氯氣泄漏及三氯化氮爆炸的預(yù)防
2004年4月15日19時(shí)左右,位于重慶市江北區(qū)的重慶天源化工總廠氯冷凝器發(fā)生局部的三氯化氮爆炸后,16日凌晨及下午液氯儲(chǔ)罐接連發(fā)生爆炸,氯氣泄漏。整個(gè)事故造成9人死亡、失蹤和3人受傷,15萬人大轉(zhuǎn)移。
我公司是西北地區(qū)第一家大型氯堿企業(yè),對(duì)照重慶天源化工廠的事故,結(jié)合本公司的生產(chǎn)實(shí)際,總結(jié)一下我們公司在氯氣泄漏與三氯化氮預(yù)防及處理上的經(jīng)驗(yàn),以供同行業(yè)參考。
一、三氯化氮的特性
三氯化氮分子量為120.5,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)7l℃,自燃爆炸點(diǎn)95℃。純的三氯化氮和橡膠、油類等有機(jī)物相遇,可發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。如果在日光照射或碰撞“能”的影響下,更易爆炸。當(dāng)體積比含量為5%~4%時(shí),在90℃時(shí)能自然爆炸,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)531.6Mpa。空氣中爆炸溫度可達(dá)1698℃。爆炸方程式為:
NCl3→N2+3Cl2+459.8kJ
二、三氯化氮的存積
在我公司的工藝流程中,三氯化氮產(chǎn)生的惟一途徑就是鹽水中銨鹽、氨及含銨化合物在電解中與電解槽陽極室的氯氣、次氯酸鈉在
NH4Cl+3Cl2 → NCl3+4HCl
2(NH4)CO3+3C12 →NCl3+3NH4Cl+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→倒料的循環(huán)過程,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5%時(shí)就有爆炸的危險(xiǎn)。
三、三氯化氮的預(yù)防及處理
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)我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,銨總量均符合標(biāo)準(zhǔn)。
(2)鹽水采用先進(jìn)的預(yù)處理器—戈?duì)栠^濾技術(shù)。在此技術(shù)中,化鹽后直接加入次氯酸鈉。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),鹽水中的銨也被清除并生成三氯化氮。為了徹底地清除,要求游離氯為1~2mg/l。其后經(jīng)過加壓容器罐,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.液氯工段三氧化氮的預(yù)防
(1)液氯蒸發(fā)器每周三排污一次,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,禁止敲擊,同時(shí)取樣測(cè)三氯化氮含量,嚴(yán)格控制在60g/l。下表是我公司近幾年的取樣數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制指標(biāo)。如高于此指標(biāo),從蒸發(fā)器開始增加排污次數(shù),加大液氯攜帶量,確保三氯化氮含量低于指標(biāo)。
2002年6月份三氯化氮含量偏高,是因?yàn)樵}用的是山東鹽,含有機(jī)銨比較高所致。發(fā)現(xiàn)此問題后,我們通過調(diào)用鹽種,三氯化氮含量就降了下來。往年三氯化氮是每周往地池堿液排放一次,做一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,我公司決定每周三排三氯化氮,每周一、周五做兩次分析予以檢測(cè)。
(2)同時(shí),我公司現(xiàn)正在安裝液氯液下泵,利用液下泵直接包裝液氮,不再使用蒸發(fā)器,從而杜絕了三氯化氮在此處的存積。
(3)對(duì)液氮貯槽每年都要清洗,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存積與設(shè)備老化引起爆炸及氯氣的泄漏。
(4)液氯鋼瓶實(shí)行我公司托管,微機(jī)化管理,嚴(yán)格實(shí)行驗(yàn)瓶、洗瓶及復(fù)磅工作。嚴(yán)格按照《西化公司液氯鋼瓶管理規(guī)定》執(zhí)行。
四、氯氣泄漏的預(yù)防與處理
1.我公司在每次大檢修時(shí),在資金緊張的情況下,都要對(duì)陳舊、老化的設(shè)備按重要程度、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產(chǎn)的發(fā)生。
2.我公前現(xiàn)已設(shè)計(jì)了一套噴淋裝置,在發(fā)現(xiàn)有氯氣泄露時(shí),用稀堿液進(jìn)行噴淋吸收泄漏的氯氣,從而杜絕了更大范圍的擴(kuò)散。此方法比一般用消防水稀釋具有更大的優(yōu)越性。
3.從建廠至今,我公司沒有發(fā)生過危及到廠外的氯氣泄漏事故。但是,我公司歷年來向周邊群眾累計(jì)發(fā)放了上萬份關(guān)于氯氣泄露救護(hù)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年我公司編寫了《液氯泄漏應(yīng)急救援預(yù)案》,至今已修訂了4次。針對(duì)重慶天源化工廠的事故,最近,我公司組織了液氯泄漏綜合演練,分小、中、大3個(gè)預(yù)案,大預(yù)案還在市政府、區(qū)政府的協(xié)調(diào)下,動(dòng)用了市消防隊(duì)、市救護(hù)隊(duì)等。同時(shí)制作教學(xué)光盤,并對(duì)職工進(jìn)行泄漏演練,確保在出現(xiàn)氯氣泄漏時(shí)把損失減少到最小程度。
——摘自《勞動(dòng)保護(hù)》2004年第12期