氯气泄漏及三氯化氮爆炸的预防

氯气泄漏及三氯化氮爆炸的预防

2004年4月15日19时左右，位于重庆市江北区的重庆天原化工总厂氯冷凝器发生局部的三氯化氮爆炸后，16日凌晨、下午液氯储罐接连发生爆炸。在整个事故中造成9人死亡和失踪，3人受伤，15万人大转移。此次事故，又一次对化工行业的安全生产敲响了警钟。西安热电化工有限责任公司是西北地区建立的第一家大型氯碱企业，投产40多年来，该公司在氯气泄漏与三氯化氮的预防及处理上积累了较丰富的经验，对氯碱行业的安全生产具有一定的借鉴价值。

一、三氯化氮的特性

三氯化氮，常温下为黄色粘稠的油状液体，密度为1．653， -27℃以下固化，沸点71℃，自燃爆炸点95℃。纯的三氯化氮和橡胶、油类等有机物相遇，可发生强烈的反应，如果在日光照射或碰撞“能”的影响下，更易发生爆炸。当体积比含量为5％-6％时，在90℃时能自燃爆炸，60℃时受震动或在超声波条件下，可分解爆炸。在容积不变的情况下，爆炸时温度可达2128℃，压力高达531．6MPa。空气中爆炸温度可达1698℃。爆炸方程式为：

NCI3 → N2+3CI2+459.9kJ

二、三氯化氮的富集

在该公司的工艺流程中，三氯化氮产生的唯一途径就是盐水中铵盐、氨及含胺化合物在电解中与电解槽阳极室的氯气、次氯酸钠在pH<5的条件下反应而生成，在液化过程中沉积于液氯底层。其反应式如下：

NH4CI + 3CI2 → NCI3 + 4HCI

2 (NH4) CO

3 + 3CI2 → NCI3 + NH4CL + 2CO2 + 2H2O

在液氯蒸发器操作中，三氯化氮大部分存留于未蒸发的残液中。随着每次倒料——蒸发——排气——倒料循环，蒸发器底部残液中的三氯化氮浓度不断升高，当质量分数超过5％时即有爆炸的危险。

三、该公司对三氯化氮的预防及处理

1．阻止铵离子进入电解槽是防止三氯化氮危害的治本之法

(1)该公司所用原盐以湖盐为主，主要有新疆盐、青海盐。质量比较稳定，铵(胺)总量均符合标准。对不符合国家标准的盐坚决不准入库。

(2)盐水采用先进的预处理器——戈尔过滤技术。在此项技术中，化盐后直接加入次氯酸钠。其最初目的是消除盐水中的天然有机物，但是在达到这一目的的同时，盐水中的铵(胺)

也在被清除过程中生成三氯化氮。为了达到彻底的清除，要求游离氯为1~2mg／L。其后经过加压溶气罐，在预处理器中将生成的三氯化氮排出。这样就大大减少了电解中氯化氮的产生。

2．液氯工段三氯化氮的预防

(1)液氯蒸发器每周三排污1次，排入地池碱液中。排污槽每周一、五做三氯化氮含量分析。在排污时必须带液氯排放，禁止敲击，同时取样测三氯化氮含量，严格控制在60g／L。下表是该公司近几年的取样数据，远远低于控制指标。该公司规定，如有高于此指标者，从蒸发器开始增加排污次数，加大液氯携带量，确保三氯化氮含量低于指标。

2002年6月份三氯化氮含量偏高，是因为原盐用的是山东盐，其含有机胺比较高所致，发现此间题后，通过调用盐种，三氯化氮含量就降了下来。往年三氯化氮是每周往地池碱液排放1次，做1次三氯化氮含量分析，自从重庆天源化工厂发生事故以后，该公司定为每周三排三氯化氮，每周一、周五做2次分析予以检测。

(2)同时该公司现正在安装液氯液下泵，利用液下泵直接充装液氯，不再使用蒸发器，从而杜绝三氯化氮在此富集。

(3)对液氯贮槽每年都要清洗，同时逐台进行设备探伤，杜绝三氯化氮在槽底部的沉积与设备老化引起氯气泄漏。

(4)对外来液氯钢瓶由该公司托管，实行微机化管理，严格实行验瓶、洗瓶及复磅工作。

四、氯气泄漏的预防与处理

1．在每次大检修时，就是资金紧张，也要对陈旧、老化的设备按紧要程度、安全等级进行更换，2003年和2004年利用两次大检修时间，把氯干燥前的所有氯气管道全部换成了钛管，从而杜绝了原来钢衬胶管由于衬胶脱落导致氯气泄漏事故甚至造成全面停车事故的发生。

2．设计安装了1套喷淋装置，在发现有氯气泄漏时，用稀碱液进行喷淋吸收泄漏的氯气。 3．历年来，该公司向周边群众累计发放了上万份关于氯气的宣传资料，让群众了解救护方法，提高群众的防护能力。

4．1998年该公司就编写了液氯泄漏应急救援预案，至今已修订了4次。