液氯在工业装置中的安全使用

文/钟松涛 湖南海利化工股份有限公司

液氯在工业装置中的安全使用

文/钟松涛 湖南海利化工股份有限公司

液氯作为重要的工业原料，在工业生产中应用相当广泛，特别在化工生产中有着十分广泛的用途。但是，氯气是剧毒物，生产中对受压容器等设备要求很高，生产场所空气中氯气允许浓度不大于1ppm（百万分比浓度），必须杜绝氯气泄漏。因此，如何确保液氯在使用中的安全，是广大使用者最为关注的核心问题。

在工业中通常是先制取纯净氯气，再进行液化制成液氯，用槽车或钢瓶运往使用现场。用户多采用钢瓶液相出料，出钢瓶的氯气进入带加热套的气化罐进行气化，夹套内通蒸汽或热水加热。通蒸汽加热可能造成液氯急剧气化难以控制，通热水加热则需增加热水循环装置等。还有些用户甚至采用对钢瓶直接加热的方法，这些方法都可能使液氯温度急剧上升，引起液氯钢瓶或缓冲罐超压，导致生产安全事故发生。

液氯在生产和贮运中还易发生下列问题：一是液化尾气中氯气、氢气与空气的混合气爆炸；二是包装容器中残存有机物杂质与氯气反应爆炸；三是水和食盐水溶液中铵盐带入液化系统，会使液氯中三氯化氮积累而引起爆炸。当液氯蒸发用完后，所用容器均须用水和碱水冲洗，以除去被三氯化氮污染的液氯后，方能修理和使用。

笔者曾多次参加液氯生产装置的设计安装，采用的都是钢瓶液相出料，再经排管式气化器加热气化。同时采取下述工艺及安全措施，可达到安全、稳定气化液氯的目的。实践证明，对广大液氯用户而言，此种方法运行简便、工艺稳定、安全可靠。

液氯气化工艺流程及采取的安全措施如下图：

液氯钢瓶对外连接应采用已经退火处理的紫铜管，并经耐压试验确认合格后使用。装置所采用的气化器、管道、缓冲罐、阀门、管件、垫片、螺栓等都必须符合下列标准规范要求：《压力容器管道安全技术监察规程》（TSGD0001-2009）、《压力管道规范工业管道》（GB/T20801）、《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T20592∽20635-2009）。

液氯钢瓶液相出来的液氯需经气动调节阀进入排管式气化器气化。其流量则根据系统工艺的要求由缓冲罐的压力反馈自行调节。气化器可用热水加热，在阀门仪表出现失灵关不严的情况下，使用热水比使用蒸汽要安全。热水温度一般控制在40-45℃，温度可以通过气动调节阀调节蒸汽通量控制。采用此种方式操作便捷，能避免因操作失误导致系统超压引起爆炸，同时可以使液氯气化稳定可靠。

排管式气化器箱体内的排管必须无焊缝，全部采用整管制作，管与管之间联接弯头焊接在箱体外部。此种方式能避免焊缝变形，避免管壁内外长期腐蚀，杜绝泄漏事故发生。

气化器和缓冲罐必须设有排污口。在液氯生产中使用的原料工业盐和水，会带入一定量的铵类物质，进行电解反应时，铵离子与电解产物氯气反应生成三氯化氮，三氯化氮也被液化混入液氯中。而三氯化氮的沸点（>71℃）比液氯的沸点（-34.6℃）高很多，当液氯不断气化时，三氯化氮则不气化或气化不完全，当富集达到一定浓度（正常情况下，气相中三氯化氮的体积分数小于5%不会发生爆炸），在阳光、有机物、剧烈振动等作用下会导致系统设备发生爆炸。因此，在气化器和缓冲罐中必须设有排污口，进行定期排放，防止三氯化氮积聚。

缓冲罐必须设置安全阀。有些装置虽有压力报警设施，超压能发出报警，但是没有自动泄压设施就有可能发生超压爆炸。因此，缓冲罐必须安装安全阀，并与事故碱破坏塔系统相连，即使发生超压也可及时泄压。

装置中设备和管道上的压力表、温度计、安全阀、调节阀必须采用隔离式，目的是防止氯对元件的腐蚀而造成计量失准和泄露事故。

液氯在工业生产中，采用液氯钢瓶液相出料，运用排管式气化器气化，可以避免直接对钢瓶加温，并且液氯储存量和残留的三氯化氮量都会少很多。因此，采用上述工艺及安全措施，大大提高了生产装置的安全性和可操作性。