硫化氢合成装置生产过程的危险有害因素分析及防护措施

摘要：简述了硫化氢合成装置工艺流程及工艺原理，分析了硫化氢合成装置生产过程的危险有害因素，并提出了防护措施。

关键词：硫化氢;危险有害因素;防护措施

1.硫化氢合成装置工艺流程简述

硫化氢合成装置工艺流程：硫磺与氢气在硫化氢合成塔内生成粗硫化氢气体，经吸收塔胺液喷淋洗涤后，未被吸收的氢气自塔顶返回硫化氢合成塔继续反应，被吸收的硫化氢随胺液进入再生塔，经升温减压解析出湿硫化氢，再经冷凝干燥得到精制硫化氢。

2.硫化氢生产过程的危险有害因素分析

2.1熔硫工序

硫磺在储存、输送和粉体加料过程中若产生粉尘，当空气中的粉尘浓度达到爆炸下限时，遇火源即可发生爆炸。硫磺粉尘的最小点火能15×10-3J，粉尘爆炸下限35mg/m3，两相爆炸指标相对较低，易发生爆炸事故。此外硫磺爆炸燃烧时还会产生有毒的、带刺激性的SO2气体等次生灾害。本项目硫磺颗粒粒径在2mm-5mm，熔硫在荣硫槽中进行，整个操作流程不会出现更小颗粒粉尘，达不到爆炸性粉尘粒径要求。

硫磺（颗粒度≥2mm）为可燃固体。火灾危险性属丙类。硫磺的着火点也比较低，在常温下只要有能量很小的着火源与之作用即能引起燃烧。硫磺为电的不良导体，在储运过程中易产生静电荷，可导致硫尘起火或爆炸。

硫磺燃烧还会产生二氧化硫等具有强烈刺激性的有毒气体，危害人的呼吸系统。硫化氢是强烈的神经毒物，经呼吸道吸收会引起全身中毒，是一种化学性窒息性气体。长期接触低浓度硫化氢，引起神经衰弱和植物神经紊乱等症状，吸入极高浓度硫化氢往往造成电击样窒息致死。

溶解后的液硫通过液硫泵加压至0.8MPaG后，设备如密封不良或运转过程中发生故障而泄漏，极易导致火灾、爆炸事故的发生。

2.2氢气预热工序

反应混合气经降温冷却后进入硫磺捕集器，如果硫磺不能脱除干净，未反应的硫磺蒸汽进入后续设备，温度降低后会造成管路堵塞。

干燥的硫化氢对金属材料无腐蚀破坏作用，但硫化氢易溶于水形成湿硫化氢环境，硫化氢会发生电离，溶液呈弱酸性。钢材在湿硫化氢环境中易引发腐蚀破坏。硫化氢对钢材的腐蚀从腐蚀机理上来说属于电化学腐蚀，主要表现形式就是应力腐蚀。硫化氢应力腐蚀的基本类型可分为应力腐蚀开裂、氢诱导裂纹、氢鼓泡等。在硫化氢应力腐蚀破坏过程中，一方面产生硫化物，另一方面硫离子促使阴极反应析出的氢原子在钢表面富集并进入钢中，引起氢脆，降低钢的塑性，并导致白点的行成，加速裂纹的萌生和发展。

2.3反应工序

在硫化氢合成塔内硫磺蒸汽与氢气在催化剂作用下反应生成硫化氢，操作温度500℃，操作压力0.5MPa，反应物料和产品均易燃、有毒。由于液体硫磺蒸发设施、合成塔及其附件、阀门、管道等缺陷，或违反操作规程，造成硫磺蒸汽或硫化氢泄漏，缺乏防护设施或措施，存在作业人员中毒伤亡的危险。

硫化氢合成反应为放热反应，反应热通过合成塔床层内设置的盘管用以移除反应热，换热介质为导热油，如果导热油系统发生泄漏或故障，反應热不能及时移除，就会导致温度难以控制，引起合成塔飞温，当温度达到硫磺、硫化氢或氢气的自燃点时，导致火灾爆炸事故。

2.4硫化氢精制工艺

氢气的爆炸极限4.1%～74.1%，爆炸浓度范围宽，爆炸危险性较大。如果氢气从压缩机、合成塔等设备或管道中泄漏出来，极易与空气混合形成爆炸性混合气体，一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。塔内件如压差过大，可能引起内件变形，造成重大设备事故。装置内硫磺蒸气、氢气、硫化氢在高温、压力下会对金属材料发生硫化氢腐蚀、氢脆脱碳腐蚀。外壳发生超温使设备材料破坏，导致有毒、易燃物料泄漏，引发火灾爆炸、中毒等事故。

2.5导热油系统

硫化氢合成反应为放热反应，反应热通过合成塔床层内设置的盘管用以移除反应热，换热介质为导热油，如果导热油系统发生泄漏或故障，反应热不能及时移除，就会导致温度难以控制，引起合成塔飞温，当温度达到硫磺、硫化氢或氢气的自燃点时，导致火灾爆炸事故。

3.防护措施

3.1固定式可燃有毒气体报警系统

为确保生产装置安全和人身安全，硫化氢合成、二甲基二硫装置、罐区、装卸泵站、产品灌装站、DMDS桶装库房、污水处理等有可能发生气体泄漏的场所，设置可燃、有毒气体检测器。探头的防护等级不低于IP65，仪表采用4～20mA输出的一体化变送器，信号送至气体检测报警系统主机。

设置独立的可燃有毒气体检测系统，并通讯至DCS系统，控制室设置专用主机，操作人员可通过画面直观判断整个装置情况。配置的可燃气体和有毒气体检测报警器要求除在控制室或值班室集中报警外，还具备在现场进行声光报警功能。

3.2风向袋或风向标

生产装置遵循有关风向标的规定，设置风向袋、风向标、红旗等来指示风向，风向标设置在现场容易看到的地方，风向标应明显区别于周围设备，设置位置能让现场所有工作人员能够观察到，硫化氢合成装置框架、二硫主装置框架、中间罐区储罐、管廊、库房顶部按要求设置风向标，来引起所有人员的注意。

3.3警示标示

硫化氢合成、二甲基二硫主装置均设置岗位危险告知牌、进入装置区须知，提醒所有人员装置区域存在的风险，需按要求佩戴劳动防护用品方可进入。明显部位设置警示标示，结合环境实际存在风险，悬挂相应警告、禁止、指令、提示等标志。

3.4硫化氢专项防护措施

（1）公司所有人员配备THB/10-1紧急逃生呼吸装置。

（2）生产、设备、安环、施工单位需进入现场作业人员均配备便携式硫化氢T40检测仪。

（3）生产、设备、安环、施工单位需进入现场作业人员均配备过滤式防毒面罩。

（4）硫化氢合成、二甲基二硫主装置按规范要求设置固定有毒气体检测仪。

（5）中控室、现场巡检室应急柜中均配备正压式空气呼吸器、长管呼吸器。

4.结束语

综上所述，硫化氢合成装置的各个工序都有发生燃烧、爆炸、中毒事故的可能，对硫化氢装置的正常生产带来得很大的影响。在操作过程中应严格落实各项安全防范措施，尽最大可能避免安全事故的发生。

参考文献：

[1]《化工企业工艺安全管理实施导则》（AQ/T3034-2010）

作者简介：王磊（1984.11），男，汉族，河南中牟县人，大学本科，注册安全工程师，主要从事安全管理工作。