氯化氢合成工序事故及处理

朱德琪

(中国平煤神马集团尼龙科技有限公司，河南 平顶山 467212)

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氯化氢合成工序事故及处理

朱德琪*

(中国平煤神马集团尼龙科技有限公司，河南 平顶山 467212)

氯化氢；合成炉；过氯事故

介绍氯化氢吸收工序尾气塔氯气外逸事故的过程及处理办法，分析事故原因，并提出整改措施。

河南神马氯碱发展有限责任公司(以下简称“神马氯碱发展”)目前离子膜法烧碱和PVC树脂生产能力均为30万t/a。项目建设是分两期进行的：一期双10万t/a于2005年12月30日一次开车成功，并生产出合格产品；二期双20万t/a于2009 年6月底一次开车成功，并生产出合格产品。该公司10万t/a生产系统氯化氢合成工序共配有4台规格为Φ2 600、H=1 1500 mm的碳钢制合成炉，进合成炉的氯气和氢气阀门选用手动截止阀。操作室配备了浙大中控DCS进行远程控制。正常生产情况下，氯化氢合成炉开3备1，中控分析室每2 h从总管取样分析1次氯化氢纯度和游离氯，氯化氢合成岗位每1 h分析1次单炉氯化氢纯度和游离氯。

1 岗位工艺流程和重要指标

1.1 工艺流程

由氯处理工序和氢处理工序来的氯气和氢气分别经缓冲后，按一定比例经手动调节阀送入氯化氢合成炉灯头，在炉内进行燃烧，生成氯化氢气体。从合成炉出来的氯化氢气体经空气冷却管冷却至一定温度后进入石墨冷却器进一步冷却，除去冷凝酸后经酸收集槽进入氯化氢分配台。正常生产时,从氯化氢分配台出来的氯化氢气体大部分汇集到氯化氢总管后送入转化工序，用于合成氯乙烯单体。小部分气体从分配台送入降膜吸收塔，通水吸收后制成盐酸；废气从尾气塔排空。送入转化工序的氯化氢气体和乙炔工序所供的乙炔气按一定比例送入VCM转化工序的混合器，根据混合器温度指标判断氯化氢气体是否过氯。工艺流程如图1所示，化学反应方程式如下：

如果氯化氢合成工序所供的氯化氢气体中含有游离氯，就会在VCM转化工序与乙炔工序所供的乙炔气发生反应，生成极易爆炸性产物氯乙炔并放出大量的热，对生产系统的安全稳定运行造成极大威胁；同时，氯乙炔压缩时的分解物会造成VCM精馏系统设备的腐蚀。

1.2 控制指标

氯气纯度≥97%(体积分数，下同)，氯中含氢≤0.4%，氯气压力120～170 kPa；氢气纯度≥99.5%，氢中含氧≤0.4%，氢气压力80～90 kPa；进合成炉的氯气、氢气摩尔比为1∶(1.05～1.10)；氯化氢纯度≥93%，不含游离氯；转化工序混合器温度冬天≤30 ℃，夏天≤45 ℃。

图1氯化氢合成工艺流程示意图

Fig.1Processflowdiagramofhydrogenchloridesynthesis

2 事故经过及处理

氯化氢合成工序正常运行3台合成炉，1台备用，单台合成炉生产负荷一般维持在1 600 m3/h。某日约11：20，生产调度发现盐酸工序尾气塔处有氯气外逸，立即通知盐酸工序岗位操作人员查看合成炉运行状态，氯乙烯转化工序主控操作员查看氯化氢和乙炔流量及混合器温度。经确认，2#合成炉已灭，从合成炉视镜看不到火苗，转化工序混合器温度42 ℃，转化工序氯化氢流量由4 500 m3/h降至约4 000 m3/h。当班生产调度员立即采取了断开2#合成炉氯化氢分配台去转化工序的阀门，关闭合成炉物料阀门的处理办法。在事故处理过程中，转化工序混合器温度急剧上升至48 ℃，生产调度员立即采取了转化工序紧急停车处理措施。

3 事故原因

事故发生后，公司成立了由安全、生产、技术、设备部门负责人及相关技术人员组成的事故调查组，对事故进行调查。

(1)造成转化工序混合器温度异常上升的原因是氯化氢合成工序所供的氯化氢气体过氯，过量的氯气与乙炔气反应生成氯乙炔并大量放热。

(2)氯氢处理工序氢气泵后压力在10：50有一个明显的上升和下降过程，压力由85 kPa坡形上升至88 kPa；随后，在氢气分配台放空自控阀的调节作用下又缓慢下降至85 kPa。氯气压力没有明显变化。10：59，盐酸工序2#合成炉空冷管出口温度明显下降，从172 ℃下降至160 ℃。

据上述条件分析，进2#合成炉的氢气从10：50开始出现明显的不正常现象；约11：00开始，进2#合成炉氢气流量基本为零，2#合成炉熄灭，部分未反应氯气靠水的流动形成虹吸，造成外逸，大部分被送往氯乙烯转化工序，与乙炔气反应并放热。经查，2#合成炉进炉氢气中断的原因是氢气阀门阀芯脱落。

4 整改措施

①加强生产岗位操作人员安全意识和相关业务技能培训工作，切实增强员工责任心和事故处置能力。②在进合成炉的氢气、氯气管线上增设远传流量计，数据引至DCS监控，并设置上下限声光报警。便于DCS操作人员随时观察进氯化氢合成炉的氯气、氢气流量，出现异常情况及时发现并处理。③定期切换合成炉，维护保养相关阀门，保障主要生产装置的稳定运行。④针对氯化氢合成炉看炉工业务能力欠缺问题，神马氯碱发展进行了专题培训和考试，相关岗位操作人员重新取证后上岗。

5 结语

氯化氢合成工序在氯碱生产过程中起着承上启下的作用，对生产岗位员工的业务素质、安全技能和意识都有很高的要求。这就要求企业在日常生产管理过程中着重加强员工培训工作，提高安全系数。

[1] 江泳.全自控副产中压蒸汽HCl合成炉应用探索[J].氯碱工业，2012，48(12)：41-43.

Accidentsinhydrogenchloridesynthesisprocessandtreatment

ZHUDeqi

(Nylon Science and Technology Co., Ltd., China Pingmei Shenma Group, Pingdingshan 467212, China)

hydrogen chloride； synthesis furnace；excessive chlorine accident

The accident process of chlorine gas escaping from tail gas tower for hydrogen chloride absorption process and treatment of the accident were introduced. The cause of the accident was analyzed, and the corrective measures were put forward.

朱德琪(1978—)，男，助理工程师，现任中国平煤神马集团尼龙科技有限公司热电车间副主任，从事化工工艺和设备的节能、环保、安全等技术改造及研究工作。

2017-05-09

TQ124.42

B

1008-133X(2017)09-0026-02

[编辑：董红果]