能導致接觸人出現結膜炎或失明等疾病。三氧化硫還會對人體的呼吸道造成刺激，引起肺水腫或者呼吸困難的癥狀。如果人體與三氧化硫出現直接接觸，會導致患者出現胃穿孔、潰瘍甚至死亡的情況，腐蝕性和中毒特征。可以說是三氧化硫的主要危險特性。

1.3 五氧化二釩

五氧化二礬屬于一種磚紅色或是橙色的固體，這種物質無色無味，但具有一定的毒性，與水、氯化氨以及乙醇都不具有相溶性，五氧化二釩既具有氧化性又具有還原性，可以溶于強酸和強堿中。五氧化二釩主要通過偏釩酸氨通過熱分解或是三氯氧釩與水作用生成。

五氧化二釩由于是一種固體，很容易產生各種粉塵漂浮到空氣中。在人體吸入后會對人體的呼吸道造成強烈刺激［2］，人體在吸入無氧化反后會出現明顯的咳嗽、胸緊、刺激眼睛的感覺。在近年來臨床研究中發現，五氧化二釩的毒性相較于三氧化二釩、三氯化釩、釩酸以及碳化反等物質毒性更強。可以說中毒是三氧化二釩的主要危險特征。

2 硫酸沸騰爐生產過程中的危險因素分析

2.1 主要危害因素

硫酸沸騰爐在運行過程中具有極高的連續性和持續性，需要長期保持在高溫高壓的狀態下。在運行過程中，硫酸也需要與其他易燃易爆的氣體和液體接觸，整個裝置在運行過程中也會發生各種化學反應，產生硫化氫等有毒氣體，所以這個裝置在運行期間具有較高的爆炸風險和火災風險。同時還具有一定的泄漏風險，故而在進行運行時需要做好相應的裝置保護，預防觸電、高溫灼燙以及噪聲污染等多種外界風險。而在實際研究中發現硫酸沸騰爐在生產過程中最常見的危險因素［3］，包括操作失誤、工藝制作不當、物料泄露等多種因素。而在實際操作過程中，需要格外重視的危險因素，包括火災爆炸以及毒氣中毒等。火災爆炸不僅會導致硫酸沸騰爐完全摧毀，也有可能對周圍的工作人員的生命安全造成影響，毒氣泄漏不僅會影響周邊的氣候環境，還有可能對設備周圍的工作人員的生命安全造成影響。

2.2 工藝方面的風險

硫酸沸騰爐的各項化學反應以放熱反應為主，在硫酸熔燒、凈化過程中需要做好溫度的控制，一方面來說能夠保證硫酸凈化工藝的質量，另一方面還能保證工藝的運行穩定，避免出現爆炸等不良后果。在這種狀況下做好反應器的溫度控制，對于反應的正常進行以及安全來說極為重要，如果在進化過程中沒有做好二氧化硫和三氧化硫的分離處理，就有可能導致毒氣泄漏的情況，這種現象會導致相關工作人員中毒的可能。凈化反應過程中，如果沸騰爐在發生故障時需要及時將電源切斷，并且將原料供應及時停止，否則則會導致反應器內的溫度和壓力達到臨界值發生爆炸。

2.3 腐蝕危害

硫酸沸騰爐在燃燒的狀態下開展各項化學反應，而整個環境都處于高溫高壓的狀況，富硫介質在運行過程中會對設備機材造成破壞，導致鋼材受到二氧化硫、三氧化硫影響發生侵蝕，如果設備在運行過程中出現腐蝕狀況，設備上就會出現不明顯的漏洞，而物料則會在反應過程中經由漏洞或縫隙泄露出來而導致設備密封性降低［4］。而一旦出現爆炸，又會導致硫酸沸騰爐中的毒氣發生泄漏，很容易導致相關工作人員出現中毒的狀況，對工作人員的生命安全造成危害。所以在進行反應設備的選擇和保養時，需要注重化學腐蝕和電化學腐蝕等多種腐蝕類型，做好相應的防護措施，這樣才能保證設備的安全運行。

在硫酸的生產、存儲以及運輸的過程中，都有可能會引發由于腐蝕或者是爆炸而產生的危險因素，其中化學腐蝕以及物理灼傷、火災爆炸，是硫酸生產十分常見的安全問題。稀硫酸、濃硫酸以及氫氧化鈉、二氧化硫氣體等屬于強腐蝕的氣體或者液體介質。在輸送或者是存儲的過程中，一旦出現了設備的密封不嚴或者是設備本身存在一定的缺陷，很有可能會導致其氣體出或者是液體出現泄露，對于環境或者是工作人員而言會造成非常大的危害。特別是針對作業環境，其中包含了一系列的電器，金屬材料，廠房建筑等構件一旦遭到腐蝕，有可能會導致非常高的經濟損失。在生產的周邊經常會出現運輸設備，電子設備，管道設備等，選擇管道設備時應盡可能地選擇耐腐蝕的材料。防止由于硫酸的生產而對整體的環節在帶來負面影響。在硫酸的存儲或是轉化余熱、回收過程中，該工藝過程屬于高溫作業環節，很容易造成物理灼傷，特別是硫酸的裝置，其在發生反應時會產生大量高壓蒸汽，特別容易造成燙傷事故。在這一階段應對所有的硫酸、高壓高溫設備管道等采取隔熱保護措施［5］。第一，在高溫場所進行作業時，也需要確保機械設備處于通風的狀態中，一旦出現了由于硫酸而引起的火災十分容易爆炸，因為在硫酸的生產以及裝修的過程中很容易產生粉塵，粉塵與地面上或者是倉庫、房頂、墻體以及其他的建筑構件中所含有的硫磺粉塵聚集產生爆炸的可能性相對較高，并且引爆的能量低，很有可能會出現工作人員的工作失誤而導致火災爆炸事故的出現。第二，焚化爐的操作不當也有可能會導致硫酸在生產過程中出現了易燃易爆的情況。比如說在硫酸制作的過程中，會產生一定的一氧化碳。一氧化碳進入了電除霧器或者電除塵器時，很容易產生火花的接觸，很容易出現相對嚴重的爆炸危險。第三，稀硫酸會與金屬管道容器等發生反應，進而產生一定的氫氣，氫氣在遇明火或者是遇到火花時同樣會出現爆炸的現象。第四，由于余熱鍋爐本身屬于壓力容器。在壓力容器使用的過程中，由于操作不當很容易造成嚴重的鍋爐缺水或者是超載蒸汽過壓等問題，進而引起爆炸。第五，在安裝轉化器的過程中，由于轉化器內部存在一定的積水升溫，開車同樣會引起轉化氣的爆炸，導致硫酸在生產過程中其危險因素在逐步提升。第六，機械設備所使用的潤滑油在一定程度下同樣會引起火災，這是由于潤滑油的使用不當或者是出現了電氣火災等現象。

3 對硫酸沸騰爐的安全保護措施

3.1 工藝與設備方面加強防護

首先來說需要加強凈化裝置的控制質量，可以在裝置內設置相應的報警器和止逆閥，通過合理的液位控制，保證凈化裝置的運行穩定性，而為了避免加熱爐管和反應器內出現結焦的狀況，應當盡可能防止原料硫鐵礦與空氣接觸可以在原料油的儲存罐中加入氮氣對其進行保護，也可以在設置時加入安全閥門和壓力控制裝置，這樣能夠有效避免原料油出現倒竄的情況。也可以在高壓分離器內通過安裝液位監測系統和超低壓液位報警裝置和連鎖裝置。而為了避免停水停電事故的發生，可以在關鍵設備以及管道部位安裝相應的自動切斷閥和指揮閥，這樣能夠在避免出現緊急事故時，物料和氣體出現倒流等異常狀況。

盡可能選擇密封良好且質量良好的循環采樣設備來對三氧化硫液體和二氧化硫氣體進行收集，通過對這些因素進行分析，明確其中的問題和原料配比。在設備的邊界可以設置分液罐，通過這樣的設置，能夠滿足不同設備的泄壓需求，避免設備出現緊急排放時將三氧化硫液體帶走。相關工作人員需要充分考慮化學物質以及其他的物料對設備造成的腐蝕狀況，在進行材質的選擇時，根據凈化裝置的特點進行調整，為了保證設備運行安全，需要配置相應的安全閥門、壓力計和液面表等附件［6］，而各項附件的運行狀況也應當符合生產安全需求，在實際工作過程中這些設備都應當需要定期維護檢查，整個硫酸沸騰爐中自動控制的部分都需要按照相應的規范進行安裝，合理的做好設備之間的設計，通過這種方式保證設備的控制安全。

3.2 事故緊急處理以及救援方式

硫酸沸騰爐在工作時對于環境的要求較高，所有的設備運行期間都需要具有嚴格的管理條例，尤其是在對各項工作的質量進行驗收時，需要明確其中存在的問題并積極總結，做好設備的防靜電和壁壘方案的設計。而在設備的實際使用時，需要密切觀察設備的狀況，而一旦出現安全重大事故，則應當立即明確危險發生的部位，按照應急預案對火災和爆炸的事故進行處理。相關工作人員需要做好相應的演習，強化提高不同人員的安全意識，尤其是在設備的使用現場需要準備好，各種在應急事件下需要配置和使用的防護用品，一旦發生緊急事故，這些物品能夠保護員工的生命安全，并能為相關工作人員提供良好的處理設備。

4 結語

硫酸沸騰爐在運行過程中工藝不僅復雜且十分危險，需要應用較多的易燃易爆物質。尤其是在高溫高壓的環境中長期運行的設備很容易遭到腐蝕，所以裝置在使用過程中需要格外注重安全防護，采用有效的措施來保證裝置的合理運行，這樣才能滿足我國的生產需求，為我國工業發展添磚加瓦。