氯堿-聚氯乙烯生產(chǎn)液氯工段安全操作及事故預防-1

1、Word文檔 氯堿-聚氯乙烯生產(chǎn)液氯工段安全操作及事故預防-1 1、氯氣壓力與液化溫度的關系 氣體液化的條件有兩條：把溫度至少降低到一的數(shù)值，即稱為臨界溫度tc;增加壓力，在臨界溫度使氣體液化所必需的最小壓力稱為該氣體的臨界壓力Pc。 氯氣液化同樣需達到這兩個條件。氯氣的臨界溫度tc=144，Pc=76.1大氣壓。就是說，只要低于144，在某一溫度下，必有一個對應的壓力可以使氯氣液化。純氯氣的壓力與液化溫度之間成單值函數(shù)關系。壓力上升，液化溫度隨之上升；壓力下降，液化溫度隨之下降。 氯氣壓力與液化溫度關系見表7-2。 表7-2所示的關系是對純氯氣而言，工業(yè)生產(chǎn)的氯氣都含有少量的O2H2N2CO

2、2H2O等等，不純氯氣的壓力與溫度氯的分壓與其冷凝器溫度成單值函數(shù)關系：Pcl=PCcl其中：Pcl2為混合氣中氯分壓(kPa);P為混合氣的總壓(kPa);Ccl2為混合氣中氯的體積百分數(shù)()。 從上式可見，氯氣在液化過程中總壓不變化，但氯氣分壓變化很大，使液化溫度在液化過程中也有很大的變化。 由于氯的液化溫度與氯壓力成單值函數(shù)關系，因此在工業(yè)上采納三種不同的氯氣壓力生產(chǎn)液氯。 高壓法。氯壓力在l.41.6MPa(表壓)，液化溫度3050。 中壓法。氯壓力在0.20.4MPa(表壓)液化溫度010。 低壓法。氯壓力在0.15MPa(表壓)，液化溫度-30左右。 以上三種生產(chǎn)方法，以高壓法流程

3、最短，操作簡潔，能耗最低。表73為不同壓力下生產(chǎn)液氯耗電的比較。 我國目前采納的液氯生產(chǎn)工藝大部分為低壓法。近幾年來，國內(nèi)由于氯氣透平壓縮機的推廣使用，一些企業(yè)制造液氯的方法漸漸由低壓向中低壓方向進展，生產(chǎn)綜合能耗也隨之明顯下降。 2、氯氣的液化效率和氯內(nèi)含氫的關系 液化效率也稱為液化率，其定義為： 液化效率=以液化之液氯量進入液化系統(tǒng)氯總量100% 使用上式計算液化效率比較麻煩，由于分析進入液氯系統(tǒng)和出液氯系統(tǒng)的氯氣成分比較簡單，應用物料平衡可推導出下式，從而便利地計算出液化效率： 式中：C1進入液氯系統(tǒng)氯氣的體積濃度（以小數(shù)表示）； C2出液氯系統(tǒng)氯氣體積濃度(以小數(shù)表示)。 在液氯生產(chǎn)中

4、，應當是液化效率越高越好，但實際狀況并非如此。由于在一般電解槽生產(chǎn)氯氣中總不行避開含有微量氫氣，一般隔膜法電解氯氣總管掌握含氫不超過0.5%。這微量的氫與氯一同進入液氯冷卻系統(tǒng)，在氯液化過程中氫總量不變化而氯氣總量卻由于不斷液化而削減，致使氯中含氫百分比不斷上升，一旦氯氣總氫量超過4時，即有爆炸的危急(氯內(nèi)含氫的爆炸范圍為587.5)。所以液化效率的極限為保證液氯尾氣含氫不超過4這使液化效率一般掌握在90%左右，不再進一步提高。以下為原料氯含氫量與液化效率的關系(氯氣純度為95%)： 由上可知液氯尾氣含氫凹凸主要和原料氯含氫量有關，同時也與原料氯純度有關。當原料氯純度高時，其中含氫高，尾氣含氫

5、超過4的危急性越大。為此須依據(jù)料冬中含氫量、氯氣壓力來調(diào)整液化槽溫度，掌握液化效率定時分析液氯中尾氣含氫量。如超過3.5時應采納開大尾氣閥門，降低液化效率的方法來孤低尾氣含氫量。 3、氯氣液化對水分及雜質(zhì)含量的要求 氯氣含水量的凹凸，直接影響其化學活潑性。含水量越高，化學活潑性越，對碳鋼的腐蝕速度也越快。以下為不同含水量氯氣對碳鋼腐蝕速率的影響： 因此，進入液氯工段的氯氣含水應嚴格掌握在0.05以下：即使如此-出于平安考慮。液化槽中氯氣冷管的調(diào)換周期一般為23年，液氯包裝管則每年調(diào)換一次。 此外，經(jīng)干燥處理后的氯氣中常含有肯定量的鹽霧(Nacl)及酸霧(H2SO4)。這些雜質(zhì)不僅會滯留于液化槽

6、的盤管內(nèi)(或液化器的殼程內(nèi))，造成流通通道堵塞、冷凝面積減小生產(chǎn)力量下降，更嚴峻的是常常堵塞計量槽、鋼瓶等接管。造成管道堵塞、閥門密閉失靈、嚴峻影響平安生產(chǎn)。 采納屏蔽泵輸送液氯，對液氯中雜質(zhì)含量要求更高。這是由于泵的內(nèi)冷卻管管徑極細，一旦堵塞，則泵得不到準時冷卻，發(fā)熱而導致液氯汽化，管道爆裂而氣體外泄。 4、液氯汽化過程中三氯化氮富集 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。 三氯化氮產(chǎn)生于食鹽電解過程。由于鹽水中含有少量，在電解槽陽極液PH為24的條件下產(chǎn)生，其反應如下： NH3+3HOClNCl3+3H2O 三氯化氮的相對密度（比重

7、）為1.653，熔點小于-40，沸點小于71，自然爆炸溫度95它在空氣中易揮發(fā)，當在氯氣中的體積百分比 56時有爆炸可能。60時在震驚或超聲波條件下，可分解爆炸。在陽光、鎂光直接照耀下瞬間爆炸。與臭氧、氧化氮、油脂或有機物接觸，易誘發(fā)爆炸。爆炸反應如下： 2NCl3N23Cl2460kJ 三氧化氮對皮膚、眼睛粘膜、呼吸道均有刺激作用，并有較大毒性。 由于沸點不一，當液氯蒸發(fā)時三氯化氮與氯的分別系數(shù)為610,即氣氯中NCl3含量為 而液體中NCl3含量為6l0,故大部分NCl3存留在來蒸發(fā)的液氯殘液中隨著蒸發(fā)過程的進行,液氯總量越來越少,而積累在其中的NCl3含量則越來越高。當NCl3在液氯中濃

8、度超過5時即有爆炸的危急。 根除液氯中三氯化氮。首先應除去進電解槽鹽水中的銨及氨。其方法是在精制鹽水過程中加入肯定量的次氯酸鈉,或通入氯氣,在pH9的狀況下使銨(氨)分解生成NH2Cl或NHCl2,然后用空氣吹除。 NH3+C12一NH2Cl+HCl NH3+2C12一NHCl2+2HCI 三氯化氮的去除有以下途徑。 l.采納汽化器裝置，用熱水加熱液氯借助此壓力包裝液氯的“汽化氯包裝”工藝，可用“排污”方法來防止三氯化氮在汽化器中因濃縮富集而爆炸。即每次加入液氯后，不讓其揮發(fā)凈，蒸發(fā)至剩余1314液氯時通過設在汽化器下部的排污口，將這部分剩余的液氯排出。用來制造次氯酸鈉或者次氯酸鈣。三氯化氮遇

9、到堿性物質(zhì)即分解，而氯氣則得到了充分的利用。 2.液氯中三氯化氮的處理還可用蒙乃爾合金催化分解。當液氯通過填充有蒙乃爾合金的設備時，可以凈化液氯。增加接觸時間則可以除去較高含量的三氯化氮，接觸時間越長，去除率越高。 蒙乃爾合金是一種以銅、鎳為主的合金，成分大致為。Ni65、Cu31、Fel.5、SiO20.3、Mn0.8、C0.2、 Co0.4。蒙乃爾合金方法的優(yōu)點是流程簡潔設備不簡單。蒙乃爾合金還可以再生，即用水溶解合金表面生成的鹽然后進行干燥就可以再投入使用 3.原料氣氯中三氯化氮的去除除用蒙乃爾合金催化分解外，用洗滌的方法也能取得較好的除去效果。 (1)用約0、2630的鹽酸在塔中噴淋，

10、與氯氣逆流直接接觸，則鹽酸與三氯化氮發(fā)生如下反應。 NCl3+4HClNH4Cl+3CI2 生成的氯化銨被鹽酸帶走。假如這個設備在第一冷卻器后，剮可代替其次冷卻器，使氯氣達到進干燥塔要求的溫度和含水量，同時，氯所挾帶的鹽沫等雜質(zhì)也被大部分除去。 (2)在進入氯氣壓縮機前或進入液化前的干燥氯氣用液氯噴淋洗滌，可以把氯氣中的三氯化氮冷凝，有機雜質(zhì)也將被液氯帶出污染后的液氯可以加入有機溶劑。如四氯化碳等稀釋后將液氯蒸發(fā)。余下為含雜質(zhì)的四氯化碳溶液，可另行處理 (3)氯水噴淋洗滌。這個方法與鹽酸洗滌方法略同，它作氯水中的HCIO或HCI與NCl3反應而除去三氯化氮但它的反應速度比鹽酸法稍低，氯水噴淋量

11、較大。氯水進行循環(huán)操作，取出多余部分送氯水脫氯處理。 (4)熱分解法。三氯化氰在50時就開頭分解其速率在肯定條件下與生成反應可逆平衡。當達100時，只需1分鐘就可以全部分解而且三氯化氮在OH-倦化下可由于水解而加速分解。據(jù)此，可在氯氣多級壓縮進行中間冷卻前先進行預處理，即通過23組已生成Fe(OH)2表面的鐵絲網(wǎng)，進行催化分解使用這個方法需要特殊留意三氯化氮在高溫及催化條件下爆炸的可能性。此法目前尚未推廣使用。 5、掌握液氯汽化壓力 為避開液氯猛烈汽化造成壓力過高而引起三氯化氮爆炸的危急，汽化器夾套內(nèi)采納熱水加熱，嚴禁用蒸汽加熱，并嚴格掌握加熱水溫度80，汽化器氯氣壓力1.1MPa。為加強監(jiān)測

12、掌握，裝置附有熱水溫度報警儀及氯氣壓力報警儀。 6、液氯充裝計量 液氯鋼瓶的充裝系數(shù)是重要的平安指標，國家對此有明確的法規(guī)規(guī)定，其數(shù)值為不大于1.25kgL，它表示容器(包括儲槽)貯存氯總量與容器有效容積之比。 氣瓶平安監(jiān)察規(guī)程第五條規(guī)定：“當盛裝臨界溫度大于70，其設計壓力按所盛氣體在60的飽和蒸汽壓設計”。氯的臨界溫度為144，所以液氯鋼瓶在充裝、運輸、儲存及使用各過程中的環(huán)境溫度不得大于60。 依據(jù)計算，當充裝系數(shù)為1.25kgL，液氯溫度在68.8時，容器內(nèi)的氣體空間將為零，這時稱容器到達“滿量”，此時液氯的飽和蒸汽壓為 2.0MPa(表壓)，已達到試驗壓力。只要在充裝時鋼瓶不超裝，一

13、旦溫度超過時也可以有一平安量。表7-4為500kg液氯鋼瓶超裝后的危急溫度。 為避開液氯充裝過量。應保證以下措施的執(zhí)行。 (1)液氯計量槽除依靠計量裝置(地磅、磁性液面計或其它計量裝置)掌握液氯進料量外，槽順的尾氣管在槽內(nèi)的插入深度是這樣設計的：在正常充裝重最范圍內(nèi)，尾氣管末端高于液氯界面，當液氯過量時。由于液面上升，尾氣管末端浸入液氯液面內(nèi)，部分液氯壓入尾氣管，尾氣管外表結(jié)霜，尾氣溫度明顯下降，報警儀工作，以提示操準時處理。 (2)灌裝用的磅秤應有嚴格的管理制度，操作人員接班后，首先應全面檢查計量衡器并校驗零位。計量衡器的最大秤量值應為常用秤量的1.53倍，衡器的校驗期限最長不得超過三個月。

14、 (3)液氯鋼瓶的灌裝重量誤差為士l，為確保充裝精確，除有專用的灌裝磅秤并定期校驗外，專設復磅磅秤，每次灌裝后，有專人復磅，層層把關以確保平安。 7、氯氣外泄易中毒 氯氣是一種黃綠色的有毒氣體，有劇烈的刺激性氣味，比空氣重2.5倍。氯氣主要通過呼吸道和皮膚粘膜對人體發(fā)生中毒作用。當氯氣吸入呼吸道后，氣管粘膜受到刺激而發(fā)炎。 若空氣中氯氣濃度達15mgm3以上，氣管產(chǎn)生難以忍受的劇烈刺激。在l00mgm3以上瞬間的吸入，即引起喉頭腫脹和支氣管痙攣性狹窄，氣管潰瘍發(fā)炎，粘膜碎片剝落，從而發(fā)覺吐血，急性肺水腫。在空氣中濃度高達3gm3以上時，會引起內(nèi)擊性死亡”，即深吸進氯氣幾次后就可以造成死亡。接觸

15、微量濃度(大于5mgm3)的氯氣，還會消失慢性中毒，其癥狀是胸部作痛、氣喘、頭痛、頭暈、乏力、食欲不振、嘔吐、鼻粘膜炎癥，慢性支氣管炎等呼吸道氣管患病率增加，皮膚受到刺激時，干燥刺痛。有皮膚病史者尤為明顯。 氯氣外泄還將會造成樹木和農(nóng)作物受害，嚴峻污染環(huán)境，給人類生存帶威逼。 國家規(guī)定，生產(chǎn)區(qū)域空氣氯氣最高允許深度為1mgm3。液氯充裝、貯存、使用等廠房應有良好的通風換氣條件。一般采納半放開式結(jié)構(gòu)并備有便利易取的防毒面具，供故障處理時用。 另外，液氯工段設有真空負壓系統(tǒng)，抽吸包裝及整瓶時的殘余氯氣、設備檢修或閥門調(diào)換時設備與管道內(nèi)滯留的氣體應送往其它工段汲取使用，以確保生產(chǎn)現(xiàn)場不被污染。 8、

16、整瓶崗位的設立 液氯鋼瓶的充裝、使用、運輸，貯存必需嚴格遵守國家勞動部頒發(fā)的氣瓶平安監(jiān)察規(guī)程以及化工部的有關規(guī)定。為確保鋼瓶的平安使用，須設置鋼瓶整修崗位(簡稱為整瓶崗位)，整瓶崗位負責對進廠全部鋼瓶進行必要的檢查和校驗。首先應檢查鋼瓶的色標、字樣、鋼瓶腐蝕程度、鋼印、使用期限、平安附件、外觀等是否笱合要求及齊全，凡不符合要求的應按規(guī)定進行處理；平安附件不齊的除配齊外還需通知使用單位；返回的液氯鋼瓶應留有不小于規(guī)定允裝量 0.l0.5的剩余氯氣，故須用氨水噴霧來檢驗余氯及檢查有無物料倒入。 如無剩余氯或有倒灌物料則應在檢驗其物質(zhì)成分后進行特別處理，另外充裝前應進行鋼瓶的抽空和瓶閥整理液氯鋼瓶的

17、使用要按實際狀況嚴格檢查國家對此無使用年限的規(guī)定，但鋼瓶制造廠一般按使用12年設計，鋼瓶每兩年進行試壓及技術檢驗。遇有特別狀況應準時查驗其物理性能。技術檢驗內(nèi)容包括-內(nèi)外表面檢查、重量損失、容積殘余變形率、水壓試驗，必要時還需測定其最小壁厚。當重量損失5或容積增加l0時，應馬上停止使用該鋼瓶，作報廢處理。 應建立一瓶一卡的鋼瓶檔案登記以便加強管理。 鋼瓶的充裝檢驗單位須經(jīng)省、直轄市勞動部門和省(直轄市)化工主管部門審查批準，才可進行技術檢驗和充裝。 9、按規(guī)定指標掌握生產(chǎn)量 由于液氯計量槽、汽化器等設備均屬三類壓力容器，應嚴格按規(guī)定指標掌握生產(chǎn)。并定期進行容器的測厚等檢測工作，以確保平安生產(chǎn)。 10、氨氣的性質(zhì)及預防氨中毒 氨是一種無色氣體，具有良好的熱力學性質(zhì)，制造簡單，價兼易得。氨在標準大氣壓下對應的蒸發(fā)溫度為-33.35、其臨界溫度較高，汽化潛熱大，單位容積制冷量大，導熱系數(shù)高，節(jié)流損失小，