引言(1)
2004年4月15日19時(shí)左右,位于重慶市江北區(qū)的重慶天原化工總廠氯冷凝器發(fā)生局部的三氯化氮爆炸后,16日凌晨、下午液氯儲(chǔ)罐接連發(fā)生爆炸。在整個(gè)事故中造成9人死亡和失蹤,3人受傷,15萬(wàn)人大轉(zhuǎn)移。此次事故,又一次對(duì)化工行業(yè)的安全生產(chǎn)敲響了警鐘。
西安熱電化工有限責(zé)任公司是西北地區(qū)建立的第一家大型氯堿企業(yè),投產(chǎn)40多年來(lái),該公司在氯氣泄漏與三氯化氮的預(yù)防及處理上積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn),對(duì)氯堿行業(yè)的安全生產(chǎn)具有一定的措鑒價(jià)值。
三氯化氮的特性(2)
三氯化氮的,常溫下為黃色粘稠的油狀液體,密度為1.653,-27℃以下固化,沸點(diǎn)71℃,自燃爆炸點(diǎn)95℃。純的三氯化氮和橡膠、油類(lèi)等有機(jī)物相遇,可發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng),如果在日光照射或碰撞“能”的影響下,更易發(fā)生爆炸。當(dāng)體積比含量為5%~6%時(shí),在90℃時(shí)能自燃爆炸,60℃時(shí)受震動(dòng)或在超聲波條件下,可分解爆炸。在容積不變的情況下,爆炸時(shí)溫度可達(dá)2128℃,壓力高達(dá)531.6Npa。空氣中爆炸溫度可達(dá)1698℃。爆炸方程式為:
NCI3→N2+3CI2+459.9kJ
三氯化氮的富集(3)
在該公司的工藝流程中,三氯化氮產(chǎn)生的唯一途徑就是鹽水中銨鹽、氨及含胺化合物在電解中與電解槽陽(yáng)極室的氯氣、次氯酸納在pH<5的條件下反應(yīng)而生成,在液化過(guò)程中沉積于液氯底層。其反應(yīng)式如下:
NH4CI +3CI2→NCI3+4HCI
2(NH43+3CI2→NCI3 +NH4CI+2CO2+2H2O
在液氯蒸發(fā)器操作中,三氯化氮大部分存留于未蒸發(fā)的殘液中。隨著每次倒料——蒸發(fā)——排氣——倒料循環(huán),蒸發(fā)器底部殘液中的三氯化氮濃度不斷升高,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)5%時(shí)即有爆炸的危險(xiǎn)。
該公司對(duì)三氯化氮的預(yù)防及處理(4)
1.阻止銨離子進(jìn)入電解槽是防止三氯化氮危害的治本之法
(1)該公司所用原鹽以湖鹽為主,主要有新疆鹽、青海鹽。質(zhì)量比較穩(wěn)定,銨(胺)總量均符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鹽堅(jiān)決不準(zhǔn)入庫(kù)。
(2)鹽水采用先進(jìn)的預(yù)處理器——戈?duì)栠^(guò)波技術(shù)上。在此項(xiàng)技術(shù)中,化鹽后直接加入次氯酸納。其最初目的是消除鹽水中的天然有機(jī)物,但是在達(dá)到這一目的的同時(shí),鹽水中的銨(胺)也在被清除過(guò)程中生成三氯化氮。為了達(dá)到徹底的清除,要求游離氯為1~2 mg/L。其后經(jīng)過(guò)加壓溶氣罐,在預(yù)處理器中將生成的三氯化氮排出。這樣就大大減少了電解中三氯化氮的產(chǎn)生。
2.液氯工段三氯化氮的預(yù)防
(1)液氯蒸發(fā)器每同三排污1次,排入地池堿液中。排污槽每周一、五做三氯化氮含量分析,在排污時(shí)必須帶液氯排放,根本上敲擊,同時(shí)取樣測(cè)三氯化氮含量,嚴(yán)格控制在60g/L。下表是該公司近幾年的取樣數(shù)據(jù),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制指標(biāo)。該公司規(guī)定,如有高于此指標(biāo)者,從蒸發(fā)器開(kāi)始增加排污次數(shù),加大液氯攜帶量,確保三氯化氮含量低于指標(biāo)。
2002年6月份三氯化氮測(cè)定值
日期 |
6月7日 |
6月13日 |
6月20日 |
6月27日 |
NCI3含量(mg/kg) |
1.4 |
2.94 |
4.1 |
2.13 |
2003年6月份三氯化氮測(cè)定值
日期 |
6月3日 |
6月10日 |
6月17日 |
6月24日 |
NCI3含量(mg/kg) |
0.26 |
0.24 |
0.3 |
0.23 |
2004年6月份三氯化氮測(cè)定值
日期 |
6月7日 |
6月14日 |
6月21日 |
6月25日 |
NCI3含量(mg/kg) |
0.49 |
1.01 |
0.46 |
0.56 |
2002年6月份三氯化氮含量偏高,是因?yàn)樵}用的是山東鹽,其含有機(jī)胺比較高所致,發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題后,通過(guò)調(diào)用鹽種,三氯化氮含量就降了下來(lái)。往年三氯化氮是每周往地池堿液排放1次,做1次三氯化氮含量分析,自從重慶天源化工廠發(fā)生事故以后,該公司定為每周三排三氯化氮,每周一、周五做2次分析予以檢測(cè)。
(2)同時(shí)該公司現(xiàn)正在安裝液氯液下泵,利用液下泵直接充裝液氯,不再使用蒸發(fā)器,從而杜絕三氯化氮在此富集。
(3)對(duì)液氯貯槽每年都清洗,同時(shí)逐臺(tái)進(jìn)行設(shè)備探傷,杜絕三氯化氮在槽底部的沉積與設(shè)備老化引起氯氣泄漏。
(4)對(duì)外來(lái)液氯鋼瓶由該公司托管,實(shí)行微機(jī)化管理,嚴(yán)格實(shí)行驗(yàn)瓶、洗瓶及復(fù)磅工作。
氯氣泄漏的預(yù)防與處理(5)
1.在每次大檢修時(shí),就是資金緊張,也要對(duì)陳舊、老化的設(shè)備按緊要程度、安全等級(jí)進(jìn)行更換,2003年和2004年利用兩次大檢修時(shí)間,把氯干燥前的所有氯氣管道全部換成了鈦管,從而杜絕了原來(lái)鋼襯膠管由于襯膠脫落導(dǎo)致氯氣泄漏事故甚至造成全面停車(chē)事故的發(fā)生。
2.設(shè)計(jì)安裝了1套噴淋裝置,在發(fā)現(xiàn)有氯氣泄漏時(shí),用稀堿液進(jìn)行噴淋吸收泄漏的氯氣。
3.歷年來(lái),該公司向周邊群眾累計(jì)發(fā)放了上萬(wàn)份關(guān)于氯氣的宣傳資料,讓群眾了解救護(hù)方法,提高群眾的防護(hù)能力。
4.1998年該公司就編寫(xiě)了液氯泄漏應(yīng)急救援預(yù)案,至今已修訂了4次。