探索重慶天原氯氣罐泄漏爆炸事故——電解法生產(chǎn)氯氣過程中氯化氮的產(chǎn)生、危害及預(yù)防

探索重慶天原氯氣罐泄漏爆炸事故探索重慶天原氯氣罐泄漏爆炸事故 電解法生產(chǎn)氯氣過程中氯化氮電解法生產(chǎn)氯氣過程中氯化氮 的產(chǎn)生 危害及預(yù)防的產(chǎn)生 危害及預(yù)防 根據(jù)重慶天原化工總廠的氯氣罐泄漏爆炸事故 從工藝本身的 角度分析電解法生產(chǎn)氯氣過程中三氯化氮的產(chǎn)生過程 指明三 氯化氮存在的危險(xiǎn)性 提出了從源頭消除事故隱患 加強(qiáng)原料 監(jiān)測和控制 并介紹了目前國內(nèi)分氯堿企業(yè)比較常用的預(yù)防三 氯化氮積聚的措施 2004 年 4 月 15 日晚 位于重慶市東北區(qū)的重慶天原化工總廠 發(fā)生氯氣泄漏事故 造成 9 人死亡和失蹤 3 人受傷 15 萬名 群眾被疏散 據(jù)專家初步判斷 重慶氯氣泄漏事件發(fā)生主要原 因是氯罐及相關(guān)設(shè)備陳舊 處置時(shí)發(fā)生爆炸的原因是工作人員 違規(guī)操作 專家說 按照原來的事故處理方案 是讓氯氣在自 然壓力下 通過鐵管排放 但專家組懷疑 當(dāng)專家組成員離開 現(xiàn)場回指揮部研討方案時(shí) 重慶天原總廠違規(guī)操作 讓工人用 機(jī)器從氯罐向外抽氯氣 以加快排放速度 結(jié)果導(dǎo)致罐內(nèi)溫度 升高 引發(fā)爆炸 對(duì)此 我們從三氯化氮的產(chǎn)生及其本身的危險(xiǎn)特定的角度為大 家分析一下為何專家會(huì)懷疑 工人用機(jī)器從氯罐向外抽氯氣 以 加快排放速度 結(jié)果導(dǎo)致罐內(nèi)溫度升高 引發(fā)爆炸 并結(jié)合工 藝提出一些可供參考的事故處理措施及預(yù)防措施 三氯化氮常溫下是一種黃色粘稠的油狀液體 有類似氯的刺激 性氣味 相對(duì)密度 水 1 653 熔點(diǎn) 40 沸點(diǎn) 71 自 然爆炸點(diǎn) 95 冷水中不溶 熱水中分解 溶于二硫化碳 三 氯化磷 四氯化碳 氯 苯 乙醚 氯仿等物質(zhì) 三氯化氮是一種比氯有更強(qiáng)氧化性的氧化劑 在空氣中易揮發(fā) 不穩(wěn)定 在氣體中濃度達(dá)到 5 6 v v 時(shí) 有潛在的爆炸 危險(xiǎn) 60 時(shí)受震動(dòng)或在超聲波條件下 可分解性爆炸 與臭 氧 氧化氮 油脂或有機(jī)物接觸 易促使爆炸發(fā)生 2mol 三氯 化氮爆炸時(shí)分解成 1mol 氮?dú)馀c 3mol 氯氣 同時(shí)放出 460kj 熱 量 在容積不變的情況下 爆炸時(shí)溫度高達(dá) 2128 壓力高達(dá) 543mpa 在空氣中爆炸溫度約達(dá) 1700 電解法制取氯氣和燒堿的主要原輔材料有原鹽 鹵水 化鹽 水 精制劑 助沉劑 石棉絨 硫酸等 隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 的迅猛發(fā)展 農(nóng)用氮肥及工業(yè)排廢量劇增 流失入江河 湖 海及地下水中的銨 胺 量日趨增加 這些銨鹽 氨及含胺化 合物在 ph 小于 5 的條件下 與電解槽陽極室的氯氣 次氯酸反 應(yīng) 生成三氯化氮 并隨后帶入液氯中 當(dāng)液氯蒸發(fā)時(shí) 由于三氯化氮的分離系數(shù)為 6 10 即氣氯中 三氯化氮含量為 1 而液氯中三氯化氮含量為 6 10 因?yàn)槿?化氮的沸點(diǎn)比液氯高 因而 三氯化氮大部分存留于未蒸發(fā) 的液氯殘液中 隨著液氯持續(xù)不斷地蒸發(fā) 液氯中的三氯化氮 便不斷濃縮而積聚 加之三氯化氮的密度比液氯大 沸點(diǎn)比液 氯高 氣化器循環(huán)水溫度 30 40 隨著蒸發(fā)時(shí)間的延長 液氯殘液中的三氯化氮就在汽化器或排污罐的底部沉積并富集 起來 當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過 5 時(shí)即有爆炸危險(xiǎn) 1 三氯化氮的防治 在氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)中 盡量減少銨 胺 的進(jìn)入是確保降低三氯 化氮的關(guān)鍵 1 1 把好進(jìn)廠原料關(guān) 對(duì)于進(jìn)廠原料如原鹽 鹵水 石棉絨 硫酸等應(yīng)增加 銨含量 檢查指標(biāo) 超過標(biāo)準(zhǔn)的 嚴(yán)禁使用 并 對(duì)進(jìn)廠鹵水采取除銨處理后再用 化鹽用的工藝水也要進(jìn)行除 銨處理 1 2 加強(qiáng)對(duì)精制鹽水的工藝指標(biāo)控制 在鹽水中加入次氯酸鈉 naclo 使鹽水中的銨 胺 生成易揮發(fā)的一氯化銨及二 氯化銨 然后用空氣吹除 減少電解槽中三氯化氮的生成條件 經(jīng)深層冷凍后降至 18mg l 經(jīng)脫胺處理后總銨可降至 2mg l 符合國標(biāo)總銨 胺 應(yīng)小于 4mg l 無機(jī)銨小于 1mg l 的指標(biāo) 1 3 防止三氯化氮積累的方法有好幾種 如加強(qiáng)液氯汽化器等 液氯容器的排污管理 使 ncl3 積累不起來 排污液去制備次氯 酸鈉 naclo 分解氯氣中的 ncl3 定期清洗液氯儲(chǔ)存設(shè)備 及管道閥門上附著的 ncl3 要有足量的溶劑 防止清洗過程發(fā) 生爆炸 但嚴(yán)格控制入槽鹽水中總胺含量是最根本 最關(guān)鍵 的方法 1 4 液氯氣化器中液氯蒸發(fā)后應(yīng)系統(tǒng)地 定期地用堿水沖洗 并長時(shí)間用壓縮空氣吹除 2 三氯化氮的治理 關(guān)于三氯化氮的治理 方法很多 如排污法 催化劑法 氯化 還原法等 一般可采用 帶液氯排污法 處理氣體化器中的三氯 化氮 此法工藝簡單 費(fèi)用低廉 為多數(shù)氯堿廠所采用 但是 如果操作失誤則會(huì)誘發(fā)三氯化氮爆炸事故 為此 采用此法時(shí) 要物別注意以下幾點(diǎn) 2 1 正在使用的汽化器 其內(nèi)液氯任何時(shí)候都不能見光 要何 持液氯液位不低于該汽化器水夾套下焊縫線 并在排污前再次 確認(rèn) 2 2 汽化器排污時(shí) 一定要真正做到 帶液氯 排污 嚴(yán)禁不帶 液氯 無液氯 光排三氯化氮干渣 或渣油 的所謂 干排 情 況發(fā)生 2 3 排污時(shí)嚴(yán)禁敲擊 嚴(yán)禁排污物同油脂 有機(jī)物等引爆物質(zhì) 接觸 2 4 排污系統(tǒng)要有靜電接地裝置 定期檢查對(duì)地電阻 2 5 要嚴(yán)格執(zhí)行原化工部關(guān)于液氯排污中三氯化氮控制指標(biāo)的 規(guī)定 即排污物中三氯化氮含量要小于 60g l 當(dāng)大于 80g l 時(shí) 液氯的密度為 1 47kg l 要增加排污次數(shù)或連續(xù)排污 并 加強(qiáng)監(jiān)測 大于 100g l 時(shí) 要采取緊急措施 加適量四氯化碳 或氯仿等稀釋三氯化氮 另外 對(duì)系統(tǒng)中其他容器 設(shè)備 如液化器 分離器 液氯儲(chǔ) 槽等 三氯化氮積聚相對(duì)較少的地方 采取定期排污清除 值 得借鑒的是 錦西化工研究院為解決氯堿生產(chǎn)過程中三氯化氮 的積累 爆炸問題 已研制出清除三氯化氮的分解裝置 已在 部分氯堿企業(yè)應(yīng)用 氯在儲(chǔ)存過程中一般以液態(tài)形式存在 當(dāng)機(jī)器抽提過程中發(fā)生 了物理變化 氯急劇氣化 產(chǎn)生氯氣 由于三氯化氮的分離系 數(shù)為 6 10 也就是說機(jī)器在抽提過程中每抽提一個(gè)單位的氯氣 帶走的三氯化氮只有 0 1 0 2 個(gè)單位 在儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生三氯化氮的 大量聚集 在確信氯罐中肯定富含三氯化氮的前提下 在工人用機(jī)器從氯 罐向外抽氯導(dǎo)罐的過程中為三氯化氮的爆炸提供了以下條件 1 富集的三氯化氮在機(jī)器葉片的擾動(dòng)下分子活化能增大 增 加了其分解爆炸的可能性 依據(jù)爆炸理論中的活化能理論分析 2 三氯化氮在流經(jīng)機(jī)器時(shí)有與機(jī)器內(nèi)油脂接觸的可能 這 更增加了三氯化氮爆炸的可能