引言(1)
在液氯生產中,因三氯化氮曾引起多起爆炸事故,所以各液氯生產企業都十分重視控制三氯化氮。特別是今年4月16日,重慶天原化工總廠液氯工段發生三氯化氮爆炸事故后,更引起各氯堿企業的高度重視,一些企業采取了對原料鹽、液氯排污物等增加分析次數,嚴格控制指標,增加液氯排污的次數等措施,這些傳統的控制辦法對液氯的安全生產起到了重要的作用。
產生的條件(2)
控制三氯化氮的產生,僅靠傳統的控制辦法是否全面,是否有其他產生三氯化氮的途徑?要弄清這個問題,就必須弄清三氯化氮產生的條件。
在氨、銨鹽或有機胺(如尿素)存在的情況下,遇到氯、次氯酸或次氯酸鹽時,都能產生含氮的氯化物。但是,反應生成物是氯的銨鹽還是三氯化氮,這要看反應時的條件。
在中、低壓生產的條件下,反應生成物主要決定于溶液的pH值。
當pH>9時,反應生成物是一氯銨或二氯銨;
NH3+Cl2=NH2Cl+HCl
NH3+2Cl2=NHCl2+2HCl
當pH<5時,反應生成物是三氯化氮:
NH3+3Cl2= NCl3+3HCl
NH3+3HClO=NCl3+3H2O
NH+4+2Cl2→NCl3+ HCl
因此,在氯氣和液氯的生產中,控制氨、銨鹽或有機胺(如尿素)從各種途徑混入系統是非常重要的。
產生的途徑(3)
從當前大多數氯堿企業的生產工藝看,系統中混入氨、銨鹽或有機按(如尿素)的途徑有兩個:
一是從原料部分直接混入,這就是按傳統方法嚴格控制入電解槽鹽水的總銨量(常是控制原料鹽、水等的含氨和銨量),防止在電解等環節的酸性環境下產生三氯化氮。
二是系統外含氨、銨鹽或有機胺(如尿素)的物質因設備損環而進入到系統內,與氯氣或液氯反應生成三氯化氮。如含氨的冷凍鹽水因氯冷凝器突然穿孔而進入到系統內,也會形成三氯化氮。
對于后一種產生三氯化氮的途徑,往往被忽視。
據調查,絕大部分企業都用氯制冷的方法生產液氯。用氨在氨蒸發器內蒸發吸熱使氯化鈣鹽水降低溫度,再用低溫氯化鈣溶液通過換熱器(氯冷凝器)給氯氣供冷,使氣氯冷凝為液氯。一些企業發生過氨蒸發器泄漏事故,使一部分氨溶解在氯化鈣溶液里(氯化鈣溶液里是否含氨,用pH試紙一測便知),修好氨蒸發器后,對含氨的冷凍鹽水不及時更換。如果氯冷凝器受腐蝕突然穿孔,含氨的冷凍鹽水就會進入氯氣一側(通常冷凍鹽水一側的壓力高于氯氣一側),則立即發生反應,并生成三氯化氮。這是因為有水和大量氯存在的情況下pH<5的環境很快就形成緣故。
因此,用氨制冷方法生產液氯的企業一方面要加強設備管理,定期檢查和檢測氨蒸發器、氯冷凝器等設備,防止設備發生泄漏;另一方面要增加對冷凍鹽水的分析或測試,經常檢查冷凍鹽水是否含氨,如果含氯要及時更換,確保氨不能進入到氯系統。
超標時的緊急處理(4)
盡管人們千方百計地控制產生三氯化氮,但由于分析或設備管理等方面的疏忽,還是有可能造成液氯中的三氯化氮超標,因此要制定氯化氮超標時緊急處理的方案,防止因處理不當而引發三氯化氮爆炸事故。
緊急處理三氯化氮超標應注意以下幾個問題:
一是在儲槽或汽化器等設備中三氯化氮超標時,要嚴格控制采用汽化氯的辦法處理。因液氯汽化會使大部分三氯化氮留在液氯中,使氯化氮濃度不斷提高,達到爆炸的濃度(含5%就可能發生爆炸)。將液氯直接從容器中壓出去處理要相對安全些。現在一些企業采用泵增壓包裝液氯或倒罐的辦法,消除了三氯化氮在設備內濃縮的可能,比汽化氯增壓的辦法要相對安全些。
二是對三氯化氮嚴重超標(接近5%時)的液氯不但禁止用汽化的方法處理,而且處理中要嚴格控制產生震動或超聲波、控制陽光、鎂光等強光直接照射,控制與臭氧、氧化氮、油脂等有機物接觸。因為這些外界條件可以引起三氯化氮分解爆炸。
三是盡量減少現場緊急處理的人員。處理方案一經確定,現場處理的人員要盡量減少,防止一旦發生意外造成多人傷亡。
崔慕皛