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(shí)踐中總結(jié)出的硫回收裝置的安全操作經(jīng)驗(yàn),包括對爆炸、硫火、設(shè)備腐蝕、催化劑失活等的預(yù)防方法,還介紹了處于H2S氣體存在場所的個(gè)人防護(hù)和裝置火災(zāi)的撲救措施。

硫回收裝置；安全運(yùn)行；操作方法；有毒氣體防護(hù)

1 應(yīng)該注意的安全操作

硫回收裝置的操作介質(zhì)毒性大、產(chǎn)品產(chǎn)物凝點(diǎn)高,難于處理。實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,針對操作中容易出現(xiàn)的造成設(shè)備損壞、有毒介質(zhì)產(chǎn)生和泄漏的非正常操作進(jìn)行分析和預(yù)防,是安全操作的重要方面。

1.1 爆炸和硫火的預(yù)防

硫回收裝置在第一次開工以后,主要工藝系統(tǒng)中不可避免地會(huì)存在硫磺。因?yàn)檠b置的操作溫度高,硫磺的自燃點(diǎn)低(有氧存在下著火溫度為180～208℃),如果操作不當(dāng),容易產(chǎn)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(huì)造成設(shè)備超溫和使催化劑永久性失活;另一方面,還會(huì)產(chǎn)生SO2甚至SO3,對下游設(shè)備造成極大的腐蝕隱患及催化劑失活。產(chǎn)生硫火的主要原因是裝置操作不平穩(wěn)造成過程氣中帶氧,或開停工過程中在裝置未完全冷卻時(shí)通入空氣。如果出現(xiàn)上述情況,在存在硫磺的催化反應(yīng)器、管道、冷凝器等部位就會(huì)造成硫火,特別應(yīng)該注意的是各個(gè)冷凝器的除霧網(wǎng)部位,因?yàn)檠b置在低負(fù)荷操作時(shí)非常容易形成硫霧,除霧網(wǎng)會(huì)集聚大量的硫磺。

1.2 設(shè)備腐蝕的預(yù)防

防止設(shè)備和管道的非正常腐蝕也是確保裝置安全運(yùn)行的一種重要措施。硫回收裝置內(nèi)的腐蝕主要有兩種:低溫露點(diǎn)腐蝕和高溫硫化腐蝕。經(jīng)常發(fā)生的腐蝕是因操作不當(dāng)而引起的低溫露點(diǎn)腐蝕。在實(shí)際生產(chǎn)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(jié)構(gòu)破壞。熱沖擊又分為兩種情況,一種是不同材料的膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力沖擊,另一種為襯里材料內(nèi)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(shí)際生產(chǎn)中,對于有內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的設(shè)備,應(yīng)該尤其注意保持預(yù)熱升溫過程的平穩(wěn)(應(yīng)嚴(yán)格遵守內(nèi)襯生產(chǎn)廠商提供的升溫曲線)和防止超溫。

1.3 催化劑失活的預(yù)防及性能判斷

日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)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(zhuǎn)化階段最高只能達(dá)到60%～70%的硫回收率,因此在實(shí)際生產(chǎn)中預(yù)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?qū)Υ呋瘎┑幕钚宰龀稣_的評估,對于節(jié)省操作費(fèi)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(shí)性失活通常都伴有床層壓力降增加的現(xiàn)象,如果裝置的硫回收率降低且反應(yīng)器床層壓力降增加,通常意味著催化劑已經(jīng)臨時(shí)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(yīng)器的床層高度通常約為900 mm,但如果催化劑狀態(tài)良好,實(shí)際的CLAUS反應(yīng)通常在頂端至150 mm處就可以達(dá)到平衡。對各個(gè)反應(yīng)器進(jìn)出口溫差和每個(gè)反應(yīng)器床層溫差的綜合判斷可以幫助確定催化劑的狀態(tài)。

2 應(yīng)注意的安全防護(hù)

2.1 在可能存在H2S氣體的區(qū)域做好個(gè)人防護(hù)

硫回收裝置的操作介質(zhì)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?jǐn)?shù)大都在50%以上。H2S屬高度危害有毒介質(zhì),對眼睛及呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用,高濃度的H2S可立刻至人死亡。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,人在8小時(shí)內(nèi)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?jǐn)?shù)超過600μL/L,30分鐘內(nèi)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(huì)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(xiǎn)的介質(zhì),所以應(yīng)特別注意對操作人員的防護(hù)。首先必須確保每個(gè)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(qū)域必須做好個(gè)人防護(hù),佩帶防護(hù)眼鏡和獨(dú)立的防毒面具應(yīng)作為強(qiáng)制性的規(guī)定。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明,在裝置內(nèi)設(shè)立一套對H2S濃度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測的報(bào)警系統(tǒng)是一種非常有效的防護(hù)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(huì)造成窒息。如果出現(xiàn)上述癥狀,應(yīng)首先將中毒者移到有新鮮空氣的通風(fēng)之處,如果呼吸停止的話,應(yīng)馬上進(jìn)行人工呼吸和輸氧,讓中毒者處于溫暖和安靜的狀態(tài),并盡快進(jìn)行進(jìn)一步的醫(yī)療救助。

2.2 裝置火災(zāi)的撲救

鑒于裝置操作介質(zhì)的特殊性,操作人員在熟悉各種火災(zāi)常規(guī)撲救方法的同時(shí),對于一些特殊情況應(yīng)尤為注意,使用相應(yīng)的撲救方法,這對于人身的防護(hù)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(huì)形成有毒的SO2和SO3煙霧,所以操作人員在火災(zāi)的撲救中應(yīng)特別注意佩帶呼吸器具及護(hù)目鏡等防護(hù)器具。應(yīng)立即切斷氣源來隔離火災(zāi)區(qū)域。其次,元素硫(液硫和固態(tài)硫)是一種可燃物質(zhì),硫回收裝置中的硫坑和液硫罐應(yīng)尤其注意火災(zāi)的防護(hù),在上述設(shè)備附近發(fā)生火災(zāi)是非常麻煩和危險(xiǎn)的,應(yīng)使用消防蒸汽盡快撲救。但對于固態(tài)硫所引起的火災(zāi),應(yīng)避免用消防蒸汽來進(jìn)行撲救,用淋浴滅火設(shè)備才是最好的選擇。因?yàn)橄勒羝菀仔纬晒虘B(tài)硫塵,硫塵和空氣混合會(huì)形成爆炸混合物。對固態(tài)硫磺引起的小的火情,用沙子來撲救也是一種有效的方法。