第１ｌ期 中国氯碱 Ｎｏ．１１ ２０１１年１１月 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｌｏｒ—．Ａｌｋａｌｉ Ｎ０ｖ．．２０１ １ ３１ 氯碱生产中三氯化氮的 来源及预防爆炸的措施 丁章勇 （常州新东化工发展有限公司，江苏常州２１３０００） 摘 要：分析了氯碱生产中三氯化氮的来源、富集的原因及存在的爆炸危害，提出了预防爆炸的措施。 关键词：三氯化氮；爆炸；危害；防治 中图分类号：ＴＱ０８６．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—１７８５（２０１ １）１ｏ一００３１—０２ Ｓｏｕｒｃｅ ０ｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｉｃｈｌｏｒｉｄｅ ａｎｃＩ Ｄｒｅｖｅｎｎｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ Ｏｌ １ Ｊ■●■ ｅｘｏｌｏｓｉｏｎ ｌ － ＤＩＮＧ Ｚｈａｎｇ－ｙｏｎｇ （Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｘｉｎｄｏｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ，ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｈａｒｍ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｉｅｈｌｏｒｉｄｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｉｃｈｌｏｒｉｄｅ；ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｈａｒｍ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ 三氯化氮是一种危害性极强的物质。在氯碱生 ２三氯化氮富集的原因 产中．做好三氯化氮爆炸的预防工作非常重要。 在正常的电解生产氯气过程中，气相中ＮＣ１ 的 １三氯化氮的来源 体积分数小于５％，不会发生爆炸。但是在氯气液化 在氯气的生产和使用过程中．所有和氯气接触 过程中，当铵盐含量较高或溶制冷剂氨的冷冻盐水 的物质，当其中含有氨、铵盐或含铵有机物时，都可 与氯气直接接触，会使气相中的ＮＣ１，含量急剧升 能与氯反应，生成三氯化氮。 高，当气相中ＮＣ１，的体积分数达到或超过５％时，就 （１）电解所用的盐水中可能带有ＮＨ Ｃ１、（ＮＨ ） ＣＯ。 存在发生爆炸的可能。 等无机铵，以及胺（ＲＮＨｚ）、酰胺（ＲＣＯＮＨ ）、氨基酸 ＮＣ１ 液体在液氯中的分布一般较为均匀，只是 ｆＲＣＨ（ＮＨ ）ＣＯＯＨ］等有机铵，这些铵盐可能由原盐、 因为其相对密度稍大于液氯，造成贮槽下部的ＮＣ１， 化盐用水或是盐水精制所用的助剂带来，在电解过 含量稍高。ＮＣ１。与液氯的沸点差别很大，液氯的蒸 程中与电解槽阳极室产生的氯气在ｐＨ值为２—４的 气压也比ＮＣ１ 高得多，并且由于ＮＣ１，与氯的分离 条件下会发生反应生成三氯化氮。 系数为６～ｌ０ｔ ，当液氯被气化时，大部分的ＮＣ１，仍 （２）氯气洗涤用水以及干燥所用的浓硫酸中也 然存留在未蒸发的液氯残液中，随着多次投料、蒸发 可能带有铵盐，同样会与氯气反应生成三氯化氮。 的循环，就会造成剩余液相中ＮＣ１ 的富集，当其质量 （３）特别是在氯气液化过程中，大量使用冷冻盐 分数超过５％时就有爆炸的危险。 水，大多数制冷系统用液氨作为制冷剂，如果冷冻盐 ３预防爆炸的措施 水中的含铵化合物含量高，尤其是制冷剂氨漏人冷 在氯气的生产和使用过程中，ＮＣ１ 的产生是无 冻盐水中，当液化器破裂造成冷冻盐水与氯气直接 法避免的，为了避免其发生爆炸，要采取合理的措施 接触时，会生成大量的三氯化氮。 把其浓度控制在爆炸极限之外。 ３２ 中国氯碱 ２０１１年第１１期 ３．１ 阻止铵离子进入电解工序是治本之法 要加强对原盐（卤水）的管理，要避免在储运过 程中含铵物质污染原盐（卤水），定期对其中的总铵 和无机铵含量进行分析，必要时调整盐种。选用合适 的水源并加强监控．特别是采用河水化盐时，在使用 化肥的季节．应严密监视化肥对水体的污染，避免化 盐用水含铵量超标。在盐水精制过程中，应选用不含 铵或含铵低的精制剂、助沉剂。做好对进槽精盐水的 分析，一般要求每天不少于１次，如果各种原料性质都 比较稳定，可以适当减少分析频次，如２次分析结果 有较大差异时。应增加分析频次，以便查找原因。 原盐、卤水、化盐用水及精盐水中的铵盐含量的 一般控制指标如１表所示闭： 表１铵盐含量的控制指标 质量分数ｘｌ０ 总铵 ≤１０ ≤０．４ ≤ｌ ≤４ ３．２合理采用氯气液化及液氯包装工艺 目前，大部分氯碱企业的液氯生产均采用间接 冷凝工艺，即冷冻盐水分别在氨蒸发器和氯气冷凝 器中进行热交换，这样，除非氨蒸发器和氯冷凝器同 时出现内漏，才会使得氨与氯气直接接触，大大降低 了发生事故的概率。但是要控制冷冻盐水的输送压 力小于冷凝器中的氯气压力，还要定期对冷冻盐水 中的氨含量进行检测．一旦发现超标，立即停车检 修。最有效的方法是以氟利昂代替氨作为制冷剂， 可以从根本上杜绝氯和氨接触。目前，已有部分企业 进行了尝试．效果非常好。 为了防止液氯反复投料和气化造成ＮＣ１ 的富 集，当前，一般以ＬＳＹ多级离心泵（俗称液下泵）代 替气化加压法进行液氯包装，使液氯直接从贮罐底 部送出，这样不但可以消除因ＮＣ１，浓缩而产生的安 全隐患。而且液氯包装速度快，效率高【３１。可以利用 年度大修的机会对液氯贮槽进行每年一次的清洗和 探伤，杜绝ＮＣ１ 在槽底部的沉积引起的氯气泄漏。 ３．３液氯汽化装置的安全操作 为了氯的平衡及产品链的延伸，有的氯碱企业配 套有精细化工产品装置，因其对氯的纯度要一 般＞９９％，电解产生的干燥氯无法直接使用，而需要使 用气化液氯，要在液氯岗位设置气化装置，这对安全 操作提出了较高的要求，首先，气化器的加热只能使 用低于４５℃的热水作热源，严禁用明火、电或蒸汽等 直接加热。其次，严禁将气化器中的液氯完全气化，以 防三氯化氮大量富集，要根据气化量定期对气化器及 气液分离器进行排污；当气化装置需要检修时，必须 经排污处理并彻底清洗置换后方可进行，以避免残余 液氯气化后ＮＣ１ 浓缩，在拆卸检修过程中引起爆炸。 ３．４排污安全操作及排污液的处理 在排污时必须带液氯排放，禁止“干排”；严禁敲 击排污阀门或管线，严禁排污物与油脂、橡胶等引爆 物质接触。要加强对排污液的检测，严格控制其中的 ＮＣＩ 浓度。一般规定其质量浓度不得超过６０ｇ／Ｌ［３］，如 发现大于８０ Ｌ时，加大排污量和排污次数，并增加 检测频次：发现大于１００ ｇ／Ｌ时，应果断停车、查找原 因并妥善处理。可以加入适量的四氯化碳或氯仿等 溶解稀释ＮＣ１ 后。再进行排污，防止ＮＣ１ 在排污管 线或排污阀内富集，达到一定浓度而发生爆炸。 由于采用了带氯排污．在排污液中含有大量的 液氯．要防止其在排污液中大量气化。目前，普遍采 用的方法是用碱液对排污液进行吸收，这样在消除 危害的同时，还可以制取次氯酸钠。 ３．５液氯钢瓶使用注意事项 （１）严禁使用加热钢瓶的方法抽提钢瓶内的液 氯。只能靠瓶内液氯在常温下气化产生的压力将其 压出。当停止使用液氯时，应将钢瓶到用氯设备之间 的管道用氮气或压缩空气进行置换，以防液氯和 ＮＣＩ 残留于管道中。 （２）用户在使用中，严禁将液氯气化用完，钢瓶 内禁止产生负压或物料倒灌混入其他物质，有条件 时．可以配置缓冲罐．但必须要定期对缓冲罐进行排 污并分析其中的ＮＣ１ 含量。 （３）在每次充装前要对钢瓶进行检查，并抽空瓶 中的残余物．还要定期对钢瓶进行清洗或校验。 ４小结 ＮＣ１ 作为氯碱生产的副产物，虽然绝对量很 小，但其危害极大，是氯碱生产中的一个重大隐患。 对ＮＣ１ 进行有效的控制与治理已经成为关系到氯 碱行业长期、稳定、安全发展的重要课题。只要在原 料质量、工艺指标、操作方法等方面把好关，才能够 将ＮＣ１ 对氯碱生产的危害控制和根除，进而从根本 上保证生产装置的安全、高产、稳产的。 参考文献： ［１］时钧、汪家鼎、余国琮、陈敏恒．化学工程手册，第２版．北京：化学 工业出版社． ［２］王鸿畴．氯碱生产中三氯化氮的生成及防治措施．云南化工，２００４ （８）：３８—３９． ［３］赵素梅．浅谈烧碱生产中三氯化氮的危害与防治．氯碱工业，２００４ （１）：３８—３９． 收稿日期：２０１ １—０６—１４
