硫磺回收装置生产过程中风险控制实践

硫磺回收装置生产过程中风险控制实践

周振宇

中石油乌鲁木齐石化公司 830019

摘要：在硫磺回收装置制造过程的风险管理当中，基于设备制造工艺对爆炸、腐蚀、中毒以及粉尘等风险因素进行综合性的分析，可以显著地控制以及提高安全风险的控制水平。同时，科学的人员配备以及高效的后期管理将不断改善系统的风险管理。这些多样化的策略联合实施，将在系统以及技术的安全性中发挥全面的作用，同时促进该装置制造当中改进风险管理能力的指标。

关键词：硫磺回收；风险；管理

中图分类号: 文献标识码：A

引言

炼油企业通常采用硫磺回收装置处理其他装置产生的酸性气。目前的硫磺回收装置采用克劳斯炉系统将 H2S 转化成液硫，然后进入硫磺成型装置制备固体硫磺。克劳斯炉系统生产的液硫通常含有质量分数 250 ～300 μg/g 的硫化物。根据GB / T 2449． 2—2015《工业硫磺 第 2 部分: 液体产品》的要求，液硫中硫化氢( H2S) 和多硫化氢( H2Sx) 的质量分数( 以 H2S 计) 须低于 15 μg / g。基于此，所有硫磺回收装置均设置有液硫脱气系统。不同工艺包采用的脱气方案不同，原理都是使 H2Sx分解为 H2S，再进一步氧化为单质硫。通常采用空气作为脱气介质，空气中的氧气可以使 H2S 氧化为硫。液硫脱气设备的腐蚀非常复杂，一方面，液硫本身具有腐蚀性，液硫中的 H2S、氧气及水等介质对腐蚀影响也很大; 另一方面，不同工艺包采用的脱气方案有所不同，设备选用材料不同，腐蚀机理和腐蚀严重程度也会有所区别。

1硫磺的回收装置生产当中的风险因素

1.1中毒

在硫磺回收设备的制造当中，有许多有毒的物质，例如二氧化硫以及硫化氢。尤其是，供应气体中硫化氢的最大浓度可以达到70%或更高。作为高含量的物质，硫化氢的最大允许浓度为每单位10mg，直接的有害浓度为每平方米430mg。生产时候的泄漏直接危害现场工人的健康以及生命。装置中存在的氨气以及硫化氢气体是高毒的物质。

1.2硫化物的腐蚀

二氧化硫、硫化氢以及其他物质在回收设备中的广泛存在造成了硫磺回收工艺设备的严重腐蚀。更严重的是整个制造当中存在的硫化物腐蚀。热解后，硫化物附着在催化剂上并释放出二氧化硫以及三氧化硫。这些液体以及气体与水接触生成了硫磺酸以及亚硫酸盐，这直接增加了工艺管道中的泄漏以及腐蚀。

1.3爆炸

在硫磺回收设备的制造当中，不可忽视的易燃气体（如硫化氢以及氢气）在设备区域具有有害的影响。这些易燃气体是易燃易爆的。如果大量氢气以及硫化氢积聚在工作区域中并遇到明火，则硫磺回收装置很容易爆炸。

1.4噪声

噪声对于人体而言，会使得交感神经变得紧张，导致心跳开始加快，心律失衡，血压发生波动，甚至导致心血管疾病、神经衰弱、耳聋以及胃肠道疾病。在嘈杂的环境中长期工作会损坏听力器官，内耳产生器发生质的变化，噪声引起的听力的损失。另外，噪声会阻碍工作人员交换信息，增加其失误操作的概率，并造成生产上的安全事故。

1.5火灾以及爆炸危险

装置的现场存在易燃气体、硫化氢以及氢气均为易燃易爆的物质。甲类火灾有3种危险物质，乙类火灾有一种危险物质，每种爆炸性危险物质发生爆炸的下限都很低，容易爆炸。

2硫磺回收装置的生产当中进行风险控制的措施

2.1中毒的风险控制措施

①引入报警以及联锁控制系统所有重要的设备参数均设置有超限报警以及联锁保护。信号警告系统由音响设备、信号设备、光学显示设备、逻辑设备、电源设备以及按钮组成。警报信号显示在DCS上，以通知操作员及时对操作进行调整。安全联锁系统包括最终执行器、逻辑单元以及传感器。当过程达到某些条件时，安全联锁系统将立即运行以使过程处于安全的状态。基于过程的安全要求、保护要求以及风险分析，确定安全联锁系统的设备以及工艺的关键功能。②使用DCS控制控制系统DCS是一个多级计算机系统，由过程的监视级以及过程控制级组成，并以通信网络为中介。集成了用于控制、通信、计算机以及显示的4C技术。主要思想是组态方便、配置灵活、分级管理、集中操作以及分散控制。DCS系统用于远程的控制制造过程，并减少操作员与有毒、有害介质的接触可能性。

2.2腐蚀的风险控制措施

设备以及管道的防腐需要注意装配、焊接技术以及材料的选择。同时，必须从制造、加工、设计以及现场监控的角度进行严格控制。在潮湿的硫化氢腐蚀环境中，将Q245R材料用于容器筒，在容器内部使用不锈钢的复合层。该设备采用复合型的材料后，没有发现穿孔以及腐蚀问题。Q245R有必要规范钢板的使用条件。如果用于外壳的钢板的厚度超过12mm，则应按照GB/T4730.3的规定一张一张地采取100%的超声检查，并且认证等级必须为II级或更高。在潮湿硫化氢的腐蚀环境当中，碳钢压力管道以及容器需要进行焊后热处理。焊接后，碳钢以及碳锰钢的焊接接头、热影响区的硬度不应超过HBW200。进行合理的焊接结构设计，采取合理的装配以及焊接工艺措施，合理地调整焊接的位置，选择焊缝的形状以及尺寸，减少焊缝的次数，缩短焊缝的长度。选择合理的组装程序，并使用刚性固定方法、变形防止方法以及预留的收缩余量方法来防止焊接的变形。对于小型的设备，回火温度通常维持在600℃到650℃，可以完全地消除结构中的残余应力。然而，此方法可用于小型的设备。

2.3火灾以及爆炸风险的控制措施

①防止可燃物泄漏每天执行“3+1”轮换检查，最好防止设备的滴落。在脱硫区，应尽早对排出的液态硫进行处理，以免发生现场的堆放。在设备的检修期间，有必要在井眼中添加黄沙以密封工业污水井。需要清理动火的易燃物质周围以及下方。如果在硫磺池上动火，先向硫磺池中注满5cm到10cm的水，然后再进行高温的工作。对可能含有硫磺的管道，通常不使用切割方法，首先从法兰上卸下螺栓。然后将整个部分抬起。如果没有法兰，需在动火处准备一根消防水带并排干水。硫磺叉车需防爆，可防止产生火花。②强化消防管理严格地实施动火的许可制度，认真执行消防措施，实行定期的火灾日制度，严格地对建设项目申报，严格对各级机关的检查进行落实。其中，将对车间进行100%的检查，对50%的分支机构进行抽查，安全监控中心对25%的车间进行抽查。在维护的阶段，将严格地执行分析系统，以每2h分析无限的空间可燃气体浓度，并每2h对封闭的硫化氢、可燃气体浓度以及氧气含量进行分析。

结语

综上所述，硫磺回收装置用来回收炼油装置中的酸性气。为满足硫磺产品的要求，液硫需脱气去除 H2S 等杂质。该文介绍了传统的液硫池脱气方案、新的脱气塔脱气方案和液硫罐脱气方案，分析了其腐蚀机理。对不同脱气方案的腐蚀风险进行了比较和分析，给出相应的腐蚀控制措施。三种液硫脱气方案各有特点: 传统的液硫罐脱气方案投资大，现场施工量大，维护成本高，但抗腐蚀能力强; 脱气塔脱气方案工艺流程长，设备数量多，占地大，但腐蚀风险小; 液硫罐脱气流程简单，投资少，但腐蚀风险大，对腐蚀管理要求更加严格，尤其需要控制运行和停工过程中的酸腐蚀。

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