三氯化氮的性质、危害及预防实用版

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三氯化氮的性质、危害及

预防实用版

In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.

（示范文稿）

二零XX年XX月XX日

三氯化氮的性质、危害及预防实

用版

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在氯碱生产过程中，三氯化氮爆炸事故曾

多次发生，爆炸不仅会造成氯气泄漏事故，而

且爆炸本身可能造成人身伤害，因此做好三氯

化氮爆炸的预防工作显得尤为重要。

1 三氯化氮的性质及危险性

三氯化氮(NCl3)分子为三角锥形，由于分

子内3个氯原子聚集在同一侧，相互间有较大

的排斥力和阻碍，同时氮氯元素电负性接近(氮

稍大于氯)，在外界较小能力的激发下，就可能

引起氮氯键(N-Cl)断裂而造成三氯化氮发生分

解。自燃爆炸点95℃。

三氯化氮是一种危险且不稳定的物质，在60℃以下逐渐分解产生氮和氯，在一定条件下与生成反应达成可逆平衡。

纯的三氯化氮和臭氧、磷化物、氧化氮、橡胶、油类等有机物相遇，可发生强烈反应。

液体加热到60-95℃时会发生爆炸，空气中爆炸温度约为1700℃，密闭容器中爆炸最高温度为2128℃，最大压力为543.2MPa。

气体在气相中体积分数为5.0%-6.0%时存在潜在爆炸危险。在密闭容器中60℃时受震动或在超声波条件下可分解爆炸，在非密闭容器中93-95℃时能自燃爆炸。在日光、镁光照射或碰撞“能”的影响下，更易爆炸，有实验表明三氯化氮体积分数大于1%时有电火花即可引爆。

三氯化氮爆炸前没有任何迹象，都是突然间发生。爆炸产生的能量与NCl3积聚的浓度和数量有关，少量NCl3瞬间分解引起无损害爆鸣。大量NCl3瞬间分解可引起剧烈爆炸，并发出巨响，有时伴有闪光，破坏性很大。爆炸方程式为：

2NCl3=N2+3Cl2+459.8kJ

三氯化氮液体在空气中易挥发，在热水中易分解，在冷水中不溶，溶于二硫化碳、三氯化磷、氯、苯、乙醚、氯仿等。在(NH4)2SO4溶液中及暗处可以存放数天，在酸碱介质中易分解。NCl3在湿气中易水解生成一种常见的漂白剂，显示酸性，NCl3与水反应的产物为HClO和NH3。水解的化学方程式：

NCl3+3H2O=NH3+3HClO；NCl3遇碱迅速分解，反

应式为NCl+6NaOH=N2+3NaClO+3NaCl+3H2O NCl3+3NaOH=NH3+3NaClO

2 三氯化氮的来源

在氯气生产和使用过程中，所有和氯气接触的物质，当其中含有铵盐、氨及含铵化合物等杂质时，就可能产生三氯化氮。

(1)盐水中含有铵盐、氨及含铵化合物等杂质，其中无机铵，例如NH4Cl、(NH4)2CO3，有机铵，例如胺(RNH2)、酰胺(RCONH2)、氨基酸[RCH(NH2)COOH)。盐水在电解中与电解槽阳极室的氯气或次氯酸钠在pH8.5)

NH3+2HClO=2H2O+NHCl2(4.2

NH3+3HClO=3H2O+NCl3(pH<4.2)

这些反应基本上是瞬间完成并同水的pH值有关。pH值在4.2-8.5时，3种形态的氯胺均

会存在。

氯气液化时因冷却器破裂，冷冻剂混入时也会带入含铵化合物，从而产生三氯化氮。

3 三氯化氮富集的原因

如果把好原料关，在电解、干燥过程中由于三氯化氮含量少而且在水溶液的环境下，不会发生富集以致产生爆炸的危险。其爆炸危险主要存在于氯气压缩液化产生液氯以后的环节。

(1)在氯气液化生产中，正常情况下气相中NCl3的体积分数小于5%，不会发生爆炸。但是采用冷冻盐水作为冷却剂时，如果冷冻盐水中的铵盐、氨及含铵化合物含量高尤其是制冷剂氨混入冷冻盐水时，当液化器破裂造成冷冻盐水与液氯直接接触，将生成大量的三氯化氮。

(2)液体三氯化氮在液氯中的分布较为均匀，因二者密度稍有不同，造成下部的三氯化氮含量稍高。而气化时情况有所不同，因二者沸点差别很大，且液氯的蒸气压比三氯化氮高得多，当液氯大部分被气化时，三氯化氮仅有少量蒸发，从而容易造成富集.有文献介绍，当气化器中液氯蒸发时，三氯化氮的分离系数为6-10

，即气相氯中NCl3含量为1，而液相氯中三氯化氮含量为6-10

。因此，在液氯气化器操作中，随着每次倒料—气化—排气—倒料的循环讨程，气化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%时就有爆炸的危险。

因此，如果不注意气化温度(采用蒸汽或明

火加热)和蒸发量，且不及时对积累的三氯化氮进行处理，就存在安全隐患。

(3)液氯储存容器中的液氯用尽，积累的三氯化氮质量分数达到5%时有爆炸危险。

4 三氯化氮的预防及处理

从以上的分析可以看出，三氯化氮的产生是无法绝对避免的，应采取合理的措施把三氯化氮的危险控制在允许的范围内。

4.1 阻止铵离子进入电解槽是防止三氯化氮产生的治本之法

(1)原盐的管理。首先要避免运输、堆垛、仓储过程含铵物质污染原盐。定期对原盐总铵和无机铵含量进行分析(一般总铵的质量分数控制在10×10-6

，无机铵指标控制在3×10-6