??????硫酸是一種重要的基本化工原料,其用途十分廣泛,在國民經濟中占有舉足輕重的地位。硫酸的主要生產原料為硫磺、硫鐵礦、冶煉煙氣、硫化氫等,目前主要生產工藝為接觸法,包括原料二氧化硫的生成、二氧化硫向三氧化硫的催化轉化和三氧化硫的吸收。由于硫酸生產所涉及的化學物質和工藝過程具有一定的安全風險,所以應引起足夠的重視并采取適當的防范措施。本文對此分析如下。
??????? 1 硫酸生產中主要化學物質風險分析
??????? 1.1 原料
??????? 硫酸生產中涉及安全風險的原料主要為硫磺和硫化氫。
??????? 1.1.1 硫磺
??????? 硫磺為淡黃色脆性結晶或粉末,可能因含少許硫化氫而有特殊臭味,183.8℃時蒸氣壓0.13kPa,閃點207℃,熔點119℃,沸點444.6℃,相對體積質量(水為1)2.0,自燃溫度232℃,爆炸下限2.3g/m3。
??????? 硫磺屬易燃固體,遇明火、高熱易燃,與氧化劑混合能形成爆炸性混合物。硫磺粉體與空氣可形成爆炸性混合物。硫磺為不良導體,在干燥狀態下會因攪拌、輸送和注入等操作產生靜電。硫磺能在腸內部分轉化為硫化氫而被吸收,故大量口服可導致硫化氫中毒。硫磺可引起眼結膜炎、皮膚濕疹,對皮膚有弱刺激性。生產過程中長期吸人硫磺粉塵一般無明顯毒性作用。
??????? 硫磺的毒性相對較小,主要危險是粉塵爆炸。在氣候干燥、通風不良的情況下處置硫磺,會造成粉塵富集,達到爆炸極限后在外部能量的作用下引發爆炸。由于硫磺表面易產生靜電積累,更加劇了爆炸的危險。
??????? 1.1.2 硫化氫
??????? 硫化氫是可燃性無色氣體,具有典型的臭雞蛋味,沸點-60.3,相對體積質量(空氣為1)為1.19,易溶于水及醇類、二硫化碳、石油溶劑和原油,20℃時蒸氣壓為1 874.5kPa,空氣中爆炸極限(體積分數)為4.3%-45.5%,自燃溫度260℃。
??????? 硫化氫是一種神經毒劑,亦為窒息性和刺激性氣體。硫化氫經粘膜吸收較快,經皮膚吸收甚慢。急性硫化氫中毒一般發病迅速,出現以腦和(或)呼吸系統損害為主的臨床表現,亦可伴有心臟等器官功能障礙。臨床表現因接觸硫化氫的濃度等因素的不同而有明顯差異。中樞神經系統損害最為常見,輕則出現頭痛、頭暈、乏力、共濟失調及輕度意識障礙,重則出現意識模糊、昏迷、呼吸困難或呼吸停止后心跳停止,與極高濃度(1 000mg/m3以上)硫化氫接觸可發生電擊樣死亡。
??????? 硫化氫的主要危險是致人中毒,由于爆炸下限較低,也容易引發爆炸事故。硫化氫體積質量較空氣大,在低處泄漏時會聚積在地面,在高處泄漏時也會擴散至地面,因此容易導致嚴重后果。
??????? 1.2 中間產物
??????? 硫酸生產的中間產物是二氧化硫和三氧化硫,它們均具有一定的安全風險。
??????? 1.2.1 二氧化硫
??????? 二氧化硫為五色、有刺激性臭味、有毒氣體,不可燃,易液化,沸點-10℃,相對體積質量(空氣為1)2.26,是一種還原劑。
??????? 二氧化硫易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸,對眼睛及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。急性影響為:輕度中毒時發生流淚、畏光、咳嗽,咽喉灼痛等,嚴重中毒后可在數小時內引發肺水腫,極高濃度吸人可引起反射性聲門痙攣而致窒息,皮膚或眼接觸會發生炎癥或灼傷。慢性影響為:長期低濃度接觸可產生頭痛、頭昏、乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等,少數工人有牙齒酸蝕癥。
??????? 二氧化硫的主要危險是致人中毒。
??????? 1.2.2 三氧化硫
??????? 三氧化硫在常態下為無色液體或者無色至白色晶體,不可燃,有發煙、吸濕特性,沸點45℃,相對體積質量(空氣為1)2.8,是一種強氧化劑。
??????? 三氧化硫與可燃物質、還原性物質及有機化合物激烈反應,有著火和爆炸危險;與水和潮濕空氣激烈反應,生成硫酸;水溶液是一種強酸;與堿劇烈反應;腐蝕金屬,生成爆炸性氣體氫。三氧化硫對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用,可引起結膜炎、水腫、角膜混濁以致失明;對呼吸道有刺激作用,重者造成呼吸困難和肺水腫;高濃度接觸會引起喉痙攣或聲門水腫致死;口服后會灼傷消化道形成潰瘍,嚴重者可造成胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等;慢性影響有牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肝硬變等。
??????? 三氧化硫的主要危險是致人中毒。
??????? 1.3 產品
??????? 產品硫酸為透明粘稠的油狀液體,無氣味,顏色自五色、黃色至黃棕色,相對體積質量(水為1)1.834,易溶于水同時放出大量熱量。濃硫酸有明顯的脫水、氧化作用和腐蝕性。硫酸本身雖然不燃燒,但因其化學性質活潑,遇水及許多可燃物質,如木屑、稻草、紙張、電石、高氯酸鹽、雷酸鹽、硝酸鹽、苦味酸鹽等會發生劇烈反應,放出高熱并可能引起燃燒;稀硫酸遇金屬會反應放出氫氣,引發爆炸。硫酸腐蝕性強,能嚴重灼傷眼睛并有造成失明的危險,對皮膚有刺激性,會導致皮炎或灼傷。與三氧化硫一樣,硫酸可引起上呼吸道炎癥及肺損害,其毒性表現見上述“三氧化硫”部分。
??????? 硫酸的主要危險源啟其化學活潑性和強腐蝕性,有可能引發燃燒、爆炸和人體嚴重傷害。