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氯碱生产中三氯化氮危险性之我见

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发表于 2009-1-22 11:51:59 |只看该作者 |倒序浏览

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在正常氯碱生产液氯系统中，存有潜在的三氯化氮[wiki]爆炸[/wiki]的危险性，这就给氯碱生产造成很大事故隐患。国内几家氯碱生产厂曾发生过三氯化氮爆炸的案例，造成了重大伤亡。特别是２００４年４月１６日发生的重庆天原[wiki]化工[/wiki]总厂爆炸事故，造成了九死三伤的重大人身伤亡，给国家和群众造成了重大损失。
　　三氯化氮爆炸事前没有任何迹象，都是突然间发生。爆炸时发出巨响，有时伴有闪光，破坏性很大。三氯化氮威力很大，它的破坏力是由三氯化氮量的多少决定的。爆炸部位可以发生在任何三氯化氮聚积的部位，如管道、排污罐、气化器、钢瓶等处。
　　三氯化氮之所以爆炸，是由它的物理性质和化学性质决定的，ＮＣＬ３分子量为１２０．５，比重１．６５３ｇｃｍ３，熔点－４０℃，常温下为**油状液体，－２７℃以下固化，[wiki]沸点[/wiki]７１℃，当体积比含量达到５－６％，在９０℃时能自燃爆炸。在工业中，可以将三氯化氮萃取到四氯化碳中储存，可用作引爆剂和化学试剂。纯的三氯化氮当加热到沸点以上或与橡胶、油类等有机物接触或被撞击时可发生爆炸，并分解为ｃｌ２和Ｎ２，遇水分解为氨和次氯酸。如果在光照或碰撞的影响下，更易促使其爆炸，在容积不变的情况下，爆炸时温度可达２１２８℃及５３１６个大气压。在大气中爆炸温度也可到１６９８℃。由于它的沸点高，容易从液氯中分离，因而也容易积聚和浓缩，所以，当氯气中有三氯化氮存在时，液氯生产的安全就会受到威胁。三氯化氮的生成主要是铵离子进入了电解装置，与氯气反应后生成。在电解过程中，当溶液ｐＨ值小于５时，会产生三氯化氮，反应式为：
　　ＮＨ３＋３ＨＯＣｌ→ ＮＣｌ３＋３Ｈ２０
　　另外，氯气在冷却过程中与含有铵的水接触也有可能生成三氯化氮。
　　ＮＨ４Ｃｌ＋３Ｃｌ２＝ＮＣｌ３＋４ＨＣｌ

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逍遥居士

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发表于 2009-1-22 11:52:45 |只看该作者

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　　三氯化氮在氯碱工业中的危险性如此之大，我们应高度重视，采取措施，防止三氯化氮发生危害，具体应做好以下几方面工作：
　　一、阻止铵离子进入电解槽是防止三氯化氮危害的治本之法，铵离子的来源及途径主要有：（１）原盐中含铵。（２）氨及铵盐污染氯碱厂用水。（３）用含氨及铵盐的水直接冷却氯气而生成。从以上情况看，把好盐水关是至关重要的。控制盐水中总铵量应低于１ｍｇＬ（厂标），如果高于它时应立即检查原盐和化盐水总铵量。
　　二、严格三氯化氮的监控指标，在气氯和液氯中三氯化氮含量应低于５０ｐｐｍ。如果发现超标，应做好以下措施：
　　１、改用其它水源并调换原盐。加大监测力度，以检验和确保调换水源、原盐后的效果。
　　２、三氯化氮在液氯中存在是不易发生爆炸的，可在排污时做到带液氯排放，再做碱中和处理，并增加排污次数，减少三氯化氮积聚量。排污水罐淋水回收残氯时，是三氯化氮浓缩的过程，是非常危险的过程。因为液氯沸点为－３４、０５℃（标压），三氯化氮沸点为７１℃（标压），当喷淋降温时，三氯化氮会首先积聚，达到爆炸极限。所以，在三氯化氮超标时，应停止淋水回收，残液直接排入石灰乳或碱液里进行中和。
　　３、另外，综合国内氯碱生产企业的实际情况，盐水工序还主要有以下几种处理铵的方法：
　　液相氧化法除铵：该法处理过程为——根据盐水中铵含量的高低，将适量的ＮａＣｌＯ或氯水　溶液加入到盐水中，使之与盐水中的铵类物质发生反应，将其变成易分解的ＮＨ２Ｃｌ和ＮＨＣｌ２，然后用压缩空气吹除。用这种方法处理时，要控制盐水的ＰＨ值，因为当ＰＨ值小于３时，易于生成爆炸性物质三氯化氮。用这种方法，一般要求ＰＨ＞９，加入ＮａＣｌＯ或通入Ｃｌ２的浓度，有效氯即游离氯一般为５６ｐｐｍ，盐水中无机铵脱除率可达８０％～９０％．总氨脱除率约为６０％～７０％。该法的优点是操作方便，处理成本低。缺点是次氯酸及游离氯会[wiki]腐蚀[/wiki][wiki]设备[/wiki]与管道。
　　解析法除铵：该法的处理过程为——在盐水中加入一定量的ＮａＯＨ，然后在敞口设备内加热以脱除无机铵，即：ＮＨ４＋＋ＯＨ－→ＮＨ３↑＋Ｈ２Ｏ该法需要一定的解析面积和时间。
　　催化分解三氯化氮法：该法是将含有三氯化氮的干燥氯气经过滤后通人一个分解塔，分解塔内充填有[wiki]催化剂[/wiki]目前常用的催化剂是锦西院采用的ＡＣ—Ｉ和ＡＣ一Ⅱ　，在催化剂的作用下，ＮＣｌ３迅速分解成Ｎ２和Ｃ１２，采用该法分解效率可达９０％以上。

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逍遥居士

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发表于 2009-1-22 11:53:27 |只看该作者

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　另外，液氯冷冻盐水中含铵离子也是较大的事故隐患。在液氯生产过程中，因氯冷却器腐蚀穿孔，导致大量含有铵的盐水直接进入液氯系统，生成极具危害性的三氯化氮爆炸物，当积聚到爆炸浓度时，会产生爆炸。这是重庆天原“４、１６”爆炸事故的直接原因。大成农药公司两套氯碱生产装置已经将液氯冷冻介质更换为氟利昂，杜绝了此种原因的生成。
　　目前，国内对三氯化氮爆炸机理、爆炸的条件缺乏相关技术资料，对如何避免三氯化氮爆炸的相关安全技术标准尚不够完善，因此，应从技术上进行探索，尽快形成一套安全、成熟、可靠的预防和处理三氯化氮的应急预案，并在氯碱生产中加以推广。作为公司生产调度部门，应与氯碱生产单位积极配合，从源头上防止三氯化氮的产生，要时刻关注盐水的总含铵量，以及全公司用水中是否存在铵的污染，以杜绝三氯化氮爆炸事故的发生。

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