李 能

（云南三環(huán)中化化肥有限公司硫酸裝置，云南昆明 650113）

云南三環(huán)中化化肥有限公司（以下簡稱公司）現有2套生產能力80萬t/a硫酸生產裝置，采用硫黃制酸兩轉兩吸工藝，固體硫黃加熱熔融、過濾精制為液體硫黃，液體硫黃經過機械霧化在焚硫爐內與干燥塔出來的空氣燃燒生成SO2煙氣，煙氣經過余熱鍋爐吸熱后，進入轉化器，在合適的溫度和釩觸媒的催化作用下，與氧氣反應生成SO3氣體，經過1至3段反應后，煙氣進入HRS（低溫熱能回收）塔，SO3氣體被w（H2SO4）99.0%～99.3%的濃硫酸中的水吸收，并用硫酸余熱副產蒸汽；之后煙氣進入四段觸媒層反應，出來的煙氣進入二吸塔被硫酸中的水吸收生成w（H2SO4）98%的硫酸，尾氣經氨水吸收合格后通過煙囪排放。硫酸裝置有硫黃散卸區(qū)、硫黃庫、熔硫槽、液硫罐區(qū)、脫鹽水站、空壓站，硫酸主裝置干吸和轉化區(qū)、硫酸罐區(qū)、余熱電站等，生產中存在許多風險。自2007年生產裝置建成投產以來，公司經多年的不懈努力，安全生產管理工作取得了一些成績，成為云南省危險化學品安全生產示范企業(yè)和危險化學品二級安全標準化企業(yè)。

1 硫酸生產過程風險分析

1.1 熔硫工序

火車硫黃集裝箱通過行車和翻車平臺，硫黃散卸到料倉，通過地坑內的給煤機均勻卸料至皮帶，送到斗提機和天橋布料皮帶，卸料至硫黃庫堆存，與汽車卸硫黃合堆，生產中硫黃依靠自流和裝載機推送供料，再由多條皮帶和斗提機進入快速熔硫槽，熔化的硫黃自流入液硫中間槽，后用泵送至過濾器，合格的液硫送至液硫貯槽作為硫酸生產原料，小部分外購液體硫黃也卸入液硫中間槽，過濾合格后一道送入液硫貯槽。硫黃庫最大貯存量1 400 t，液硫罐區(qū)有4個液硫貯槽，最大貯存量27 000 t。

存在的主要風險是：行車吊裝會造成起重傷害，翻車卸料會造成硫黃坍塌事故和硫黃揚塵爆炸事故，車輛倒運和裝載機供料會造成車輛傷害，皮帶運輸會造成機械傷害，硫黃卸料、輸送和天橋布料會有硫黃塵火災爆炸風險，地坑有H2S中毒窒息風險，風管內積有硫黃塵有火災爆炸風險，硫黃堆存過高有坍塌風險，蒸汽或液硫有高溫燙傷風險，液體氫氧化鈉存在化學灼傷風險，硫黃輸送中，機械維護不當摩擦發(fā)熱有火災爆炸風險；硫黃轉運系統(tǒng)清理檢修頻繁，有機械傷害、火災爆炸、高處墜落、中毒窒息、觸電、坍塌等風險。

1.2 焚硫、轉化工序

該工序是利用霧化的柴油燃燒產生的熱量對焚硫爐和觸媒層升溫，達到觸媒層活性溫度后，停柴油，換為液體硫黃，霧化的液體硫黃燃燒生成SO2氣體，被余熱鍋爐吸熱后，與空氣的混合氣體進入轉化器，SO2與氧在觸媒的催化作用下生成SO3氣體，反應熱副產蒸汽。主要危險介質有SO2氣體、SO3氣體、冷凝酸、氫氣和釩觸媒。

存在的主要風險是：柴油和液體硫黃使用有火災爆炸、高溫燙傷風險，SO2、SO3氣體有中毒窒息風險、高溫灼燙風險，柴油升溫有CO 中毒、環(huán)境污染和焚硫爐超溫坍塌風險，柴油罐及管道泄漏有油池著火和流淌著火風險，更換觸媒有釩觸媒中毒、坍塌、高處墜落和物體打擊風險，冷凝酸有化學灼傷、腐蝕設備、與金屬反應產生氫氣有火災爆炸風險；傳轉動設備有機械傷人風險，電動葫蘆有起重傷害風險，清理檢修有機械傷害、中毒窒息、硫酸灼傷、高處墜落、火災爆炸、觸電等風險，風機存在噪聲可能導致肺部疾病、耳聾和心血管疾病等［1］。

1.3 干吸、制酸工序

該工序是將焚硫、轉化工序生成的SO3氣體，通過HRS 塔和二吸塔，與循環(huán)酸槽送來的循環(huán)濃硫酸逆流接觸，在填料層充分混合吸收，生產合格硫酸產品，高溫硫酸余熱回收產生的蒸汽冷卻后送至硫酸罐區(qū)，吸收后的煙氣送往尾吸塔。

存在的風險：高溫硫酸有燙傷風險和化學灼傷風險，SO2、SO3氣體有中毒窒息風險。濃硫酸本身不燃，但有助燃作用，與易燃、可燃物接觸會發(fā)生劇烈反應，甚至引起燃燒。硫酸屬中等毒物，危害等級為Ⅲ級，有中毒風險。盛裝或接觸過硫酸的貯槽、管道等設備易產生氫氣，與空氣混合后遇明火或點火能源會引起爆炸，氫氣的爆炸極限為4.1%～74.1%［1］。干吸泵較多，有機械傷害風險，吊裝設備有起重傷害風險，高處作業(yè)有墜落風險，受限空間有中毒窒息風險，用電有觸電風險，污水池和酸槽有淹溺和化學灼傷風險。

1.4 尾吸工序

該工序是將干吸、制酸工序吸收塔吸收后剩余的SO2、SO3和酸霧用氨罐區(qū)送來的氨水循環(huán)吸收，產生硫銨液送磷銨裝置回收利用，吸收后的尾氣中SO2體積分數小于0.04%、酸霧體積分數小于0.003%后，通過130 m煙囪有組織排放。主要危險介質有氨水、硫銨液、SO2氣體、SO3氣體。存在的風險有氨中毒和水災爆炸風險，氨對皮膚黏膜有刺激性，高濃度氨可造成組織溶解壞死。稀氨水和硫銨液在塔內封閉循環(huán)使用，部分送磷銨裝置，噴濺有灼傷和中毒風險，作業(yè)環(huán)境空氣中氣氨加權平均容許質量濃度為20 mg/m3，最高容許質量濃度為30 mg/m3；氣氨在空氣中的爆炸極限15.0%～30.2%［1］。

1.5 硫酸罐區(qū)工序

該工序負責硫酸計量和貯存、硫酸卸酸和充裝。硫酸罐區(qū)有4個硫酸貯罐，單個容積5 000 m3，最大儲量為28 000 t，屬于重點部位。主要危險介質為硫酸，作業(yè)過程中會造成硫酸灼傷、車輛傷害、高處墜落和環(huán)境污染風險。

1.6 脫鹽水工序

該工序是將原水（生水） 通過自清洗過濾器+超濾＋反滲透＋混床（陰離子、陽離子交換器），除去水中陰離子、陽離子和雜質，制得合格的脫鹽水供鍋爐工序和HRS 塔使用。超濾和反滲透為物理處理過程，混床為化學處理過程。其中原水箱入口加入NaClO氧化劑，把低價不穩(wěn)定離子氧化成高價穩(wěn)定離子使其沉淀并殺菌；泵出口加氨水調節(jié)脫鹽水pH 至7～9 后送用水點；生產中混床陰離子、陽離子交換樹脂失效后用液體氫氧化鈉、鹽酸再生，超濾和反滲透膜使用失效后用氫氧化鈉、鹽酸清洗，產生的污水進入酸堿中和池送磷酸生產裝置使用。

主要危險介質有液體氫氧化鈉、鹽酸、次氯酸、還原劑、稀氨水等。主要風險：存在化學灼傷、中毒窒息風險，檢修清理有中毒窒息、機械傷害、高處墜落、物體打擊、淹溺、觸電和環(huán)境污染風險。

1.7 鍋爐工序

該工序利用焚硫、轉化和干吸工序產生的余熱，通過省煤器、余熱鍋爐、高低溫過熱器副產蒸汽，使反應熱轉變?yōu)橛行崮芗右岳?。主要存在高溫燙傷、蒸汽管爆裂泄漏、鍋爐滿水、缺水干鍋、液擊、鍋爐結垢燒壞、鍋爐爆炸和噪聲等風險。

1.8 余熱電站

該工序是將風機使用后蒸汽，通過汽輪機將蒸汽能轉換成電能，供生產所用。存在的主要風險有高溫燙傷、觸電、超溫超壓爆炸，發(fā)電機和潤滑油火災等風險，減溫減壓裝置有液擊風險，檢修清理有物體打擊、高處墜落、火災風險。

1.9 硫酸循環(huán)水

冷卻水經循環(huán)水泵分別送至干吸工序陽極保護管殼式酸冷卻器、汽輪機風機工序油冷卻器和電站凝汽器換熱，出換熱器冷卻水送至涼水塔進行噴淋抽風冷卻，冷卻后的水進入冷水池，其中脫鹽水板式換熱器回水直接進入冷水池，完成循環(huán)過程；循環(huán)水池通過加入阻垢劑、殺菌劑，以保持水質合格，避免冷卻器結垢。硫酸循環(huán)水風險有淹溺、殺菌劑中毒、硫酸灼傷，涼水塔檢修有動火火災、高處墜落和中毒窒息風險。

2 安全風險防范控制措施

2.1 熔硫工序安全控制措施

火車停穩(wěn)墊入防溜塊，吊裝區(qū)域警戒，由持證起重工吊裝硫黃集裝箱就位，嚴格執(zhí)行“十不吊”，硫黃卸車平臺設置有8組霧化噴頭，給煤機、皮帶、風管和天橋等均設置有多組霧化噴頭，每次卸料前檢查霧化噴頭，地坑風機抽氣有效，開啟霧化噴頭卸硫黃，控制硫黃放箱速度防揚塵和地坑H2S 超標，卸料人員佩戴好勞動防護用品并注意站位，防止箱門沖擊傷人和硫黃埋人，卸料清理不用空氣吹掃以防揚塵爆炸，卸料過程由專人指揮操作和檢查，硫黃轉運、硫黃庫、斗提機等設有多個監(jiān)控視頻觀察，天橋皮帶下料口設置有防塵溜管；熔硫區(qū)域使用防爆電器，設置有多臺SO2監(jiān)測報警儀和自動滅火系統(tǒng)，當SO2監(jiān)測報警儀檢測φ（SO2）達50×10-6和感溫電纜達到70 ℃時，觸發(fā)火災噴淋滅火系統(tǒng)，自動開啟噴淋水滅火；地坑設置有多臺H2S 氣體監(jiān)測報警儀，并檢驗合格，卸料過程中人員不得進入地坑，現場人員佩戴防毒面具；熔硫控制室應急柜內配有2套空氣呼吸器和多套防毒全面罩；熔硫區(qū)域禁止煙火，動火按一級動火認真落實安全措施和審批，公司消防車和消防員在現場全程監(jiān)護，禁止穿化纖服，不得敲打金屬、高空拋物和高空墜物產生火花；硫黃散卸皮帶機頭、機尾和斗提機機頭聯軸器設有防護罩，皮帶設置有緊急拉繩開關和安全護欄，皮帶和斗提機設置有系統(tǒng)聯鎖，投入聯鎖時單臺皮帶不能運行；皮帶啟動前開啟警鈴、警燈，仔細檢查皮帶一周，無異常方能啟動皮帶；對皮帶等傳轉動設備檢修清理，須在斷電（經兩次確認無誤）、電源處掛禁止啟動牌、拉繩開關在拉停狀態(tài)等安全措施落實后，方能作業(yè)。硫黃庫裝載機供料時，硫黃庫封閉，裝載機嚴格按啟動前檢查、鳴笛、作業(yè)區(qū)警示，禁止交叉作業(yè)等規(guī)則作業(yè)；同庫內禁止兩車同時作業(yè)；進入硫黃庫人員采取許可和登記，車輛須裝有效阻火器，許可后方可駛入。熔硫工序周圍標有介質名稱和毒物標志，以及其他醒目的安全標志等；硫黃中加入的液體氫氧化鈉改為無危險的石灰；熔硫工序使用較先進的現場總線控制系統(tǒng)（FCS），安全穩(wěn)定；快速熔硫槽內配有滅火蒸汽、引風系統(tǒng)和洗滌系統(tǒng)；整個硫黃轉運系統(tǒng)設置8個視頻監(jiān)控，便于運行時觀察硫黃轉運情況，每班清掃硫黃，做好防火防爆管理；編制《熔硫崗位硫黃著火事故現場處置方案》，并定時學習和演練，重點部位有公司領導擔任安全負責人，定期指導、檢查和監(jiān)督。

在硫黃的裝卸、運輸和使用過程中，其粉塵的粒度、分散度都是無法控制的，能做的主要是控制空氣中硫黃粉塵質量濃度低于爆炸下限（2.3 g/m3），增加硫黃溫度。當氣溫低于5 ℃時不得卸硫黃，優(yōu)先選用不易揚塵的顆粒硫黃，如遇塊粉硫黃，應搭配使用；為防止皮帶托輪或斗提機軸承磨損發(fā)熱引發(fā)著火，應加強設備的維護保養(yǎng)，及時更換轉動不靈活的托輪和軸承；夜間不卸硫黃，定期進行隱患排查及治理。

2.2 焚硫、轉化工序安全控制措施

2.2.1 升溫開車控制措施

系統(tǒng)全面檢查正常，安全環(huán)保設施正常運行，開車方案，煤爐、煮鍋方案已審批完成，作業(yè)人員培訓合格，特殊工種作業(yè)人員持證上崗，按規(guī)定穿戴好防護用具；開車前，落實好水、電、汽和氨水，干吸、尾吸工序運行正常，先烘爐和給轉化器升溫，裝油槍，送空氣，后開油槍點火，避免錯送形成混合性爆炸氣體；轉化器溫度升至正常溫度，換硫黃槍，尾吸pH 8.5左右，啟動風機，打開尾吸塔進口閥，控制焚硫爐頭壓力在3 kPa左右空吹3min，再將風壓緩慢提至8 kPa，噴液硫霧化點火，緩慢提負荷至正常，聯鎖投入，焚硫爐溫度不得超過1 050 ℃，不得超溫、超壓、超負荷生產；排冷凝酸時，人員正確佩戴防酸器材，硫酸裝置編制有《硫酸裝置柴油儲罐著火現場處置方案》，并定期學習、演練。

2.2.2 氣體泄漏控制措施

硫酸主裝置均使用較先進的FCS工控系統(tǒng)，風機使用德國進口的汽輪3K 風機，系統(tǒng)設置有多臺聯鎖報警，Ⅰ、Ⅱ焚硫，轉化周圍設置8 臺SO2氣體監(jiān)測警報儀，報警值低報為3.5 ×10-6，高報為7×10-6，主裝置各個角度均有監(jiān)控探頭，能及時發(fā)現處置煙氣泄漏。生產中管道、設備出現SO2、SO3泄漏時，若泄漏量過大無法控制，緊急停車；若泄漏量少，采取帶壓堵漏，堵漏前項目負責人、安全員、檢修人員等到現場識別風險，系統(tǒng)降負荷，認真落實安全措施，人員防護到位，在氣體分析合格、辦理安全作業(yè)票后方能作業(yè)。降負荷不能堵漏時，聯系停車補焊；硫酸主裝置安裝4個風向標，泄漏時從上風方向或側風方向疏散，硫酸主控室配有4套空氣呼吸器、防化服等器材；編制有《硫酸裝置SO2、SO3泄漏現場處置方案》，并定期學習和演練。

2.3 干吸、制酸工序安全控制措施

硫酸泵啟動或檢修硫酸管道、設備時，必須佩戴好防酸服、防酸面罩等防酸用品，確保噴淋洗眼器完好；該工序管道、風機和槽子檢修清理中，登高、動火、容器內作業(yè)等危險作業(yè)前須認真落實安全措施，機泵等運轉設備斷電確認掛牌，管道內和容器內酸排盡，有效隔離和置換合格，人員齊全，正確使用防護器材，辦理相關票證，作業(yè)現場設置警示標識，禁止上下交叉作業(yè)，作業(yè)點專人指揮和負責安全等，方能作業(yè)；硫酸裝置編制有《硫酸泄漏現場處置方案》和《硫酸裝置硫酸灼傷現場處置方案》，并定期學習、演練。

2.4 尾吸工序安全控制措施

開車前氨站備足氨水，確保氨水泵運行正常，開車前2 h 加氨水點倒到尾吸塔內，氨水w（NH3）為11%～12%，調整pH 達到8.5～8.8，pH 不達到指標不開車噴硫黃；生成的硫銨液送磷銨生產裝置用，巡檢時注意觀察噴濺情況，法蘭處增加防噴濺措施，巡檢人員佩戴好護目鏡，攜帶防毒面具，尾吸區(qū)域設置有氨氣泄漏檢測報警儀，能及時發(fā)現氨水泄漏，對于氨管線動火要認真落實安全措施，對物料來源用盲板有效隔離，用蒸汽或水置換合格，辦票后方能動火。

2.5 硫酸罐區(qū)工序安全控制措施

硫酸貯罐頂部均為錐形，安裝有呼吸閥，4 個貯罐設有梯子和過道，頂部相連，護欄、貼角邊齊全完好，硫酸管法蘭設置防噴濺塑料，人員開關閥門和啟動酸泵均佩戴好防酸衣等勞動防護用品，卸酸、裝酸點均設有噴淋洗眼器，酸車停至正確位置，放置防滑塊，提供電子運單，將耐酸膠管放入卸酸儲酸槽孔內，卸酸閥出口處卡箍緊固牢靠，檢查確認安全后，填寫裝卸車許可證，裝卸酸，并加強過程監(jiān)控，卸酸前小槽送酸泵正常運行，方能卸酸，避免漫酸，卸酸中若出現輸酸管線泄漏、噴濺等緊急情況，立即停止卸酸，用礦粉圍堵和處理，消除泄漏后再次卸酸；硫酸罐區(qū)設置有圍堰，出口裝有閥門并常關，圍堰外設有兩個雨水收集池；罐體和酸管定期測厚；檢查運轉設備時，須確保防護罩完好，并脫去手套，女工上崗須將頭發(fā)盤于帽內。

2.6 脫鹽水工序安全控制措施

該工序須正確穿戴個人防護用品，加強對酸堿泄漏點的巡檢，檢修前須認真落實酸堿卸盡的安全措施，人員做好酸堿噴濺灼傷的安全防護，脫鹽水設置有1臺噴淋洗眼器。

2.7 鍋爐工序安全控制措施

每月對鍋爐及附件進行全面檢查，安全閥及附件定期檢驗合格；制定鍋爐在正常操作液位下不上水最長允許時間；制定鍋爐缺水判斷方法和處理措施，并定期演練和總結；出現鍋爐缺水時，應立即停止焚硫爐噴液體硫黃，停止送風，立即查明輕微缺水還是嚴重缺水。若操作不當造成輕微缺水，給水系統(tǒng)正常、不影響正常運行，則可以繼續(xù)進水到正常水位，投入正常運行；若是嚴重缺水，須按緊急停爐辦法處理；當硫酸兩套裝置均停車，中、低壓蒸汽管疏水閥門打開就地排放，防止管道水擊。

2.8 余熱電站工序安全控制措施

余熱電站配有多組滅火器，滑潤油處增加了感溫電纜和自動噴淋滅火系統(tǒng)，進出口設置有緊急放空閥和減溫減壓裝置，安全閥及附件定期檢驗合格，做好硫酸主裝置鍋爐與電站汽輪機的協調運行；注意汽輪機滑潤和暖機；配備絕緣手套和器材。

2.9 硫酸循環(huán)水工序安全控制措施

控制循環(huán)水pH≥7，保證設備腐蝕率最低，通過pH 值及時判斷酸冷卻器漏酸情況，出現漏酸應立即停車處理；控制循環(huán)水Cl-質量分數小于25 ×10-6，及時聯系相關人員檢查水質；涼水塔內填料易著火，檢修動火時，接火盆和滅火毯到位，防止火花飛濺，準備消防水和滅火器，周圍保持濕潤，辦理動火票及受限空間票，消防車到場監(jiān)護，動完檢查余火，下班不允許動火。

2.10 其他措施

新員工或轉復崗員工須進行三級安全教育培訓，經理論和實作考核合格后方可獨立上崗；每半年開展年度安全再教育。逐級簽訂安全環(huán)保責任狀和安全環(huán)保承諾書，層層落實安全環(huán)保責任狀。創(chuàng)建六型班組、安全標準化班組，互保聯保，提高班組的安全管理水平。 建立風險識別和管控體系，及時消除事故隱患和化解事故風險。

3 安全管理取得的成效

公司2009 年成為二級達標企業(yè)，并于2019 年9月順利通過復審，得到上級部門好評。從2009年運行至今，未出現環(huán)境污染事故和輕傷以上安全事故。重點區(qū)域職業(yè)危害因素控制情況良好，硫黃庫房粉塵監(jiān)測合格率達100%。2021 年硫酸兩個班已通過“六型班組”四星和五星驗收。

4 結語

總之，在以后的安全生產中，公司繼續(xù)發(fā)揚優(yōu)點，查找不足，加強學習和交流，不斷提高員工安全意識，組織員工積極參與安全管理、風險識別，完善措施，落實安全責任等，進一步夯實磷銨安全生產工作基礎，確保裝置安全生產。