淺談三氯化氮在氯堿生產中的危害與預防

周佳杰

（江漢油田分公司鹽化工總廠 湖北潛江 433100）

摘 要：結合在氯堿行業生產中三氯化氮的來源，對三氯化氮爆炸的性質、危害和預防等進行闡述。

關鍵詞：液氯；三氯化氮；爆炸；危害；預防

前言：在氯堿生產過程中，三氯化氮爆炸事故曾多次出現，爆炸不僅會造成氯氣泄漏事故，而且爆炸本身也會造成人身傷害，因此做好三氯化氮爆炸的預防工作尤為重要。

1、三氯化氮誘發的爆炸事故

2004年4月15日19時，位于重慶市江北區的重慶天原化工總廠氯氣冷凝器發生局部的三氯化氮爆炸后，16日凌晨及下午液氯儲罐接連發生爆炸，氯氣泄漏。整個事故造成9人死亡、失蹤和3人受傷，15萬人大轉移，導致爆炸的直接原因就是NCl3造成的。

2、三氯化氮的性質

NCl3是一種黃色黏稠狀液體或斜方形晶體，密度為1.653g/L，略大于液氯，有類似氯的刺激性氣味，可在酸、堿性介質中分解（在50℃時開始分解，100℃時完全分解）；NCl3可溶于四氯化碳、堿液等物質，對人體的皮膚、眼睛黏膜、呼吸道等均具有刺激作用，有較大的毒性；在空氣中易揮發，當空氣中NCl3的體積分數達到5%—6%時，就有爆炸的可能，是一種威脅氯堿生產安全的重要物質。特別是NCl3在氯氣系統中的不斷富集積累，給氯堿生產安全構成了極大威脅。故氯氣中NCl3的含量對氯堿生產是非常重要的安全指標，對其分析結果要準確，以便更好地指導生產，消除安全隱患。

3、三氯化氮的產生

NCl3產生的主要原因是精鹽水中存在含氮化合物，含氮化合物主要包括有機胺和無機胺，當這些物質遇到Cl2等含氯強氧化劑時，即發生反應，在酸性條件下生成NCl3。

采用傳統的氣化氯工藝充裝液氯時，當氣化器內液氯總量隨著氣化越來越少時，積留在其中的NCl3含量就越來越高，超過5%時即有爆炸的危險。在氯氣液化生產中，氣相中NCl3應小于5%，當NCl3高濃度時僅需很少能量就能發生爆炸。液氯中NCl3質量分數為0.05%時，如果1t液氯氣化后剩余液量為10Kg，此時，液相中NCl3質量分數高達5%，這些殘余液體完全蒸發時氣相中NCl3體積分數也是5%，即有爆炸的危險。

4、三氯化氮的預防與控制

對NCl3的預防措施可以從原、輔料、工藝流程、操作規程等方面進行控制。

4.1 原、輔料的控制

（1）鹵水的控制。控制地下鹽礦注水的水質量，避免鹵水含胺。

（2）精制劑的控制。在精制鹽水過程，應控制添加精制劑避免帶入含胺物質。

4.2 工藝流程控制

（1）控制精鹽水指標。無機胺≤1mg/L，總胺≤4mg/L（離子膜電解鹽水經過二次精制后，總胺檢測一般為零）。

（2）加次氯酸鈉。在精制鹽水中加次氯酸鈉除胺，并用壓縮空氣吹除。

（3）采用氯水冷卻洗滌工藝。用板式鈦熱交換器將氯水冷卻，低溫氯水直接洗滌電解槽出來的氯氣。

（4）采用合理氯氣液化工藝。國內許多企業采用制冷劑—冷凍鹽水—氯氣液化間接熱交換工藝，避免冷卻劑（氨）與氯氣接觸。通常采用氨作為冷媒，一般是將氨蒸發器和氨冷凝器分別與冷凍鹽水熱交換，一旦設備腐蝕泄漏，也不至于氯和氨直接接觸，由此發生事故的幾率是很小的，但是應加強換熱器內漏的定期檢查。個別企業采用氟利昂代替氨作為制冷劑，從根本上杜絕了氯和氨接觸生成NCl3的問題。

4.3 操作控制

（1）各種液氯生產，儲存容器的使用溫度應小于45℃，盛裝的液氯嚴禁完全汽化，必須留有足夠的液氯剩余量，并定期排污。

（2）原氯中NCl3的含量將直接影響液氯中NCl3含量的高低，因此應定期分析原氯中NCl3的含量≤50mg/kg。

（3）液氯氣化器定期做NCl3含量分析，氣體NCl3含量嚴格控制在50mg/kg。如高于此指標，則增加排污次數，加大液氯攜帶量，確保NCl3含量低于指標。氣化器的加熱熱源只能使用溫度小于45℃的熱水作熱源，嚴禁用明火、電加熱和蒸汽等方式直接加熱。氣化器必須經過排污處理，清洗置換徹底后方可檢修，避免殘余液氯汽化后NCl3濃縮，在拆卸檢修過程中引起爆炸。

（4）使用液氯液下泵包裝液氯，液氯直接從儲罐底部送出，對液氯儲罐每年徹底清洗一次，徹底杜絕三氯化氮在儲罐底部的富集。

（5）液氯鋼瓶中NCl3的預防。

a不許使用加熱鋼瓶的方法抽提鋼瓶內液氯或氯氣。只能靠瓶內液氯在常溫下的氣化產生的壓力把瓶內氣氯或液氯壓出。通常，當NCl3含量低時，可放出氣氯；當NCl3含量高時，應放出液氯，當停止使用液氯時，應將鋼瓶送到負壓管道用壓縮空氣吹凈殘留于管道中的液氯和NCl3。

b用戶在使用中嚴禁將液氯氣化用完，1噸重的鋼瓶中至少要剩余液氯5—10kg，鋼瓶內禁止產生負壓或物料倒灌混入有機物等物質。

c液氯充裝單位應采用定期清洗鋼瓶或每次充裝前檢查確認并抽空鋼瓶中的剩余物，充裝單位應經常走訪液氯使用單位的鋼瓶使用情況。當確認NCl3含量高時應謹慎處理，以免在清洗或抽真空時發生爆炸。

5、小結

通過以上分析可以看出，NCl3引起的爆炸絕不是偶然的，如果的上述這些方面對NCl3進行控制，并加強過程管理，就可以避免事故的發生。

參考文獻：

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