梅冬青，李建奎

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱三友氯堿公司）是一家通過(guò)離子膜電解法生產(chǎn)燒堿和液氯的企業(yè)，年產(chǎn)燒堿40萬(wàn)t、液氯6萬(wàn)t、副產(chǎn)鹽酸20萬(wàn)t、次氯酸鈉1.2萬(wàn)t。在生產(chǎn)過(guò)程中針對(duì)三氯化氮的性質(zhì)危害及生成，采取了一系列防治措施，有效地控制了三氯化氮爆炸事故的發(fā)生。

1 三氯化氮的性質(zhì)及危害[1]

1.1 理化性質(zhì)

三氯化氮是一種黃色粘稠液體或斜方形晶體的含氮化合物，有類似氯的刺激性臭味，在酸、堿介質(zhì)中易分解。比重1.653 kg/m3，熔點(diǎn)低于-40 ℃，沸點(diǎn)低于71 ℃，自燃爆炸溫度95 ℃。在空氣中易揮發(fā)。不溶于水，可溶于二硫化碳、四氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑。

1.2 毒害性

三氯化氮具有強(qiáng)烈刺激性氣味，對(duì)皮膚、眼睛黏膜、呼吸系統(tǒng)有較大的刺激性。人接觸本品較高濃度，可發(fā)生粘膜充血、聲啞、呼吸道刺激甚至窒息，恢復(fù)過(guò)程較慢。

1.3 爆炸危險(xiǎn)性

三氯化氮在氣體中的體積百分比5.0%～6.0%時(shí)有可能爆炸，在液氯中體積分?jǐn)?shù)超過(guò)5%就有爆炸的危險(xiǎn)；60 ℃時(shí)，在震動(dòng)或超聲波條件下，可分解爆炸；在陽(yáng)光、鎂光直接照射下，瞬間爆炸。與臭氧、氧化氮、油脂或有機(jī)物接觸，易誘發(fā)爆炸。三氯化氮的爆炸威力大，破壞力強(qiáng)，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中要有效控制三氯化氮的產(chǎn)生和富集，確保生產(chǎn)系統(tǒng)安全。

2 三氯化氮的生成

在電解生產(chǎn)氫氧化鈉和氯氣的過(guò)程中，鹽水中所含無(wú)機(jī)銨和有機(jī)胺類等含氮化合物，在電解槽陽(yáng)極液pH 值為2～4的條件下與氯氣或次氯酸根反應(yīng)生成三氯化氮，其化學(xué)反應(yīng)式如下：

鹽水所含無(wú)機(jī)銨和有機(jī)胺的來(lái)源主要有以下幾方面[2]：

（1）由原鹽帶來(lái)，一是原鹽本身含有，二是在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中混入；

（2）由化鹽水夾帶。

3 三氯化氮的預(yù)防與處理措施

三氯化氮的產(chǎn)生在氯堿生產(chǎn)過(guò)程中是無(wú)法絕對(duì)避免的，但可以采用合理的預(yù)防和處理措施，將三氯化氮的危險(xiǎn)控制在允許范圍內(nèi)。

3.1 減少銨離子進(jìn)入電解槽

（1）加強(qiáng)對(duì)原鹽的管理，避免在運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中原鹽受到含銨物質(zhì)的污染。定期對(duì)原鹽總銨含量進(jìn)行分析，該公司每周對(duì)每個(gè)廠家的原鹽進(jìn)行一次總銨分析，控制總銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.3 mg/100 g。

（2）鹽水精制。該公司從化鹽桶出來(lái)的粗鹽水在折流槽流動(dòng)過(guò)程中加入次氯酸鈉，將有機(jī)物、菌藻類、腐植酸等有機(jī)物氧化為小分子，并經(jīng)加壓空氣溶氣罐處理，有效除去胺類物質(zhì)。在精鹽水生產(chǎn)中控制無(wú)機(jī)銨質(zhì)量濃度≤1 mg/L，總銨質(zhì)量濃度≤2mg/L。

3.2 定期分析原氯中三氯化氮含量

原氯中三氯化氮含量將直接決定液氯中三氯化氮含量高低，該公司每周2次對(duì)原氯中的三氯化氮進(jìn)行分析，保證原氯中三氯化氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤30×10-6。

3.3 采用合理的氯氣液化工藝

該公司目前采用高壓液氯法和低壓液氯法2種液化方式，工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 氯氣液化及包裝工藝流程圖

（1）高壓法工藝：自氯氫處理來(lái)的原料氯氣經(jīng)高壓氯氣壓縮機(jī)壓縮至0.8 MPa，在25～35 ℃下進(jìn)行液化，液氯靠自身重力流入液氯儲(chǔ)罐中。此法無(wú)氨、冷凍鹽水等制冷劑，避免了因氯氣管道泄漏與冷凍劑接觸產(chǎn)生三氯化氮。

（2）低壓法工藝。自氯氫處理工序來(lái)的原料氯氣（壓力約0.15 MPa（G），40 ℃）在進(jìn)入氯氣緩沖罐前分出一支進(jìn)入氯氣液化機(jī)組，原料氯氣與氟利昂換熱，90%以上的氯氣被液化，其余的不凝氣送往鹽酸工序或廢氣處理工序，液氯靠自身重力流入液氯儲(chǔ)罐中。由于采用氟利昂代替氨作為制冷劑，從根本上杜絕了氯與氨接觸生成三氯化氮。

3.4 液氯充裝

氯堿行業(yè)液氯充裝一般有汽化氣壓法和泵提壓法2種。氣化氣壓充裝是利用熱水將氣化器內(nèi)的液氯氣化來(lái)提高液氯儲(chǔ)罐的壓力，將液氯儲(chǔ)罐內(nèi)的液氯壓入到液氯鋼瓶或槽車內(nèi)。此法極易造成三氯化氮在氣化器中富集，構(gòu)成爆炸危險(xiǎn)[3]。三友氯堿公司通過(guò)液氯液下泵將液氯直接從液氯儲(chǔ)罐充裝到鋼瓶和槽車中，很好地避免了三氯化氮在液氯儲(chǔ)罐中的富集，保障了系統(tǒng)的安全。

3.5 定期排污

高壓法生產(chǎn)液氯中，三氯化氮在氯氣液化器中容易富集，且因三氯化氮比重大于液氯，三氯化氮積聚在液化器底部。在氯氣液化器下部設(shè)排污處理裝置，定期排污，并用稀堿液對(duì)排污物進(jìn)行處理。排污物中的三氯化氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.5%，如三氯化氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥0.5%，應(yīng)增加排污次數(shù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，查找原因，直至停車處理。在排污時(shí)應(yīng)帶液氯排放，嚴(yán)禁干排。嚴(yán)禁敲擊排污閥門或管線，嚴(yán)禁排污物與油脂等物質(zhì)接觸，以防發(fā)生爆炸。

3.6 消除三氯化氮的其他措施

氯氣處理中從離子膜出來(lái)的高溫氯氣首先進(jìn)入氯氣洗滌塔，通過(guò)氯水洗滌，控制出口氯氣溫度≤45 ℃，降低氯氣中三氯化氮的溶解度。在分別通過(guò)填料干燥塔（采用稀硫酸干燥）和泡罩干燥塔（采用98%濃硫酸干燥），保證氯氣充分脫水，帶走部分三氯化氮。

3.7 正確處理三氯化氮超標(biāo)

三氯化氮超標(biāo)時(shí)非常危險(xiǎn)，稍有不慎就可能發(fā)生爆炸，此時(shí)應(yīng)避免敲打閥門管線、明火、震動(dòng)、高溫等，應(yīng)制定嚴(yán)密的方案，科學(xué)謹(jǐn)慎處理。

4 結(jié)語(yǔ)

三氯化氮雖然危害性較大，但只要根據(jù)其性質(zhì)和產(chǎn)生根源，采取相應(yīng)的措施，就能很好地控制三氯化氮爆炸事故的發(fā)生，確保企業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］氯中三氯化氮安全規(guī)程.國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局危化司，2008.4.

［2］劉廉斐、丁曉玲.淺談三氯化氮的危害、性質(zhì)及預(yù)防.中國(guó)氯堿，2007（5）：37－39.

［3］何豐燕、楊清忠.三氯化氮產(chǎn)生危害的預(yù)防.氯堿工業(yè)，2009（2）：33－35.