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摘要：作者根据对离子膜制造烧碱设备中生成三氯化氮的危害性描述,剖析了三氯化氮生成的基本源头,并给出了遏制三氯化氮超标的有效对策,从而确保了整个工业生产体系的平稳运转。

关键字:液氯;三氯化氮;安全;污染;置换;控制措施

一、三氯化氮事故危害

三氯化氮主要存在于液氯中,当液氯中NCl3浓度约为百分之零点二,或使其挥发至原体积的百分之一点五~百分之二点零时,NCl3浓度就可超过百分之五,但一旦挥发至液氯中全部气化后,会迅速发生大量破坏。当电解槽通过金属太阳极后,液氯挥发干后的残留物基本都为三氯化氮。在恒容爆炸时的温度高达℃,气压最高可达到五千三百六十一大气压,在空气环境中的爆发高温为约一千七百℃。在液氯工业生产中,会形成大量富集爆炸性,主要因素是:(1)工业生产中用冰冻生理盐水用作制冷剂。(2)在液氯生产中分配平衡,在液氯完全挥发或汽化时,三氯化氮中只有少部分挥发。(3)当液氯贮存贮藏容器中液氯已用尽,且积聚的三氯化氮品质分数超过百分之五时有爆发风险。

二、三氯化氮的控制措施

(一)(1)源头管理-卤水中无机铵的监控;(2)分析频次的预防;(3)排污方式;(4)工艺控制;(5)防止引爆的预防措施;(6)紧急处理方法等。在氯气液化的制造与应用过程中,NCl3的产生量是无法减少的,要减少它发生爆炸,就要通过合理的预防措施将其含量限制在防爆限值以内。

(二)排污方式和频率限制。生产中的污染方法和排放频次,一般依据以下规则实施。（1)精盐水管理系统氨含量在技术指标范畴内时,液氯包装液下泵三氯化氮含量每半个月进行分析方法一次,污染频次每半月一次，当生理盐水管理系统氨含量在技术指标异常时,依据实际执行确定分析方法、污染。(2)一般状况下气液分离器每天排放一次,遇特殊每三天排一次,并需要记载在液化工作巡检笔录中。(3)排污物中的三氯化氮质量浓度不能大于60g/L(质量分数为百分之四点一三),如发现排放物中的三氯化氮质量浓度大于八十g/L,应当加大排放总量和污染频次,并强化检查处置对策,如排放物中的三氯化氮质量浓度大于一百g/L时,应当及时通过检查停止等预防措施方法发现原因,并妥善处理。(4)采用停止等预防措施方法发现原因并妥善处理过程中,加入适量的四氯化碳或氯仿等浓度稀释后方可排放,避免三氯化氮在排污管线或排污阀内富集到达规定最高浓度区域而发生爆炸。(5)在液氯贮槽等储存设备内按时做三氯化氮含量分析,气体中三氯化氮体积分数严格控制在百分之零点零零四,否则加大了污染频次和污染量,三氯化氮在排出时应当带着液氯缓慢排出,废气管内不能有污染液氯的聚集物,要防止所排出液氯在污水管气化,如有阻塞迹象,及时联系相关人员解决,不可以用金属工具等金属物敲打管道、闸门、装置，严禁将液氯钢瓶、罐等当成气化装置使用,严禁直接将液氯气化装置内的液氯蒸干,可持续供料、将液氯完全自动气化的气化装置不在此列;液氯气化时,不得采用蒸汽、明火等作业手段直接加温,可选择在四十五℃以下的温水中加热,且气化装置内的液氯须定时更新。在排出时应当带液氯排出,并严禁"干排",在排出时不得敲打排污阀门及管道,也不得将排放物同油脂、橡皮等物料接触。

(三)工艺操作优化管理规定。为有效的避免液氯贮槽或包装储罐底部三氯化氮富集,并防止三氯化氮超标,同时确保系统的安全平稳工作,上海氯碱分厂已就液氯包装的日常运行管理做出了以下规范。(1)在日常打包液氯产品时,两台包装泵切换运转,即半个月转换1次;包装或打回流时保证在一周内三台液氯储槽切换运转同时使用。(2)当在打包的液氯处理过程中需要启泵并自动关闭截止阀门时,为了减少管路憋的压超压力,要求在开启液氯包泵之前由氯氢处理的DCS工作人员将返回调整阀门打为自动并完全开启,在包泵开启后液氯包装现场岗位的工作人员自动将压力调整至设计压力,后由DCS工作人员将返回阀门打为半自动;当槽车的运输包装完毕时及切断阀关掉后,现场的工作管理人员应立即自动开启回流阀以调整气压。(3)液氯产品质量分析,在连续包装产品销售时,可单天分析方法一期、双日分析方法二次;间隙包装时,临时联系质检科取样分析。(4)4台液氯贮槽中应当确定一台为应急后备贮槽,并要求应急后备贮槽真空度≥50kpa,每日检验一次并记载在液氯包装的现场值班笔录中。(5)各种液氯生产、储存容器的使用环境温度应小于四十五℃,所盛放的液氯不得充分气化,且应当保持适当的液氯剩余容量。

三、液氯系统三氯化氮超标现场处置措施

为保证企业的安全平稳运转,避免事件产生和扩大,企业制订了三氯化氮超标事件的当场处理预案。当场应急处置措施:(1)分析污水罐碱液含量不低于百分之八。(2)确定污水处置罐上去真空分配台闸门封闭。(3)分别开启液氯出槽出口闸门、液氯包装物罐进口闸门和液氯包装物罐下部排污阀。(4)再开启污水处置罐顶端进口阀,排放时限不大于三十min。(5)最后一次开启污水处置罐顶去事故氯的闸门。(6)按照当场要求,在排放完毕后,立即联系企业中控进行分析三氯化氮含量。(7)当发现包装罐及液氯贮槽爆裂时,岗位内工作人员第一时间到正压人工呼吸室避难,并联络DCS紧急停车,秩序撤离人员,同时立即启动应急预案紧急抢救。

四、结语

三氯化氮作为氯碱生产的副产品，氯碱的绝对量是其生产中的一大危害，有效控制和治理NCl3已成为一个关键问题。氯碱行业是实现长期、稳定、安全发展的重要课题，仅通过控制原料质量、工艺指标和操作方法，就足以控制和消除NCl3对氯碱生产的危害，从根本上保证生产装置的安全、高产、稳产。

参考文献：

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