浅谈三氯化氮在氯碱生产中的危害与预防

周佳杰

（江汉油田分公司盐化工总厂 湖北潜江 433100）

摘 要：结合在氯碱行业生产中三氯化氮的来源，对三氯化氮爆炸的性质、危害和预防等进行阐述。

关键词：液氯；三氯化氮；爆炸；危害；预防

前言：在氯碱生产过程中，三氯化氮爆炸事故曾多次出现，爆炸不仅会造成氯气泄漏事故，而且爆炸本身也会造成人身伤害，因此做好三氯化氮爆炸的预防工作尤为重要。

1、三氯化氮诱发的爆炸事故

2004年4月15日19时，位于重庆市江北区的重庆天原化工总厂氯气冷凝器发生局部的三氯化氮爆炸后，16日凌晨及下午液氯储罐接连发生爆炸，氯气泄漏。整个事故造成9人死亡、失踪和3人受伤，15万人大转移，导致爆炸的直接原因就是NCl3造成的。

2、三氯化氮的性质

NCl3是一种黄色黏稠状液体或斜方形晶体，密度为1.653g/L，略大于液氯，有类似氯的刺激性气味，可在酸、碱性介质中分解（在50℃时开始分解，100℃时完全分解）；NCl3可溶于四氯化碳、碱液等物质，对人体的皮肤、眼睛黏膜、呼吸道等均具有刺激作用，有较大的毒性；在空气中易挥发，当空气中NCl3的体积分数达到5%—6%时，就有爆炸的可能，是一种威胁氯碱生产安全的重要物质。特别是NCl3在氯气系统中的不断富集积累，给氯碱生产安全构成了极大威胁。故氯气中NCl3的含量对氯碱生产是非常重要的安全指标，对其分析结果要准确，以便更好地指导生产，消除安全隐患。

3、三氯化氮的产生

NCl3产生的主要原因是精盐水中存在含氮化合物，含氮化合物主要包括有机胺和无机胺，当这些物质遇到Cl2等含氯强氧化剂时，即发生反应，在酸性条件下生成NCl3。

采用传统的气化氯工艺充装液氯时，当气化器内液氯总量随着气化越来越少时，积留在其中的NCl3含量就越来越高，超过5%时即有爆炸的危险。在氯气液化生产中，气相中NCl3应小于5%，当NCl3高浓度时仅需很少能量就能发生爆炸。液氯中NCl3质量分数为0.05%时，如果1t液氯气化后剩余液量为10Kg，此时，液相中NCl3质量分数高达5%，这些残余液体完全蒸发时气相中NCl3体积分数也是5%，即有爆炸的危险。

4、三氯化氮的预防与控制

对NCl3的预防措施可以从原、辅料、工艺流程、操作规程等方面进行控制。

4.1 原、辅料的控制

（1）卤水的控制。控制地下盐矿注水的水质量，避免卤水含胺。

（2）精制剂的控制。在精制盐水过程，应控制添加精制剂避免带入含胺物质。

4.2 工艺流程控制

（1）控制精盐水指标。无机胺≤1mg/L，总胺≤4mg/L（离子膜电解盐水经过二次精制后，总胺检测一般为零）。

（2）加次氯酸钠。在精制盐水中加次氯酸钠除胺，并用压缩空气吹除。

（3）采用氯水冷却洗涤工艺。用板式钛热交换器将氯水冷却，低温氯水直接洗涤电解槽出来的氯气。

（4）采用合理氯气液化工艺。国内许多企业采用制冷剂—冷冻盐水—氯气液化间接热交换工艺，避免冷却剂（氨）与氯气接触。通常采用氨作为冷媒，一般是将氨蒸发器和氨冷凝器分别与冷冻盐水热交换，一旦设备腐蚀泄漏，也不至于氯和氨直接接触，由此发生事故的几率是很小的，但是应加强换热器内漏的定期检查。个别企业采用氟利昂代替氨作为制冷剂，从根本上杜绝了氯和氨接触生成NCl3的问题。

4.3 操作控制

（1）各种液氯生产，储存容器的使用温度应小于45℃，盛装的液氯严禁完全汽化，必须留有足够的液氯剩余量，并定期排污。

（2）原氯中NCl3的含量将直接影响液氯中NCl3含量的高低，因此应定期分析原氯中NCl3的含量≤50mg/kg。

（3）液氯气化器定期做NCl3含量分析，气体NCl3含量严格控制在50mg/kg。如高于此指标，则增加排污次数，加大液氯携带量，确保NCl3含量低于指标。气化器的加热热源只能使用温度小于45℃的热水作热源，严禁用明火、电加热和蒸汽等方式直接加热。气化器必须经过排污处理，清洗置换彻底后方可检修，避免残余液氯汽化后NCl3浓缩，在拆卸检修过程中引起爆炸。

（4）使用液氯液下泵包装液氯，液氯直接从储罐底部送出，对液氯储罐每年彻底清洗一次，彻底杜绝三氯化氮在储罐底部的富集。

（5）液氯钢瓶中NCl3的预防。

a不许使用加热钢瓶的方法抽提钢瓶内液氯或氯气。只能靠瓶内液氯在常温下的气化产生的压力把瓶内气氯或液氯压出。通常，当NCl3含量低时，可放出气氯；当NCl3含量高时，应放出液氯，当停止使用液氯时，应将钢瓶送到负压管道用压缩空气吹净残留于管道中的液氯和NCl3。

b用户在使用中严禁将液氯气化用完，1吨重的钢瓶中至少要剩余液氯5—10kg，钢瓶内禁止产生负压或物料倒灌混入有机物等物质。

c液氯充装单位应采用定期清洗钢瓶或每次充装前检查确认并抽空钢瓶中的剩余物，充装单位应经常走访液氯使用单位的钢瓶使用情况。当确认NCl3含量高时应谨慎处理，以免在清洗或抽真空时发生爆炸。

5、小结

通过以上分析可以看出，NCl3引起的爆炸絕不是偶然的，如果的上述这些方面对NCl3进行控制，并加强过程管理，就可以避免事故的发生。

参考文献：

[1]贺建雄，姜宏，鲁鹏，段秋桐，代志祥，朱利方，沈阳.氯气吹扫锡槽原理及化学反应的研究[J].硅酸盐通报，2014

[2]氯中三氯化氮安全操作规程[B].中国氯碱，2010endprint