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硫磺回收装置生产过程中的14条危险因素,哪一条都别戳中你!
作者: 来源: 浏览次数:2996次 更新时间:2019-01-08

硫磺回收装置与一般石油炼制装置不同的是,硫磺回收装置的主要危险因素不是燃烧爆炸(当然也存在这种危险),而是有毒气体(硫化氢、氨)对人体的危害。H2S存在于硫磺回收装置的各个部分,是硫回收装置的主要危险因素。此外,硫回收装置的严重的腐蚀问题也是影响其安全生产的重要因素。下面小七带大家一起了解一下在硫磺回收装置中存在的安全隐患以及有效地预防措施。


H2S 是无色的强烈神经性毒气,中毒后使人突然昏迷,呼吸、心跳停止,出现电击式死亡。H2S存在于硫磺回收装置的各个部分,是硫回收装置的主要危险因素。 那么H2S 在硫回收装置中是怎么分布的呢?


硫回收装置中H2S的分布


硫回收装置是以H2S作为原料生产硫磺,因此在硫回收装置中H2S是分布极广且浓度较高的物质,所以其潜在的危害也十分巨大。这其中,酸性气管线是H2S浓度最高的地方,一般硫回收装置酸性气浓度均高于40%,有的甚至达到90%以上,如果一旦发生泄漏,后果将难以想像。此外对于整个装置来说,大部分管线均含有不同浓度的H2S或诸如S02、COS等物质,有的虽然浓度不高,但足以致人于死地。


硫化氢的毒性影响这么大,那么在硫磺回收装置开停工、正常生产过程中存在哪些潜在的风险?


开停工及正常生产情况下的危险因素停工阶段


硫酸装置停工过程通常分为H2S吹扫、SO2:吹扫、(通过改变配风比调节)及催化剂烧焦。H2S吹扫是避免催化剂失活,S02吹扫是尽量携带系统内部硫,催化剂烧焦是使催化剂表面的积炭燃烧,保证催化剂活性和为开工做好准备。


在停工过程中,即使吹扫过程进行完全也不可能彻底将系统内部的硫全部带出,这样在进行烧焦时就会造成硫燃烧的后果,硫燃烧放热量大,会造成反应器飞温,而且一旦发生飞温现象,其温度很难在短时下降,势必将造成催化剂的损坏,严重时甚至会损坏设备,从而影响正常生产。


开工阶段


如果硫磺装置在停工阶段中吹扫和烧焦过程进行不彻底,装置会在停工过程中发生硫凝聚或催化剂积炭阻塞气路。这种在开工阶段中就会造成流程阻塞,当酸性气进入系统时会发生燃烧炉防爆膜爆裂,造成有毒气体大量泄漏,严重威胁生命安全。


酸性气带烃(胺)


硫磺回收装置应用最为广泛的是部分燃烧法,在部分燃烧法中,对燃烧炉配风采用不完全配风。如果酸性气带烃(胺),由于没有足够空气,将导致烃(胺)严重积炭,特别是胺类物质,它会形成有光泽的焦油积炭。这就增加了硫磺装置停工时烧焦负荷,延长了停工时间。更重要的是积炭量过大,将会使装置在正常运行情况下出现阻塞,使防爆膜爆裂,致使有毒气体泄漏。


酸性气带液


酸性气带液是硫回收装置的常见问题,此处液体主要是指水。液相水一旦进入燃烧炉,由于燃烧炉温度至少在800℃以上,液相突然变为气相,导致进入燃烧炉内的气体体积骤然增加,将会使炉内压力骤升,以至引起防爆膜爆裂,有毒气体泄漏。


冷却器堵塞


冷却器是硫磺回收装置的重要设备,通常情况下硫蒸气走管程,冷却水走壳积。但由于种种原因,在冷却器的管板之间经常发生泄漏。一旦泄漏后,硫蒸气将直接遇冷却水而凝固,造成设备的阻塞。严重时将会引起系统压力升高,造成防爆膜爆裂,有毒气体泄漏。


配风不合适


配风比是硫回收装置的重要操作条件,只有合适的空气与酸性气对应,才能达到最大的硫回收率,即在过程气中始终保持H2S和S02的比为2:1,同时配风量还需提供酸性气中携带烃类物质燃烧所需的空气。


配风量大,会降低硫回收率,严重污染环境;配风量小,也会降低硫回收率,同时还会导致烃类物质燃烧不完全,产生积炭,造成系统阻塞,威胁安全生产。


酸性气流量和浓度的变化


在硫回收装置中,通常酸性气流量和浓度都是变化的,但这种变化在一定范围之内是允许的。如果这种变化超过被允许的范围,就会出现配风比连续大范围的变化,这对正常操作是不利的,严重时这会造成硫磺的阻塞。


风机故障


通常在硫回收装置中用风机向燃烧炉提供空气,与其他动设备相同,风机也是一开一备。 风机在硫回收装置中是至关重要的设备,在正常生产中一旦停风,会出现大量酸性气直接进入尾气系统,对其造成严重冲击,而且酸性气中的烃还会遇高温发生不完全燃烧而积炭,阻塞系统。在设备切换过程中,如果操作有微小偏差,还有可能造成风机反转,从而使酸性气倒流,直接威胁人的生命安全。


除氧水中断


Claus硫回收装置中为回收热能,均在燃烧炉后设置废热锅炉,以发生蒸气的形式回收能量。除氧水是供发生蒸气用,一旦发生中断,会造成锅炉缺水,严重时会造成干烧而发生锅炉爆炸。


10 瓦斯停或带液


硫回收装置不论是否设有尾气处理单元,其最后一级均设有尾气焚烧炉。焚烧炉通常以瓦斯为燃料对硫磺尾气进行高温灼烧。


如果瓦斯突然中断,会因没有燃料气供应使焚烧炉火焰熄灭,影响正常生产。


如果瓦斯带液,会造成空气供应量不足,在焚烧炉内积炭,有时还会在管线中发生燃烧,烧毁管线造成设备事故或气体泄漏,威胁安全生产。


11 高温掺合阀故障


为控制转化器入口温度,提高转化率,硫回收装置通常在转化器入口设置高温掺合阀。通过从燃烧炉中部引出高温气体与燃烧炉出口气体混合达到转化器人口温度要求。


高温掺合阀实质上是一个三通,通过调节阀体开度控制热流通量来控制转化器人口温度。由于高温掺合阀工作温度较高,因此极易发生故障,经常出现卡死现象。一旦高掺阀卡死,气流温度将无法控制,硫磺转化率将显著下降,同时影响正常生产或造成非正常停工。对硫回收装置来说,非正常停工是可怕的,因为非正常停工往往不能进行吹扫和烧焦,会造成系统阻塞而产生更大的麻烦。


12 烟囱阻塞


H2S和S02在没有催化剂存在的条件下也能发生反应,尽管这种反应速度很慢,生成硫磺数量很小,但日积月累下来就会阻塞设备或者管线。硫回收装置中设有烟囱,以排出硫磺尾气。


在没有尾气处理设施或者说采用焚烧的尾气处理方法的装置中,由于尾气中H2S和S02含量较大,经常会出现硫磺阻塞烟囱管线的现象,从而造成硫磺整个系统阻塞,影响安全生产,严重时还会造成被迫停工现象。


13 尾气部分故障


为达到硫磺尾气排放标准,现代的硫磺企业中均设有尾气处理设施。其中应用最广泛的是SCOT加氢流程,它通过对尾气的加氢过程,在专门催化剂作用下使尾气中的S02转化为H2S,再用溶剂吸收H2S后解吸,重新作为原料进入硫磺单元,以达到提高硫磺转化率减少污染的目的。其控制关键是尾气中SO2的转化,影响它的因素主要包括催化剂性能、反应温度、加氢量等。其中加氢量至为重要,加氢量大。虽可以保证S02的完全转化,但会加重尾气焚烧炉的负担,严重时造成焚烧炉飞温以致损坏。加氢量过小,S02不能完全转化,会和过程气中H2S反应生成硫磺阻塞设备,严重时会引起硫磺反应单元的事故。


14 采样过程中的危险因素


硫回收装置是通过调节配风量来实现Claus反应中硫的最佳转化率的,因为酸性气中H2S的含量及烃含量是随时间变化的,若要求有较高的转化率,需要对配风量随时进行调节,配风量是否合适,就需要对过程气中H2S和S02含量进行分析,以帮助操作人员做出正确的判断。因此对硫磺生产过程中气体进行分析是十分重要的。


国外和某些国内的引进装置基本上实现了在线色谱分析,但由于价格等因素的影响, 国内普遍采用的分析方法仍是人工色谱分析法,分析人员每天必须与有毒气体直接接触,在采样过程中如果忽视安全或违反规定进行操作,很容易发生中毒危险,而且这种危险直接威胁生命,在生产过程中是应该值得注意的。


此外,硫回收装置的严重的腐蚀问题也是影响其安全生产的重要因素。


硫回收装置生产中遇到的大量酸性物质是设备腐蚀的直接因素,因此对于设备的定期检查及保养是十分必要的,这其中尤以S02的危害最为巨大。由于硫回收装置中同时存在S02和水,在条件适宜时很容易产生中强酸而腐蚀设备。


除了上述一些潜在的危险因素外,还应该注意硫磺在成型中存在的问题,这些风险别忽视!


硫磺成型中应注意的问题


1液硫脱气问题液硫中通常含有多硫化氢(H2Sx)及H2S,如果不注意脱气问题,对于大型装置来说,是很容易出现危险的。此问题在以往经常被忽视,随着国内原油加工原料的变化,硫回收装置将逐渐向大型化方向发展,这个问题将显得尤为重要。


2成型库房的问题硫磺成型库房中由于含有大量的硫粉尘,加之必要的成型设备的运转,因此成型库房中粉尘爆炸的危险是存在的。如何避免爆炸保证其安全生产是不容忽视的问题。


影响硫回收装置安全生产的因素很多,为了保证安全生产,提高硫回收率,保护环境,在硫磺装置中一般设有联锁控制系统。


硫磺装置的自控联锁系统


硫磺装置的自控联锁系统中应用最广泛的是配风控制系统。在硫磺装置中,酸性气的流量和浓度是不断变化的,如果用人工配风的办法,调节频率太高,而且也不易准确,造成空气供给不适而造成危险或污染的几率也大大增加。


鉴于此,一般硫回收装置中都设有配风控制系统,它是在DCS系统中给定一个比值,根据酸性气流量和浓度的变化,根据比值系统可以在一定范围内自动调节供给空气量,使操作稳定、安全:在些引进装置还设有在线检测部分,它与上述系统联合,使硫磺的操作完全处于自动控制状态,提高了回收率,保证了安全生产。


近年来有些装置还增设了事故控制联锁系统,它主要作用是在事故状态下快速切断酸性气,避免人工切断时人的危险。它的主要原理是在酸性气进入燃烧炉之前设立联锁控制系统,当遇到某些危险情况或发生事故时,DCS系统能自动将酸性气转入火炬,同时点燃火炬,这比人工切换时速度快,反应时间短,而且也更加安全可靠。


硫磺回收装置生产过程中存在这么多风险,除了采用硫磺装置自控联锁系统,还需要注意下面这些安全防范措施。


硫磺回收装置安全生产防范措施


为保证硫磺回收装置安全生产,应采取以下几点基本措施:


(1) 仅需要对设备按时进行检查,对所有管线的检查也要严格遵守压力管道管理办法的规定,以尽量避免发生泄漏;

(2) 应科学合理的设置固定式H2S检测报警设备,并且保证其数量充足,以期一旦发生泄漏能在第一时间发现,尽可能减小损失;

(3) 配备完善的防护设备,这其中包括便携式报警设备,正压呼吸器、及其他过滤性质的呼吸设备;

(4)重点强调发生严重泄漏状况下的处理步骤,其原则是发现泄漏后应首先通知有关人员,并佩带整齐完整的防护设备,并及时切断泄漏源。切忌在没有安全防护设备的保护下进行切断泄漏源或进行抢救等活动。