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摘 要:本文对液体硫磺贮存装车中火灾、爆炸、公害等产生的因素和条件作了讨论,介绍了液硫装车系统在工艺设计及日常操作中的一些要点和注意事项。重点从安全和可操作性方面叙述了液硫装车系统的设计意图,降低工艺过程中硫化氢、二氧化硫危害的措施,以及在设计工作方面的对策,确保液体硫磺装车的安全。
关键词:液体硫磺 装车 硫化氢 安全操作
一、概述
以熔融状态的液态硫磺(下称液体硫磺)为原料生产硫酸,给硫酸生产过程带来了简单、便捷、节能、安全的效果。所以,受到国内外许多相关企业的青睐和应用。在国内,上海、苏州、无锡、南京、镇江、张家港等地的硫酸企业,充分利用其交通运输的方便条件,进口国外液体硫磺生产硫酸。本项目依托天然气净化厂硫回收生产的液体硫磺作为硫酸生产的原料,而不必将液体硫磺成型为固体硫磺,适应市场需求,进一步提高了生产、贮运的安全。
二、液体硫磺的生产工艺及有害物质分析
目前液体硫磺多来自克劳斯硫磺回收系统(SRU)处理石油炼制的酸性气体和天然气中的H2S,生成熔融状态的液体硫磺(包括半成品和成品),它含有许多游离的H2S和SO2。H2S和SO2均为有毒物质,H2S还是易燃易爆的气体,对安全、卫生和环境保护等有着重大的影响。目前,业界对于减少硫磺回收系统(SRU)中游离的H2S和SO2排放越来越重视,已采取了许多有效措施进一步提高液体硫磺生产、贮运、使用过程中的安全性,减少对人体健康和环境的危害;通过对液体硫磺的脱气可提高液体硫磺的质量,也相应提高了固体硫磺产品的质量。
液体硫磺密度(149℃):1.78t/m3,凝固点:113~119℃,沸点(1.013×105 Pa) 444.6℃,闪点 168~187℃,自燃点 248~261℃,黏性过度温度 159℃。在氧气的存在下,容易发生硫磺火灾。硫磺的化学性质比较活泼,当与强氧化剂混合或作用时,能成为爆炸混合物;与强还原剂混合反应时,又表现为氧化剂。遇火容易燃烧,燃燒时发生蓝色火焰,生成有毒和强烈刺激性的SO2气体;硫磺粉尘在空气中飞扬,能形成带电的云状粉尘,受到撞击和磨擦时,亦可引起爆炸。所以,在储存物品的火灾危险性分类中,硫磺属于乙类;在危险品分类时,固体硫磺被列为“易燃固体”。对这些分类,国内外业者存在着分歧,正酝酿新的规定。而硫磺回收生产系统的厂房或仓库火灾危险性分类为甲类 。
三、液硫装车系统工艺原理和工艺流程图
1.工艺原理
整个装车系统的关键就是液硫的储存和输送。
硫磺常温下为固体,高于119℃呈液态。在135~145℃液硫粘度最低,最适宜于输送,在119~130℃、160℃以上的温度区间,液硫粘度大,不适宜输送。根据这一特点,本系统采用蒸汽盘管加热和夹套蒸汽伴热来保持液硫系统温度在135~145℃之间。
液流中的H2Sx将分解释放出H2S。硫化氢是剧毒化学品,采用加入空气稀释,用风机抽吸和水封冷却后通过高位放空烟囱排空。
2.工艺流程及工艺设计控制要点
2.1液硫池中的液硫液位通过液硫总管上的流量调节阀进行连锁自动控制,以保证液位始终处于距池底2~4.1m范围内。
鹤管装车系统液硫压力同液硫回流管流量通过调节阀进行连锁调节。
2.2如果界区外来的液硫操作压力满足鹤管装车压力,可通过管道直接送至鹤管系统进行槽车装车。
2.3液硫总管中的液硫根据需要经回流至液硫回流总管。
2.4装车台的每个液硫装车鹤位设置一台装车控制器,共设置3台装车控制器(2用1备)。现场每个鹤位上的流量计、气动两段式装车阀、防溢液位报警器及静电接地夹均接入装车控制器。由装车控制器对每个鹤位的装车流量进行计量控制,对装车鹤管的液位状态、防静电接地状态进行检测和联锁控制。
四、操作注意事项
1.液硫装车系统应加强管理,尽量避免因停车造成系统内硫磺凝固堵塞管道、阀门。操作时应严格按照工艺要求,不要因为错误操作引起停车。
2.操作现场严禁火种,严禁在操作范围内吸烟、动火。
3.如果确因不可抗原因发生液硫着火,应冷静处理,不要惊慌失措。正确采用蒸汽灭火。灭火时用低压蒸汽喷吹火苗的根部:一个作用是让火苗处的氧气被蒸汽有效排挤置换,另一个作用是冷却火焰,从而有效灭火。严禁将喷头对准人。
4.液硫在储存和运输过程中会慢慢释放出里面的少量硫化氢。硫化氢是毒性很大的物质。在操作时应严格按照安全要求,维护好尾气抽风系统,避免硫化氢积聚造成危害。按工艺要求使液硫池处于微负压状态运行。操作时人员尽量处于上风方位。
5.液硫装车系统涉及蒸汽、液硫、蒸汽冷凝水等高温物料,上岗时应按要求佩戴劳保防护用品。
6.严禁将冷水加入液硫池内。因为冷水受到不均匀的加热会产生爆炸性蒸发,产生暴沸,蒸汽环境的存在也会加速管道材料腐蚀。
7.液硫装车操作人员必须保持头脑清醒,装车完毕,应及时将鹤管从槽车中取出,然后才能向槽车司机发出出发的指令,否则会损坏鹤管。
8.操作人员和管理人员应按规定进行现场巡视,必须保证温度仪表指示正确可靠。如有问题请仪表专业进行调校。
9.液硫装车系统涉及高位操作,应注意安全,防止高处跌落受伤。
10.系统运行中,各仪表显示值应处在设置范围(及工艺参数范围),如有波动应迅速查明原因,实施人工调节。如经人工调节仍不能恢复仪表的正常指示或调控,则将系统切换为人工控制,并报告仪表及维修。
11.如有槽车故障必须进行紧急排放处理,应穿好防烫劳保服并戴上防烫布手套,进行安全排放。
参考文献
[1] GB 50016—2009.建筑设计防火规范[s].
[2] GB Z2—2002.工作场所有害因素职业接触限值[s].
[3] 郝锐 硫酸生产中液体硫磺贮运的安全措施 中国石化集团南京工程有限公司,江苏 南京 211100.
[4] GB 13690—2009.化学品分类和危险性公示通则[S].
作者简介:李璐(1982年-)男,四川资阳人,四川七化建化工工程有限公司工艺室主任助理,研究方向:化工设计。
关键词:液体硫磺 装车 硫化氢 安全操作
一、概述
以熔融状态的液态硫磺(下称液体硫磺)为原料生产硫酸,给硫酸生产过程带来了简单、便捷、节能、安全的效果。所以,受到国内外许多相关企业的青睐和应用。在国内,上海、苏州、无锡、南京、镇江、张家港等地的硫酸企业,充分利用其交通运输的方便条件,进口国外液体硫磺生产硫酸。本项目依托天然气净化厂硫回收生产的液体硫磺作为硫酸生产的原料,而不必将液体硫磺成型为固体硫磺,适应市场需求,进一步提高了生产、贮运的安全。
二、液体硫磺的生产工艺及有害物质分析
目前液体硫磺多来自克劳斯硫磺回收系统(SRU)处理石油炼制的酸性气体和天然气中的H2S,生成熔融状态的液体硫磺(包括半成品和成品),它含有许多游离的H2S和SO2。H2S和SO2均为有毒物质,H2S还是易燃易爆的气体,对安全、卫生和环境保护等有着重大的影响。目前,业界对于减少硫磺回收系统(SRU)中游离的H2S和SO2排放越来越重视,已采取了许多有效措施进一步提高液体硫磺生产、贮运、使用过程中的安全性,减少对人体健康和环境的危害;通过对液体硫磺的脱气可提高液体硫磺的质量,也相应提高了固体硫磺产品的质量。
液体硫磺密度(149℃):1.78t/m3,凝固点:113~119℃,沸点(1.013×105 Pa) 444.6℃,闪点 168~187℃,自燃点 248~261℃,黏性过度温度 159℃。在氧气的存在下,容易发生硫磺火灾。硫磺的化学性质比较活泼,当与强氧化剂混合或作用时,能成为爆炸混合物;与强还原剂混合反应时,又表现为氧化剂。遇火容易燃烧,燃燒时发生蓝色火焰,生成有毒和强烈刺激性的SO2气体;硫磺粉尘在空气中飞扬,能形成带电的云状粉尘,受到撞击和磨擦时,亦可引起爆炸。所以,在储存物品的火灾危险性分类中,硫磺属于乙类;在危险品分类时,固体硫磺被列为“易燃固体”。对这些分类,国内外业者存在着分歧,正酝酿新的规定。而硫磺回收生产系统的厂房或仓库火灾危险性分类为甲类 。
三、液硫装车系统工艺原理和工艺流程图
1.工艺原理
整个装车系统的关键就是液硫的储存和输送。
硫磺常温下为固体,高于119℃呈液态。在135~145℃液硫粘度最低,最适宜于输送,在119~130℃、160℃以上的温度区间,液硫粘度大,不适宜输送。根据这一特点,本系统采用蒸汽盘管加热和夹套蒸汽伴热来保持液硫系统温度在135~145℃之间。
液流中的H2Sx将分解释放出H2S。硫化氢是剧毒化学品,采用加入空气稀释,用风机抽吸和水封冷却后通过高位放空烟囱排空。
2.工艺流程及工艺设计控制要点
2.1液硫池中的液硫液位通过液硫总管上的流量调节阀进行连锁自动控制,以保证液位始终处于距池底2~4.1m范围内。
鹤管装车系统液硫压力同液硫回流管流量通过调节阀进行连锁调节。
2.2如果界区外来的液硫操作压力满足鹤管装车压力,可通过管道直接送至鹤管系统进行槽车装车。
2.3液硫总管中的液硫根据需要经回流至液硫回流总管。
2.4装车台的每个液硫装车鹤位设置一台装车控制器,共设置3台装车控制器(2用1备)。现场每个鹤位上的流量计、气动两段式装车阀、防溢液位报警器及静电接地夹均接入装车控制器。由装车控制器对每个鹤位的装车流量进行计量控制,对装车鹤管的液位状态、防静电接地状态进行检测和联锁控制。
四、操作注意事项
1.液硫装车系统应加强管理,尽量避免因停车造成系统内硫磺凝固堵塞管道、阀门。操作时应严格按照工艺要求,不要因为错误操作引起停车。
2.操作现场严禁火种,严禁在操作范围内吸烟、动火。
3.如果确因不可抗原因发生液硫着火,应冷静处理,不要惊慌失措。正确采用蒸汽灭火。灭火时用低压蒸汽喷吹火苗的根部:一个作用是让火苗处的氧气被蒸汽有效排挤置换,另一个作用是冷却火焰,从而有效灭火。严禁将喷头对准人。
4.液硫在储存和运输过程中会慢慢释放出里面的少量硫化氢。硫化氢是毒性很大的物质。在操作时应严格按照安全要求,维护好尾气抽风系统,避免硫化氢积聚造成危害。按工艺要求使液硫池处于微负压状态运行。操作时人员尽量处于上风方位。
5.液硫装车系统涉及蒸汽、液硫、蒸汽冷凝水等高温物料,上岗时应按要求佩戴劳保防护用品。
6.严禁将冷水加入液硫池内。因为冷水受到不均匀的加热会产生爆炸性蒸发,产生暴沸,蒸汽环境的存在也会加速管道材料腐蚀。
7.液硫装车操作人员必须保持头脑清醒,装车完毕,应及时将鹤管从槽车中取出,然后才能向槽车司机发出出发的指令,否则会损坏鹤管。
8.操作人员和管理人员应按规定进行现场巡视,必须保证温度仪表指示正确可靠。如有问题请仪表专业进行调校。
9.液硫装车系统涉及高位操作,应注意安全,防止高处跌落受伤。
10.系统运行中,各仪表显示值应处在设置范围(及工艺参数范围),如有波动应迅速查明原因,实施人工调节。如经人工调节仍不能恢复仪表的正常指示或调控,则将系统切换为人工控制,并报告仪表及维修。
11.如有槽车故障必须进行紧急排放处理,应穿好防烫劳保服并戴上防烫布手套,进行安全排放。
参考文献
[1] GB 50016—2009.建筑设计防火规范[s].
[2] GB Z2—2002.工作场所有害因素职业接触限值[s].
[3] 郝锐 硫酸生产中液体硫磺贮运的安全措施 中国石化集团南京工程有限公司,江苏 南京 211100.
[4] GB 13690—2009.化学品分类和危险性公示通则[S].
作者简介:李璐(1982年-)男,四川资阳人,四川七化建化工工程有限公司工艺室主任助理,研究方向:化工设计。