液氯在工業(yè)裝置中的安全使用

文/鐘松濤 湖南海利化工股份有限公司

液氯在工業(yè)裝置中的安全使用

文/鐘松濤 湖南海利化工股份有限公司

液氯作為重要的工業(yè)原料，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，特別在化工生產(chǎn)中有著十分廣泛的用途。但是，氯氣是劇毒物，生產(chǎn)中對受壓容器等設(shè)備要求很高，生產(chǎn)場所空氣中氯氣允許濃度不大于1ppm（百萬分比濃度），必須杜絕氯氣泄漏。因此，如何確保液氯在使用中的安全，是廣大使用者最為關(guān)注的核心問題。

在工業(yè)中通常是先制取純凈氯氣，再進(jìn)行液化制成液氯，用槽車或鋼瓶運(yùn)往使用現(xiàn)場。用戶多采用鋼瓶液相出料，出鋼瓶的氯氣進(jìn)入帶加熱套的氣化罐進(jìn)行氣化，夾套內(nèi)通蒸汽或熱水加熱。通蒸汽加熱可能造成液氯急劇氣化難以控制，通熱水加熱則需增加熱水循環(huán)裝置等。還有些用戶甚至采用對鋼瓶直接加熱的方法，這些方法都可能使液氯溫度急劇上升，引起液氯鋼瓶或緩沖罐超壓，導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故發(fā)生。

液氯在生產(chǎn)和貯運(yùn)中還易發(fā)生下列問題：一是液化尾氣中氯氣、氫氣與空氣的混合氣爆炸；二是包裝容器中殘存有機(jī)物雜質(zhì)與氯氣反應(yīng)爆炸；三是水和食鹽水溶液中銨鹽帶入液化系統(tǒng)，會(huì)使液氯中三氯化氮積累而引起爆炸。當(dāng)液氯蒸發(fā)用完后，所用容器均須用水和堿水沖洗，以除去被三氯化氮污染的液氯后，方能修理和使用。

筆者曾多次參加液氯生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)安裝，采用的都是鋼瓶液相出料，再經(jīng)排管式氣化器加熱氣化。同時(shí)采取下述工藝及安全措施，可達(dá)到安全、穩(wěn)定氣化液氯的目的。實(shí)踐證明，對廣大液氯用戶而言，此種方法運(yùn)行簡便、工藝穩(wěn)定、安全可靠。

液氯氣化工藝流程及采取的安全措施如下圖：

液氯鋼瓶對外連接應(yīng)采用已經(jīng)退火處理的紫銅管，并經(jīng)耐壓試驗(yàn)確認(rèn)合格后使用。裝置所采用的氣化器、管道、緩沖罐、閥門、管件、墊片、螺栓等都必須符合下列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求：《壓力容器管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSGD0001-2009）、《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》（GB/T20801）、《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》（HG/T20592∽20635-2009）。

液氯鋼瓶液相出來的液氯需經(jīng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入排管式氣化器氣化。其流量則根據(jù)系統(tǒng)工藝的要求由緩沖罐的壓力反饋?zhàn)孕姓{(diào)節(jié)。氣化器可用熱水加熱，在閥門儀表出現(xiàn)失靈關(guān)不嚴(yán)的情況下，使用熱水比使用蒸汽要安全。熱水溫度一般控制在40-45℃，溫度可以通過氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽通量控制。采用此種方式操作便捷，能避免因操作失誤導(dǎo)致系統(tǒng)超壓引起爆炸，同時(shí)可以使液氯氣化穩(wěn)定可靠。

排管式氣化器箱體內(nèi)的排管必須無焊縫，全部采用整管制作，管與管之間聯(lián)接彎頭焊接在箱體外部。此種方式能避免焊縫變形，避免管壁內(nèi)外長期腐蝕，杜絕泄漏事故發(fā)生。

氣化器和緩沖罐必須設(shè)有排污口。在液氯生產(chǎn)中使用的原料工業(yè)鹽和水，會(huì)帶入一定量的銨類物質(zhì)，進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)，銨離子與電解產(chǎn)物氯氣反應(yīng)生成三氯化氮，三氯化氮也被液化混入液氯中。而三氯化氮的沸點(diǎn)（>71℃）比液氯的沸點(diǎn)（-34.6℃）高很多，當(dāng)液氯不斷氣化時(shí)，三氯化氮?jiǎng)t不氣化或氣化不完全，當(dāng)富集達(dá)到一定濃度（正常情況下，氣相中三氯化氮的體積分?jǐn)?shù)小于5%不會(huì)發(fā)生爆炸），在陽光、有機(jī)物、劇烈振動(dòng)等作用下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生爆炸。因此，在氣化器和緩沖罐中必須設(shè)有排污口，進(jìn)行定期排放，防止三氯化氮積聚。

緩沖罐必須設(shè)置安全閥。有些裝置雖有壓力報(bào)警設(shè)施，超壓能發(fā)出報(bào)警，但是沒有自動(dòng)泄壓設(shè)施就有可能發(fā)生超壓爆炸。因此，緩沖罐必須安裝安全閥，并與事故堿破壞塔系統(tǒng)相連，即使發(fā)生超壓也可及時(shí)泄壓。

裝置中設(shè)備和管道上的壓力表、溫度計(jì)、安全閥、調(diào)節(jié)閥必須采用隔離式，目的是防止氯對元件的腐蝕而造成計(jì)量失準(zhǔn)和泄露事故。

液氯在工業(yè)生產(chǎn)中，采用液氯鋼瓶液相出料，運(yùn)用排管式氣化器氣化，可以避免直接對鋼瓶加溫，并且液氯儲(chǔ)存量和殘留的三氯化氮量都會(huì)少很多。因此，采用上述工藝及安全措施，大大提高了生產(chǎn)裝置的安全性和可操作性。