硫酸是一种重要的基本化工原料,其用途十分广泛,在国民经济中占有举足轻重的地位。硫酸的主要生产原料为硫磺、硫铁矿、冶炼烟气、硫化氢等,目前主要生产工艺为接触法,包括原料二氧化硫的生成、二氧化硫向三氧化硫的催化转化和三氧化硫的吸收。由于硫酸生产所涉及的化学物质和工艺过程具有一定的安全风险,所以应引起足够的重视并采取适当的防范措施。本文对此分析如下。
1 硫酸生产中主要化学物质风险分析
1.1 原料
硫酸生产中涉及安全风险的原料主要为硫磺和硫化氢。
1.1.1 硫磺
硫磺为淡黄色脆性结晶或粉末,可能因含少许硫化氢而有特殊臭味,183.8℃时蒸气压0.13kPa,闪点207℃,熔点119℃,沸点444.6℃,相对体积质量(水为1)2.0,自燃温度232℃,爆炸下限2.3g/m3。
硫磺属易燃固体,遇明火、高热易燃,与氧化剂混合能形成爆炸性混合物。硫磺粉体与空气可形成爆炸性混合物。硫磺为不良导体,在干燥状态下会因搅拌、输送和注入等操作产生静电。硫磺能在肠内部分转化为硫化氢而被吸收,故大量口服可导致硫化氢中毒。硫磺可引起眼结膜炎、皮肤湿疹,对皮肤有弱刺激性。生产过程中长期吸人硫磺粉尘一般无明显毒性作用。
硫磺的毒性相对较小,主要危险是粉尘爆炸。在气候干燥、通风不良的情况下处置硫磺,会造成粉尘富集,达到爆炸极限后在外部能量的作用下引发爆炸。由于硫磺表面易产生静电积累,更加剧了爆炸的危险。
1.1.2 硫化氢
硫化氢是可燃性无色气体,具有典型的臭鸡蛋味,沸点-60.3,相对体积质量(空气为1)为1.19,易溶于水及醇类、二硫化碳、石油溶剂和原油,20℃时蒸气压为1 874.5kPa,空气中爆炸极限(体积分数)为4.3%-45.5%,自燃温度260℃。
硫化氢是一种神经毒剂,亦为窒息性和刺激性气体。硫化氢经粘膜吸收较快,经皮肤吸收甚慢。急性硫化氢中毒一般发病迅速,出现以脑和(或)呼吸系统损害为主的临床表现,亦可伴有心脏等器官功能障碍。临床表现因接触硫化氢的浓度等因素的不同而有明显差异。中枢神经系统损害最为常见,轻则出现头痛、头晕、乏力、共济失调及轻度意识障碍,重则出现意识模糊、昏迷、呼吸困难或呼吸停止后心跳停止,与极高浓度(1 000mg/m3以上)硫化氢接触可发生电击样死亡。
硫化氢的主要危险是致人中毒,由于爆炸下限较低,也容易引发爆炸事故。硫化氢体积质量较空气大,在低处泄漏时会聚积在地面,在高处泄漏时也会扩散至地面,因此容易导致严重后果。
1.2 中间产物
硫酸生产的中间产物是二氧化硫和三氧化硫,它们均具有一定的安全风险。