硫酸生产风险分析

杨永兰

紫金矿业集团青海有限公司

硫酸生产风险分析

杨永兰

紫金矿业集团青海有限公司

硫酸是一种重要的基本化工原料，其用途十分广泛，在国民经济中占有举足轻重的地位。硫酸的主要生产原料为硫磺、硫铁矿、冶炼烟气、硫化氢等，目前主要生产工艺为接触法，包括原料二氧化硫的生成、二氧化硫向三氧化硫的催化转化和三氧化硫的吸收。由于硫酸生产所涉及的化学物质和工艺过程具有一定的安全风险，所以应引起足够的重视并采取适当的防范措施。笔者通过对硫酸生产工艺过程中危险性原因进行识别与分析，促使员工在生产作业中采取有效防护措施，对预防事故的发生起到重要的作用。

硫酸；生产风险；管理

硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，广泛用于化工、轻工、纺织、冶金、石油化工、医药等行业。生产硫酸的原料有硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等，其中硫磺、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。目前工业硫酸生产工艺为接触法，主要包括二氧化硫的生成、二氧化硫转化成三氧化硫、三氧化硫的吸收。由于硫酸是《危险化学品名录》中第8类酸性腐蚀品，所以硫酸生产所涉及的化学物质及工艺过程具有安全风险，必须进行生产危险性分析和采取安全防范措施。

1 主要危险化学品的危险特性

国内主要制酸原料有硫铁矿（硫精砂）、冶炼烟气、硫磺和硫化氢等。

硫磺的毒性相对较小，其主要危险性是硫磺粉尘爆炸。固体硫磺自燃点为260℃，闪点为160℃（闭杯法），在空气中爆炸极限为2.3～1400g/m3，最大爆炸压力为2.97kg/cm2。硫磺是《危险化学品名录》（2012版）中编号41501易燃固体，遇明火、高温易燃。硫磺粉尘易带高达数千伏乃至上万伏静电，摩擦产生的高温和明火等均可导致硫磺粉尘爆炸和火灾；一般情况下硫磺粉尘比易燃气体更易发生爆炸，但燃烧速度和爆炸压力比易燃气体小。2008年某厂在硫磺装卸过程中曾发生硫磺粉尘爆炸事故，造成7人死亡，32人受伤。

硫酸属中等毒性物质，最高容许浓度为2mg/m3。浓硫酸遇水大量放热，属强氧化剂。硫酸能与很多可燃性物质、还原性物质和有机化合物剧烈反应，放出高热并可能发生燃烧甚至爆炸。稀硫酸作为还原剂能与部分金属反应放出氢气，引起爆炸事故。发烟硫酸氧化性介于浓硫酸和三氧化硫之间，属于强氧化剂。硫酸（发烟硫酸）的主要危害特性为化学活泼型和强腐蚀性，也可引起爆炸、灼伤。

2 存在的风险及防治措施

2.1 腐蚀和爆炸

稀硫酸、浓硫酸、发烟硫酸、氢氧化钠、二氧化硫气体、三氧化硫气体、硫酸雾等属于气、液相强腐蚀介质，若输送、储存设备密封不严或存在缺陷，往往会造成腐蚀性气体或液体泄漏，腐蚀性气体飘散对暴露于作业环境中的电器、金属材料、厂房建筑构件造成腐蚀。因此，生产场所的电气设备，输送、储存设备、管道都应选用相应等级的耐腐蚀材料。焚烧、转化及余热回收等工序属高温作业环节，容易造成物理灼伤，硫酸装置副产大量中、高压蒸汽，主要危害是易发生烫伤事故。因此，对产生高温的设备、管道应采取隔热保温措施，在高温操作场所应设置机械通风设备。

安全应对措施主要有：①按照GB50016—2006《建筑设计防火规范》设计制酸装置；②原料库加强通风，增大空气湿度，防止粉尘聚集和气体浓度在爆炸极限范围内；③设置必要的在线监测装置和报警设备；④作业场所所有电气设备和线路必须符合防火防爆安全要求，现场作业必须使用无火花工具；⑤选择合适的原料储存周期，避免原料自燃发生火灾；⑥设置完善的消防设施，保持消防通道畅通。⑦特别注意防范锅炉、高压管道、储罐发生爆炸危险。

2.2 化学灼伤和中毒

吸收塔吸收温度高，塔顶除雾效果达不到要求，设备发生腐蚀，导致泄漏；吸收塔塔顶除雾效果达不到要求，尾气含SO3，形成酸雾污染环境。浓硫酸冷却器设备材质达不到耐热耐酸要求，造成设备腐蚀，导致泄漏；设备制作结构不合理，热应力集中，不能满足安全运行的需要；管道焊口有严重缺陷，有裂纹，导致硫酸泄漏；没有按规定进行阳极保护，造成硫酸冷却器腐蚀，出现硫酸泄漏现象。酸泵传动部分没有防护装置或防护设施失效，运转时人员误接触；连接酸泵的阀门、管道法兰垫片腐蚀损坏。

为了避免事故发生，加强巡回检查，及时发现问题；定期分析监控，及时调节。应注意定期检查维护，使浓硫酸泵保持完好；设备传动装置应设置有效地安全防护。

2.3 设备危险

硫酸生产主要设备、设施存在的危险因素有：①原料破碎、输送过程机械伤害、触电，皮带卷入伤人；②焚烧炉（沸腾炉）高温辐射烫伤，操作不当造成冒二氧化硫，检修时高处坠落；③废热锅炉二氧化硫、蒸汽、热水泄漏或保温层隔热不力，造成中毒或烫伤；④电除雾器内砷积聚造成检修人员中毒；⑤转化器高温二氧化硫气体或三氧化硫气体泄漏造成化学灼伤或中毒，高处坠落，转化器支撑或腐蚀而损坏使塔器发生意外。

安全应对措施主要有：①从技术方案选择、设计到施工等环节就必须考虑安全环保，设置必备的安全设施；②加强危害识别管理，作业落实安全责任制，实施全员安全预案演练；加强巡检，保持装置密闭，防止气体泄漏；③作业人员必须严格遵守操作规程，穿戴合适的个体防护用品进入作业区。

综上所述，通过对硫酸生产装置单元预先危险性分析，可以得知生产装置存在诸多的危害性因素，是导致事故发生的直接原因。因此，严格执行工艺操作规程和安全操作规程，识别和评价生产装置存在的危害性因素，加强劳动安全作业管理和员工安全操作技能培训。尤其是加强现场生产作业人员个人防护用品穿戴的检查、监督、考核和管理。更重要的是设备的维护与保养，提高设备安全运行地稳定性是有效预防和减少事故发生的根本途径，对进一步促进安全管理工作具有深远意义。

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