引言(1)
在液氯生产中,因三氯化氮曾引起多起爆炸事故,所以各液氯生产企业都十分重视控制三氯化氮。特别是今年4月16日,重庆天原化工总厂液氯工段发生三氯化氮爆炸事故后,更引起各氯碱企业的高度重视,一些企业采取了对原料盐、液氯排污物等增加分析次数,严格控制指标,增加液氯排污的次数等措施,这些传统的控制办法对液氯的安全生产起到了重要的作用。
产生的条件(2)
控制三氯化氮的产生,仅靠传统的控制办法是否全面,是否有其他产生三氯化氮的途径?要弄清这个问题,就必须弄清三氯化氮产生的条件。
在氨、铵盐或有机胺(如尿素)存在的情况下,遇到氯、次氯酸或次氯酸盐时,都能产生含氮的氯化物。但是,反应生成物是氯的铵盐还是三氯化氮,这要看反应时的条件。
在中、低压生产的条件下,反应生成物主要决定于溶液的pH值。
当pH>9时,反应生成物是一氯铵或二氯铵;
NH3+Cl2=NH2Cl+HCl
NH3+2Cl2=NHCl2+2HCl
当pH<5时,反应生成物是三氯化氮:
NH3+3Cl2= NCl3+3HCl
NH3+3HClO=NCl3+3H2O
NH+4+2Cl2→NCl3+ HCl
因此,在氯气和液氯的生产中,控制氨、铵盐或有机胺(如尿素)从各种途径混入系统是非常重要的。
产生的途径(3)
从当前大多数氯碱企业的生产工艺看,系统中混入氨、铵盐或有机按(如尿素)的途径有两个:
一是从原料部分直接混入,这就是按传统方法严格控制入电解槽盐水的总铵量(常是控制原料盐、水等的含氨和铵量),防止在电解等环节的酸性环境下产生三氯化氮。
二是系统外含氨、铵盐或有机胺(如尿素)的物质因设备损环而进入到系统内,与氯气或液氯反应生成三氯化氮。如含氨的冷冻盐水因氯冷凝器突然穿孔而进入到系统内,也会形成三氯化氮。
对于后一种产生三氯化氮的途径,往往被忽视。
据调查,绝大部分企业都用氯制冷的方法生产液氯。用氨在氨蒸发器内蒸发吸热使氯化钙盐水降低温度,再用低温氯化钙溶液通过换热器(氯冷凝器)给氯气供冷,使气氯冷凝为液氯。一些企业发生过氨蒸发器泄漏事故,使一部分氨溶解在氯化钙溶液里(氯化钙溶液里是否含氨,用pH试纸一测便知),修好氨蒸发器后,对含氨的冷冻盐水不及时更换。如果氯冷凝器受腐蚀突然穿孔,含氨的冷冻盐水就会进入氯气一侧(通常冷冻盐水一侧的压力高于氯气一侧),则立即发生反应,并生成三氯化氮。这是因为有水和大量氯存在的情况下pH<5的环境很快就形成缘故。
因此,用氨制冷方法生产液氯的企业一方面要加强设备管理,定期检查和检测氨蒸发器、氯冷凝器等设备,防止设备发生泄漏;另一方面要增加对冷冻盐水的分析或测试,经常检查冷冻盐水是否含氨,如果含氯要及时更换,确保氨不能进入到氯系统。
超标时的紧急处理(4)
尽管人们千方百计地控制产生三氯化氮,但由于分析或设备管理等方面的疏忽,还是有可能造成液氯中的三氯化氮超标,因此要制定氯化氮超标时紧急处理的方案,防止因处理不当而引发三氯化氮爆炸事故。
紧急处理三氯化氮超标应注意以下几个问题:
一是在储槽或汽化器等设备中三氯化氮超标时,要严格控制采用汽化氯的办法处理。因液氯汽化会使大部分三氯化氮留在液氯中,使氯化氮浓度不断提高,达到爆炸的浓度(含5%就可能发生爆炸)。将液氯直接从容器中压出去处理要相对安全些。现在一些企业采用泵增压包装液氯或倒罐的办法,消除了三氯化氮在设备内浓缩的可能,比汽化氯增压的办法要相对安全些。
二是对三氯化氮严重超标(接近5%时)的液氯不但禁止用汽化的方法处理,而且处理中要严格控制产生震动或超声波、控制阳光、镁光等强光直接照射,控制与臭氧、氧化氮、油脂等有机物接触。因为这些外界条件可以引起三氯化氮分解爆炸。
三是尽量减少现场紧急处理的人员。处理方案一经确定,现场处理的人员要尽量减少,防止一旦发生意外造成多人伤亡。
崔慕皛