硫酸生產(chǎn)危險(xiǎn)因素及安全對(duì)策分析

覃慶杰

（藤縣政府投資項(xiàng)目評(píng)審中心，廣西 梧州 543300）

硫酸是一種具有極強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)品，分類為易制爆化學(xué)品和易制毒化學(xué)品。通過(guò)國(guó)家政策對(duì)硫酸的生產(chǎn)以及銷售整個(gè)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的管控。硫酸在生產(chǎn)過(guò)程中，從原料到生產(chǎn)過(guò)程均具有較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以對(duì)于硫酸的工業(yè)生產(chǎn)需要注重清潔和環(huán)境保護(hù)，并且我國(guó)也制定了關(guān)于硫酸產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行了硫酸行業(yè)的危險(xiǎn)品預(yù)案。嚴(yán)格管理硫酸行業(yè)中的原料、儲(chǔ)存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，盡可能保證硫酸的安全生產(chǎn)。硫酸是一種無(wú)色無(wú)味油狀，且具有極強(qiáng)腐蝕性的液體，并且這種物質(zhì)具有強(qiáng)烈的吸濕性。硫酸是一種沸點(diǎn)極高且難以揮發(fā)的強(qiáng)酸，可以與任何比例的水相融合，在雨水融合過(guò)程中會(huì)釋放大量的熱量。硫酸屬于一種化學(xué)物質(zhì)，具有極強(qiáng)的氧化性，同時(shí)硫酸具有中等毒性，能夠與多種還原性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于硫酸自身強(qiáng)腐蝕性與化學(xué)活潑性的危險(xiǎn)特征，無(wú)論是在生產(chǎn)還是在運(yùn)輸過(guò)程中，很容易導(dǎo)致患者出現(xiàn)物理灼傷、火災(zāi)爆炸以及化學(xué)腐蝕等常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)于人們的生命財(cái)產(chǎn)安全會(huì)造成極大的影響。就目前來(lái)說(shuō)，硫酸在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)性。

1 硫酸在生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)性分析

1.1 二氧化硫

二氧化硫是一種無(wú)色且具有刺激性的有毒氣體，這種物質(zhì)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(qiáng)的還原性，能與高錳酸鉀、溴水以及氯水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使之褪色［1］。二氧化硫?qū)儆谝环N急性毒性物質(zhì)，在生物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)二氧化硫能夠與大鼠黏膜表面發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸和亞硫酸，會(huì)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(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)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(dǎo)致患者出現(xiàn)肺氣腫和窒息的狀況。一旦二氧化硫與皮膚發(fā)生接觸會(huì)立即引發(fā)灼傷或者炎癥，可以說(shuō)二氧化硫的主要危險(xiǎn)特征是其強(qiáng)烈的毒性。

1.2 三氧化硫

三氧化硫是一種無(wú)色透明的油狀液體，這種液體具有極強(qiáng)的刺激性氣味。這種化學(xué)物質(zhì)能夠與有機(jī)化合物、還原性化合物以及可燃物質(zhì)發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)引發(fā)爆炸或火災(zāi)的情況，同時(shí)三氧化硫還能夠與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸。與氟、氧氣、磷等物質(zhì)相遇也可以發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。而接觸到棉花、草、木等易燃物很容易引發(fā)火災(zāi)，而在潮濕的環(huán)境下，三氧化硫可能會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕而釋放氫氣。

三氧化硫與硫酸有較高的性質(zhì)相似性，這種物質(zhì)也具有較強(qiáng)的腐蝕性，會(huì)對(duì)人體的粘膜組織、嚴(yán)重時(shí)還有可能導(dǎo)致接觸人出現(xiàn)結(jié)膜炎或失明等疾病。三氧化硫還會(huì)對(duì)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(xiàn)直接接觸，會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)胃穿孔、潰瘍甚至死亡的情況，腐蝕性和中毒特征。可以說(shuō)是三氧化硫的主要危險(xiǎn)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(zhì)無(wú)色無(wú)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(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。五氧化二釩主要通過(guò)偏釩酸氨通過(guò)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(chǎn)生各種粉塵漂浮到空氣中。在人體吸入后會(huì)對(duì)人體的呼吸道造成強(qiáng)烈刺激［2］，人體在吸入無(wú)氧化反后會(huì)出現(xiàn)明顯的咳嗽、胸緊、刺激眼睛的感覺(jué)。在近年來(lái)臨床研究中發(fā)現(xiàn)，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(zhì)毒性更強(qiáng)。可以說(shuō)中毒是三氧化二釩的主要危險(xiǎn)特征。

2 硫酸沸騰爐生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)因素分析

2.1 主要危害因素

硫酸沸騰爐在運(yùn)行過(guò)程中具有極高的連續(xù)性和持續(xù)性，需要長(zhǎng)期保持在高溫高壓的狀態(tài)下。在運(yùn)行過(guò)程中，硫酸也需要與其他易燃易爆的氣體和液體接觸，整個(gè)裝置在運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體，所以這個(gè)裝置在運(yùn)行期間具有較高的爆炸風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)還具有一定的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，故而在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)需要做好相應(yīng)的裝置保護(hù)，預(yù)防觸電、高溫灼燙以及噪聲污染等多種外界風(fēng)險(xiǎn)。而在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)硫酸沸騰爐在生產(chǎn)過(guò)程中最常見(jiàn)的危險(xiǎn)因素［3］，包括操作失誤、工藝制作不當(dāng)、物料泄露等多種因素。而在實(shí)際操作過(guò)程中，需要格外重視的危險(xiǎn)因素，包括火災(zāi)爆炸以及毒氣中毒等。火災(zāi)爆炸不僅會(huì)導(dǎo)致硫酸沸騰爐完全摧毀，也有可能對(duì)周圍的工作人員的生命安全造成影響，毒氣泄漏不僅會(huì)影響周邊的氣候環(huán)境，還有可能對(duì)設(shè)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(fēng)險(xiǎn)

硫酸沸騰爐的各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)以放熱反應(yīng)為主，在硫酸熔燒、凈化過(guò)程中需要做好溫度的控制，一方面來(lái)說(shuō)能夠保證硫酸凈化工藝的質(zhì)量，另一方面還能保證工藝的運(yùn)行穩(wěn)定，避免出現(xiàn)爆炸等不良后果。在這種狀況下做好反應(yīng)器的溫度控制，對(duì)于反應(yīng)的正常進(jìn)行以及安全來(lái)說(shuō)極為重要，如果在進(jìn)化過(guò)程中沒(méi)有做好二氧化硫和三氧化硫的分離處理，就有可能導(dǎo)致毒氣泄漏的情況，這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致相關(guān)工作人員中毒的可能。凈化反應(yīng)過(guò)程中，如果沸騰爐在發(fā)生故障時(shí)需要及時(shí)將電源切斷，并且將原料供應(yīng)及時(shí)停止，否則則會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力達(dá)到臨界值發(fā)生爆炸。

2.3 腐蝕危害

硫酸沸騰爐在燃燒的狀態(tài)下開(kāi)展各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)，而整個(gè)環(huán)境都處于高溫高壓的狀況，富硫介質(zhì)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)對(duì)設(shè)備機(jī)材造成破壞，導(dǎo)致鋼材受到二氧化硫、三氧化硫影響發(fā)生侵蝕，如果設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)腐蝕狀況，設(shè)備上就會(huì)出現(xiàn)不明顯的漏洞，而物料則會(huì)在反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)由漏洞或縫隙泄露出來(lái)而導(dǎo)致設(shè)備密封性降低［4］。而一旦出現(xiàn)爆炸，又會(huì)導(dǎo)致硫酸沸騰爐中的毒氣發(fā)生泄漏，很容易導(dǎo)致相關(guān)工作人員出現(xiàn)中毒的狀況，對(duì)工作人員的生命安全造成危害。所以在進(jìn)行反應(yīng)設(shè)備的選擇和保養(yǎng)時(shí)，需要注重化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕等多種腐蝕類型，做好相應(yīng)的防護(hù)措施，這樣才能保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

在硫酸的生產(chǎn)、存儲(chǔ)以及運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，都有可能會(huì)引發(fā)由于腐蝕或者是爆炸而產(chǎn)生的危險(xiǎn)因素，其中化學(xué)腐蝕以及物理灼傷、火災(zāi)爆炸，是硫酸生產(chǎn)十分常見(jiàn)的安全問(wèn)題。稀硫酸、濃硫酸以及氫氧化鈉、二氧化硫氣體等屬于強(qiáng)腐蝕的氣體或者液體介質(zhì)。在輸送或者是存儲(chǔ)的過(guò)程中，一旦出現(xiàn)了設(shè)備的密封不嚴(yán)或者是設(shè)備本身存在一定的缺陷，很有可能會(huì)導(dǎo)致其氣體出或者是液體出現(xiàn)泄露，對(duì)于環(huán)境或者是工作人員而言會(huì)造成非常大的危害。特別是針對(duì)作業(yè)環(huán)境，其中包含了一系列的電器，金屬材料，廠房建筑等構(gòu)件一旦遭到腐蝕，有可能會(huì)導(dǎo)致非常高的經(jīng)濟(jì)損失。在生產(chǎn)的周邊經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸設(shè)備，電子設(shè)備，管道設(shè)備等，選擇管道設(shè)備時(shí)應(yīng)盡可能地選擇耐腐蝕的材料。防止由于硫酸的生產(chǎn)而對(duì)整體的環(huán)節(jié)在帶來(lái)負(fù)面影響。在硫酸的存儲(chǔ)或是轉(zhuǎn)化余熱、回收過(guò)程中，該工藝過(guò)程屬于高溫作業(yè)環(huán)節(jié)，很容易造成物理灼傷，特別是硫酸的裝置，其在發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高壓蒸汽，特別容易造成燙傷事故。在這一階段應(yīng)對(duì)所有的硫酸、高壓高溫設(shè)備管道等采取隔熱保護(hù)措施［5］。第一，在高溫場(chǎng)所進(jìn)行作業(yè)時(shí)，也需要確保機(jī)械設(shè)備處于通風(fēng)的狀態(tài)中，一旦出現(xiàn)了由于硫酸而引起的火災(zāi)十分容易爆炸，因?yàn)樵诹蛩岬纳a(chǎn)以及裝修的過(guò)程中很容易產(chǎn)生粉塵，粉塵與地面上或者是倉(cāng)庫(kù)、房頂、墻體以及其他的建筑構(gòu)件中所含有的硫磺粉塵聚集產(chǎn)生爆炸的可能性相對(duì)較高，并且引爆的能量低，很有可能會(huì)出現(xiàn)工作人員的工作失誤而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的出現(xiàn)。第二，焚化爐的操作不當(dāng)也有可能會(huì)導(dǎo)致硫酸在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了易燃易爆的情況。比如說(shuō)在硫酸制作的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的一氧化碳。一氧化碳進(jìn)入了電除霧器或者電除塵器時(shí)，很容易產(chǎn)生火花的接觸，很容易出現(xiàn)相對(duì)嚴(yán)重的爆炸危險(xiǎn)。第三，稀硫酸會(huì)與金屬管道容器等發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生一定的氫氣，氫氣在遇明火或者是遇到火花時(shí)同樣會(huì)出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)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(guò)程中，由于操作不當(dāng)很容易造成嚴(yán)重的鍋爐缺水或者是超載蒸汽過(guò)壓等問(wèn)題，進(jìn)而引起爆炸。第五，在安裝轉(zhuǎn)化器的過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)化器內(nèi)部存在一定的積水升溫，開(kāi)車同樣會(huì)引起轉(zhuǎn)化氣的爆炸，導(dǎo)致硫酸在生產(chǎn)過(guò)程中其危險(xiǎn)因素在逐步提升。第六，機(jī)械設(shè)備所使用的潤(rùn)滑油在一定程度下同樣會(huì)引起火災(zāi)，這是由于潤(rùn)滑油的使用不當(dāng)或者是出現(xiàn)了電氣火災(zāi)等現(xiàn)象。

3 對(duì)硫酸沸騰爐的安全保護(hù)措施

3.1 工藝與設(shè)備方面加強(qiáng)防護(hù)

首先來(lái)說(shuō)需要加強(qiáng)凈化裝置的控制質(zhì)量，可以在裝置內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警器和止逆閥，通過(guò)合理的液位控制，保證凈化裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性，而為了避免加熱爐管和反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)結(jié)焦的狀況，應(yīng)當(dāng)盡可能防止原料硫鐵礦與空氣接觸可以在原料油的儲(chǔ)存罐中加入氮?dú)鈱?duì)其進(jìn)行保護(hù)，也可以在設(shè)置時(shí)加入安全閥門(mén)和壓力控制裝置，這樣能夠有效避免原料油出現(xiàn)倒竄的情況。也可以在高壓分離器內(nèi)通過(guò)安裝液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和超低壓液位報(bào)警裝置和連鎖裝置。而為了避免停水停電事故的發(fā)生，可以在關(guān)鍵設(shè)備以及管道部位安裝相應(yīng)的自動(dòng)切斷閥和指揮閥，這樣能夠在避免出現(xiàn)緊急事故時(shí)，物料和氣體出現(xiàn)倒流等異常狀況。

盡可能選擇密封良好且質(zhì)量良好的循環(huán)采樣設(shè)備來(lái)對(duì)三氧化硫液體和二氧化硫氣體進(jìn)行收集，通過(guò)對(duì)這些因素進(jìn)行分析，明確其中的問(wèn)題和原料配比。在設(shè)備的邊界可以設(shè)置分液罐，通過(guò)這樣的設(shè)置，能夠滿足不同設(shè)備的泄壓需求，避免設(shè)備出現(xiàn)緊急排放時(shí)將三氧化硫液體帶走。相關(guān)工作人員需要充分考慮化學(xué)物質(zhì)以及其他的物料對(duì)設(shè)備造成的腐蝕狀況，在進(jìn)行材質(zhì)的選擇時(shí)，根據(jù)凈化裝置的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，為了保證設(shè)備運(yùn)行安全，需要配置相應(yīng)的安全閥門(mén)、壓力計(jì)和液面表等附件［6］，而各項(xiàng)附件的運(yùn)行狀況也應(yīng)當(dāng)符合生產(chǎn)安全需求，在實(shí)際工作過(guò)程中這些設(shè)備都應(yīng)當(dāng)需要定期維護(hù)檢查，整個(gè)硫酸沸騰爐中自動(dòng)控制的部分都需要按照相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行安裝，合理的做好設(shè)備之間的設(shè)計(jì)，通過(guò)這種方式保證設(shè)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(shí)對(duì)于環(huán)境的要求較高，所有的設(shè)備運(yùn)行期間都需要具有嚴(yán)格的管理?xiàng)l例，尤其是在對(duì)各項(xiàng)工作的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，需要明確其中存在的問(wèn)題并積極總結(jié)，做好設(shè)備的防靜電和壁壘方案的設(shè)計(jì)。而在設(shè)備的實(shí)際使用時(shí)，需要密切觀察設(shè)備的狀況，而一旦出現(xiàn)安全重大事故，則應(yīng)當(dāng)立即明確危險(xiǎn)發(fā)生的部位，按照應(yīng)急預(yù)案對(duì)火災(zāi)和爆炸的事故進(jìn)行處理。相關(guān)工作人員需要做好相應(yīng)的演習(xí)，強(qiáng)化提高不同人員的安全意識(shí)，尤其是在設(shè)備的使用現(xiàn)場(chǎng)需要準(zhǔn)備好，各種在應(yīng)急事件下需要配置和使用的防護(hù)用品，一旦發(fā)生緊急事故，這些物品能夠保護(hù)員工的生命安全，并能為相關(guān)工作人員提供良好的處理設(shè)備。

4 結(jié)語(yǔ)

硫酸沸騰爐在運(yùn)行過(guò)程中工藝不僅復(fù)雜且十分危險(xiǎn)，需要應(yīng)用較多的易燃易爆物質(zhì)。尤其是在高溫高壓的環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行的設(shè)備很容易遭到腐蝕，所以裝置在使用過(guò)程中需要格外注重安全防護(hù)，采用有效的措施來(lái)保證裝置的合理運(yùn)行，這樣才能滿足我國(guó)的生產(chǎn)需求，為我國(guó)工業(yè)發(fā)展添磚加瓦。