淺談三氯化氮在氯堿生產(chǎn)中的危害與預(yù)防

周佳杰

（江漢油田分公司鹽化工總廠 湖北潛江 433100）

摘 要：結(jié)合在氯堿行業(yè)生產(chǎn)中三氯化氮的來源，對三氯化氮爆炸的性質(zhì)、危害和預(yù)防等進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：液氯；三氯化氮；爆炸；危害；預(yù)防

前言：在氯堿生產(chǎn)過程中，三氯化氮爆炸事故曾多次出現(xiàn)，爆炸不僅會造成氯氣泄漏事故，而且爆炸本身也會造成人身傷害，因此做好三氯化氮爆炸的預(yù)防工作尤為重要。

1、三氯化氮誘發(fā)的爆炸事故

2004年4月15日19時，位于重慶市江北區(qū)的重慶天原化工總廠氯氣冷凝器發(fā)生局部的三氯化氮爆炸后，16日凌晨及下午液氯儲罐接連發(fā)生爆炸，氯氣泄漏。整個事故造成9人死亡、失蹤和3人受傷，15萬人大轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致爆炸的直接原因就是NCl3造成的。

2、三氯化氮的性質(zhì)

NCl3是一種黃色黏稠狀液體或斜方形晶體，密度為1.653g/L，略大于液氯，有類似氯的刺激性氣味，可在酸、堿性介質(zhì)中分解（在50℃時開始分解，100℃時完全分解）；NCl3可溶于四氯化碳、堿液等物質(zhì)，對人體的皮膚、眼睛黏膜、呼吸道等均具有刺激作用，有較大的毒性；在空氣中易揮發(fā)，當(dāng)空氣中NCl3的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到5%—6%時，就有爆炸的可能，是一種威脅氯堿生產(chǎn)安全的重要物質(zhì)。特別是NCl3在氯氣系統(tǒng)中的不斷富集積累，給氯堿生產(chǎn)安全構(gòu)成了極大威脅。故氯氣中NCl3的含量對氯堿生產(chǎn)是非常重要的安全指標(biāo)，對其分析結(jié)果要準(zhǔn)確，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，消除安全隱患。

3、三氯化氮的產(chǎn)生

NCl3產(chǎn)生的主要原因是精鹽水中存在含氮化合物，含氮化合物主要包括有機(jī)胺和無機(jī)胺，當(dāng)這些物質(zhì)遇到Cl2等含氯強(qiáng)氧化劑時，即發(fā)生反應(yīng)，在酸性條件下生成NCl3。

采用傳統(tǒng)的氣化氯工藝充裝液氯時，當(dāng)氣化器內(nèi)液氯總量隨著氣化越來越少時，積留在其中的NCl3含量就越來越高，超過5%時即有爆炸的危險。在氯氣液化生產(chǎn)中，氣相中NCl3應(yīng)小于5%，當(dāng)NCl3高濃度時僅需很少能量就能發(fā)生爆炸。液氯中NCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時，如果1t液氯氣化后剩余液量為10Kg，此時，液相中NCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)5%，這些殘余液體完全蒸發(fā)時氣相中NCl3體積分?jǐn)?shù)也是5%，即有爆炸的危險。

4、三氯化氮的預(yù)防與控制

對NCl3的預(yù)防措施可以從原、輔料、工藝流程、操作規(guī)程等方面進(jìn)行控制。

4.1 原、輔料的控制

（1）鹵水的控制。控制地下鹽礦注水的水質(zhì)量，避免鹵水含胺。

（2）精制劑的控制。在精制鹽水過程，應(yīng)控制添加精制劑避免帶入含胺物質(zhì)。

4.2 工藝流程控制

（1）控制精鹽水指標(biāo)。無機(jī)胺≤1mg/L，總胺≤4mg/L（離子膜電解鹽水經(jīng)過二次精制后，總胺檢測一般為零）。

（2）加次氯酸鈉。在精制鹽水中加次氯酸鈉除胺，并用壓縮空氣吹除。

（3）采用氯水冷卻洗滌工藝。用板式鈦熱交換器將氯水冷卻，低溫氯水直接洗滌電解槽出來的氯氣。

（4）采用合理氯氣液化工藝。國內(nèi)許多企業(yè)采用制冷劑—冷凍鹽水—氯氣液化間接熱交換工藝，避免冷卻劑（氨）與氯氣接觸。通常采用氨作為冷媒，一般是將氨蒸發(fā)器和氨冷凝器分別與冷凍鹽水熱交換，一旦設(shè)備腐蝕泄漏，也不至于氯和氨直接接觸，由此發(fā)生事故的幾率是很小的，但是應(yīng)加強(qiáng)換熱器內(nèi)漏的定期檢查。個別企業(yè)采用氟利昂代替氨作為制冷劑，從根本上杜絕了氯和氨接觸生成NCl3的問題。

4.3 操作控制

（1）各種液氯生產(chǎn)，儲存容器的使用溫度應(yīng)小于45℃，盛裝的液氯嚴(yán)禁完全汽化，必須留有足夠的液氯剩余量，并定期排污。

（2）原氯中NCl3的含量將直接影響液氯中NCl3含量的高低，因此應(yīng)定期分析原氯中NCl3的含量≤50mg/kg。

（3）液氯氣化器定期做NCl3含量分析，氣體NCl3含量嚴(yán)格控制在50mg/kg。如高于此指標(biāo)，則增加排污次數(shù)，加大液氯攜帶量，確保NCl3含量低于指標(biāo)。氣化器的加熱熱源只能使用溫度小于45℃的熱水作熱源，嚴(yán)禁用明火、電加熱和蒸汽等方式直接加熱。氣化器必須經(jīng)過排污處理，清洗置換徹底后方可檢修，避免殘余液氯汽化后NCl3濃縮，在拆卸檢修過程中引起爆炸。

（4）使用液氯液下泵包裝液氯，液氯直接從儲罐底部送出，對液氯儲罐每年徹底清洗一次，徹底杜絕三氯化氮在儲罐底部的富集。

（5）液氯鋼瓶中NCl3的預(yù)防。

a不許使用加熱鋼瓶的方法抽提鋼瓶內(nèi)液氯或氯氣。只能靠瓶內(nèi)液氯在常溫下的氣化產(chǎn)生的壓力把瓶內(nèi)氣氯或液氯壓出。通常，當(dāng)NCl3含量低時，可放出氣氯；當(dāng)NCl3含量高時，應(yīng)放出液氯，當(dāng)停止使用液氯時，應(yīng)將鋼瓶送到負(fù)壓管道用壓縮空氣吹凈殘留于管道中的液氯和NCl3。

b用戶在使用中嚴(yán)禁將液氯氣化用完，1噸重的鋼瓶中至少要剩余液氯5—10kg，鋼瓶內(nèi)禁止產(chǎn)生負(fù)壓或物料倒灌混入有機(jī)物等物質(zhì)。

c液氯充裝單位應(yīng)采用定期清洗鋼瓶或每次充裝前檢查確認(rèn)并抽空鋼瓶中的剩余物，充裝單位應(yīng)經(jīng)常走訪液氯使用單位的鋼瓶使用情況。當(dāng)確認(rèn)NCl3含量高時應(yīng)謹(jǐn)慎處理，以免在清洗或抽真空時發(fā)生爆炸。

5、小結(jié)

通過以上分析可以看出，NCl3引起的爆炸絕不是偶然的，如果的上述這些方面對NCl3進(jìn)行控制，并加強(qiáng)過程管理，就可以避免事故的發(fā)生。

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