在磺化車間,主要進(jìn)行燃硫及SO3發(fā)生、膜式磺化等工藝過程。單元中的危險物料主要是液硫、S02、SO3、棕櫚油甲酯。由于生產(chǎn)工藝過程較復(fù)雜,所涉及的物料中棕櫚油甲酯為可燃物質(zhì),液硫也是有火災(zāi)危險的物料,如果相關(guān)設(shè)備管線故障、泄露,工人違章作業(yè),遇點火源即可發(fā)生火災(zāi)事故。
棕櫚油甲酯等可燃液體會產(chǎn)生靜電,其流速應(yīng)控制在3m/s內(nèi),并應(yīng)安裝良好、可靠的靜電接地設(shè)施,其接地電阻不應(yīng)大于100Ω。如果物料的流速、流量控制不當(dāng),則潛在的有發(fā)生火災(zāi)的危險。
本單元涉及磺化反應(yīng)這一危險反應(yīng)過程,反應(yīng)溫度較高,工序較復(fù)雜,潛在很大的火災(zāi)危險性。工藝設(shè)備的平穩(wěn)操作對單元的安全運行十分重要。
磺化是在有機(jī)化合物分子中引入磺(酸)基(-SO3H)的反應(yīng)。三氧化硫是氧化劑,遇易燃的物質(zhì)時會很快引起著火;另外,三氧化硫的腐蝕性很弱,但遇水則生成硫酸,同時會放出大量的熱,使反應(yīng)溫度升高,不僅會造成沸溢或使磺化反應(yīng)導(dǎo)致燃燒反應(yīng)而起火或爆炸。?
由于生產(chǎn)所用原料棕櫚油甲酯是可燃物,而磺化劑三氧化硫是氧化性物質(zhì),所以二者相互作用的條件下進(jìn)行磺化反應(yīng)是十分危險的,因為已經(jīng)具備了可燃物與氧化劑作用發(fā)生放熱反應(yīng)的燃燒條件。這種磺化反應(yīng)若投料順序顛倒、投料速度過快、攪拌不良、冷卻效果不佳等,都有可能造成反應(yīng)溫度升高,使磺化反應(yīng)變?yōu)槿紵磻?yīng),引起著火或爆炸事故。
磺化反應(yīng)是放熱反應(yīng),若在反應(yīng)過程中得不到有效地冷卻和良好的攪拌,都有可能引起反應(yīng)溫度超高,以至發(fā)生燃燒反應(yīng),造成事故火災(zāi)事故。?
硫磺輸送設(shè)備、硫磺燃燒器、燃硫爐、磺化反應(yīng)器等區(qū)域是防火重點區(qū)域。液硫過濾機(jī)必須按規(guī)定操作,嚴(yán)防超壓。燃硫爐如果控制不當(dāng)或者設(shè)備損壞、物料泄露,可能引發(fā)火災(zāi)事故。
人皮膚接觸到液硫時易引起燙傷事故。硫磺燃燒器、燃硫爐焚硫后產(chǎn)生的SO2氣體和轉(zhuǎn)化成的SO3氣體等都是對人體有害的物質(zhì),具有強(qiáng)烈的腐蝕性,人體接觸時會被灼傷。此外,在生產(chǎn)過程中,從焚硫開始涉及到高溫氣體,應(yīng)嚴(yán)防燙傷。
此外,本單元中還涉及氧化反應(yīng)危險過程:在燃硫過程有硫磺燃燒生成二氧化硫的氧化反應(yīng),在SO3的產(chǎn)生過程有二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)需要加熱,但反應(yīng)過程又是放熱反應(yīng),特別是在有催化劑的氣相反應(yīng)一般都是在250~700℃高溫下進(jìn)行,這些反應(yīng)熱若不及時移去,將會使溫度迅速升高,反應(yīng)速度加快以致發(fā)生超壓爆炸。氧化產(chǎn)物為二氧化硫、三氧化硫,一旦泄漏會引發(fā)中毒事故??諝庵械幕覊m、水汽、油污、雜質(zhì)可使催化劑活性降低或中毒,使轉(zhuǎn)化率降低也增加了后道工序中著火的機(jī)率。空氣中含有水分可使酸性氣體SO3生成硫酸,增加了對設(shè)備管道的腐蝕性。
本單元的主要設(shè)備有:鼓風(fēng)機(jī)、冷凍機(jī)、干燥器、換熱器、硫磺燃燒器、燃硫爐、SO2/SO3 轉(zhuǎn)化塔、磺化反應(yīng)器等。
換熱器的操作溫度、壓力較高,密封點多,易出現(xiàn)泄漏,是裝置的重要設(shè)備。各種冷凝器、冷卻器和換熱器因腐蝕、安裝質(zhì)量差、熱力作用等原因,冷換頭蓋大法蘭、進(jìn)出口閥門、法蘭連接處常發(fā)生泄漏或設(shè)備內(nèi)漏,引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。
冷凍系統(tǒng)的介質(zhì)是乙二醇溶液。如果控制不當(dāng)或者設(shè)備損壞、物料泄露,可能引發(fā)凍傷事故。
三氧化硫?qū)俑g性介質(zhì)。相關(guān)設(shè)備如果材質(zhì)選用不當(dāng),設(shè)備可能由于腐蝕、老化。
反應(yīng)器是單元的關(guān)鍵設(shè)備,器內(nèi)主要介質(zhì)為棕櫚油甲酯、三氧化硫,且操作溫度較高,反應(yīng)器在發(fā)生泄漏或超溫超壓時,有火災(zāi)爆炸的危險性。