间歇碳化法碳酸锶/碳酸钡生产工艺改造方向——《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录(第二批)》解读之三

　　应急管理部近日发布《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录(第二批)》，明确提出淘汰使用硫化氢湿式气柜的间歇碳化法碳酸锶、碳酸钡生产工艺，要求新(扩)建项目禁用，现有间歇碳化法碳酸锶生产工艺一年内改造完毕，现有间歇碳化法碳酸钡生产工艺两年内改造完毕。

　　淘汰原因：硫化氢挥发损健康

　　碳酸锶、碳酸钡的生产工艺过程基本相同，目前国内大部分企业采用的都是间歇碳化工艺。采用该工艺、尤其是碳化塔组数量较少时，必须设置硫化氢气柜进行缓冲和混合，以便克劳斯硫回收装置进料中的尾气硫化氢浓度和尾气流量相对稳定，利于克劳斯硫回收装置稳定运行。

　　但是，由于硫化氢溶于水，属于二元弱酸，对湿式气柜的腐蚀较为严重。运行过程中，硫化氢可溶于湿式气柜水封槽的水中，即使企业在水封槽严密地覆盖一层漂浮物，硫化氢仍会挥发到环境中，对操作人员的身体健康及周边环境造成不良影响。碳酸锶、碳酸钡生产企业的硫化氢气柜中的硫化氢浓度可达50%至80%，且气柜的容积较大，所以一旦气柜发生泄漏，易造成人员中毒。此外，硫化氢气体的密度大于空气密度，泄漏后可沿地面向远处传播，波及范围较广。如果1台1000立方米的硫化氢气柜(浓度60%，控制最高柜容85%)全部泄漏，可以使得长宽各500米、高度2米的空间内的硫化氢浓度达到立即致死浓度。因此，硫化氢湿式气柜存在较大的安全隐患。

　　替代工艺：连续碳化法为首选

　　间歇碳化法碳酸锶、碳酸钡生产工艺的替代工艺主要有两种：一是碳酸锶、碳酸钡连续碳化法生产工艺；二是多塔碳化生产工艺。两种工艺均取消了硫化氢气柜。

　　连续碳化法生产工艺只需要在间歇碳化法生产工艺的基础上对原碳化塔实施改造，将碳化塔数量由原来的3个改为2个，原来的第三个碳化塔变更为脱气塔；3个塔按照流程顺序连续进出料，不再间歇切换运行。

　　相比间歇碳化法工艺，连续碳化工艺尾气中硫化氢的含量由间歇式工艺的60%左右提高至85%左右，显著降低了二氧化碳消耗量；减少了锶浆的人工取样分析，降低了人员暴露的风险；减少了阀门的间歇操作频次，降低了阀门泄漏的概率；取消了含硫化氢尾气气柜，显著减少了硫化氢气体的在线量，降低了安全风险；取消了罗茨风机，消除了风机泄漏的可能；碳化塔的压力由原0.3兆帕左右降低至0.03兆帕左右，对设备的要求降低、泄漏风险减少。

　　多塔碳化生产工艺实质上仍为间歇式碳化工艺。该工艺通过减少碳化塔的容积、提高碳化塔数量方式，尽可能降低切换碳化塔操作过程中对硫化氢气体流量的影响。与被淘汰的工艺相比，由于通往克劳斯硫回收装置的碳化塔塔组数量较多，少数几组碳化塔停止运行进行切换操作造成的尾气产量降低，对进入克劳斯系统的尾气总量影响较小，尾气流量和浓度的波动不影响克劳斯系统的正常运行。因此，无需设置硫化氢气柜进行缓冲也可以确保克劳斯硫回收装置的稳定运行。

　　两种替代工艺相比较，连续碳化法不仅能够实现取消硫化氢气柜的目的，同时还具有投资少、生产工艺更加平稳、降低危险环境中人员暴露的频次、降低阀门泄漏风险等优点。因此，连续碳化法工艺应作为首选替代工艺。

　　改造建议：提高装置自动化水平

　　针对间歇碳化法生产工艺中硫化氢气柜可能存在的安全风险，早在几年前，部分地区的应急管理部门已开始督促有关企业进行技术攻关及改造。一些企业积极响应，已成功开发出连续碳化法生产工艺，经过一段时间的运行，取得了较好的成果。对部分尚未开展技术升级改造的企业，应抓紧时间开展调研，结合企业实际制定切实可行的改造方案，确保按时完成装置改造计划。

　　应提高生产装置的自动化控制水平。目前，大部分采用间歇式碳化法生产工艺的企业均为手动操作，对自动化控制系统接触较少，对其功能了解不多，对其可靠性存在怀疑。因此，建议相关企业开展更广泛的调研，充分了解目前自动化控制系统的强大功能和高可靠性，打消疑虑。

　　此外，要加强人员培训。在连续碳化法生产工艺改造装置投入使用前，企业应制定完善的操作规程，并对操作人员进行充分培训，尤其应注意完善操作规程中开停车过程的操作内容。由于缺少气柜的缓冲，碳化装置和硫回收装置必须做到“同开同停”，对操作人员的要求提高；同时，生产装置由手动操作改为自动化控制系统控制，对操作人员的操作方式、操作习惯带来的改变较大。在装置投用前必须进行充分的培训，让操作人员了解自动化控制系统的控制原理、调节方法、异常工况的处置等内容，确保其具备足够的操作技能和应急处置能力。