氯碱化工生产工艺及设备管理措施分析

王 舜

（新疆中泰创新技术研究院有限责任公司，乌鲁木齐 830000）

新中国成立之初，我国氯碱化工企业只有五六家，烧碱年产量不足1 万吨。1958 年新增了十几家企业，烧碱年产量达到60 万吨。进入20 世纪90 年代后，我国氯碱化工发展迅速。截至2019 年，我国烧碱年产量达到4304 万吨，氯碱化工企业的数量和质量都提升明显。氯碱的最终产品是烧碱、氯气和氢气。由于烧碱和氯气具有较强的腐蚀性，氢气易燃易爆，如果处理不当很容易对人及设备产生危害，影响企业的正常生产。鉴于氯碱化工行业的特殊性，在生产环节需要加强工艺设备管理，在确保质量的同时降低安全隐患。笔者结合自身工作经验，探讨氯碱化工生产工艺及设备管理措施，以期为相关人士提供借鉴。

1 氯碱化工行业生产的工艺

氯碱化工是众多化工生产的基础，广泛应用于化学工业、纺织工业以及冶金行业。氯碱化工生产过程中，需要电解食盐水（固定质量比例为1:0.85），溶解后制取烧碱、氯气以及氢气，然后开展生产工作。我国氯碱化工生产主要采用隔膜法，会用到离子膜交换生产方式。离子膜交换法主要在电解槽阳极和阴极电极上安装对应的离子交换膜。在电解作用下，精盐水和稀释碱液会流经离子膜的两侧。电流穿过离子膜后，阳极会产生氯气，阴极则产生烧碱和氢气，反应式为：

氯碱生产工艺流程如图1 所示。氯碱工业生产阶段，由于应用场所危险性程度高且安全系数较低，因此容易出现安全隐患。任何环节或者设备出现故障都可能引发较大危害，威胁人们的生命及财产安全。从实际生产情况来看，设备问题引发的事故最为常见。氯碱化工企业应强化生产工艺及设备管理，以全面提升其管理效果，为相关行业化工生产奠定基础[1]。

图1 氯碱生产工艺流程

2 氯碱化工生产及设备管理存在的问题

2.1 管理制度不健全

氯碱化工生产时，作业环境比较复杂，存在较大安全隐患。此外，不少企业缺乏健全的管理制度。一些有经验的老员工对设备管理重视不足，设备操作时以经验为主，安全防护措施不当，设备管理机制执行力度小，生产时随意丢弃小零件、器具等，不仅会降低生产效率，还可能引发一系列安全事故。

2.2 设备更新不及时

部分氯碱化工企业为了降低生产成本会延长设备使用时间，加上设备维护及保养不当，难以确保设备的正常生产[2]。氯碱化工很多生产原料具有的一定腐蚀性，因此设备质量问题可能引发原料泄露，造成不可预见的后果。

2.3 安全管理落实不到位

氯碱化工生产对安全管理要求较高，但是一些管理人员安全意识薄弱，对生产环节的设备检查不够严格。设备使用时间缺乏系统记录，在腐蚀性及毒性试剂使用时监督力度小，很容易给企业带来不利后果。从实际数据来看，氯碱生产中化学灼伤占生产性事故的95%以上。

3 氯碱化工生产工艺及设备管理措施

3.1 完善设备安全管理制度

健全的设备安全管理制度能够有效指导氯碱化工生产，因此应结合企业自身情况构建系统的安全生产体系，引导一线生产人员和管理人员形成良好的安全生产意识。要加大安全生产教育宣传，使员工了解安全生产的意义和作用，培养员工的责任心和安全问题处理能力。要强化安全生产教育，提升一线工作安全生产意识和氯碱化工设备管理水平。一方面，要保证操作工序的正确性，并可在出现数据异常后及时采取有效的补救措施。如果难以补救应立即关停设备，将人员疏散到安全区域。另一方面，做好氯碱化工设备的定期保养工作，检查原材料的清洁性，降低对生产设备的腐蚀性。此外，要严格控制反应稳定，通常反应温度小于60℃，以免出现中毒事故[3]。

3.2 做好电解槽管理

氯碱化工生产中，电解槽使用不当也会引起爆炸，主要从以下两个方面强化管理。一是烧碱。氯化钠溶液经电解后，电解槽内会生成一定烧碱，这时的烧碱温度高、腐蚀性强，需要对烧碱进行冷却处理。此环节生成人员应避免与烧碱直接接触，以免损伤皮肤。二是氢气。当电解槽与阴阳两极建立连接后，阴极、阳极的氯气、氢气将于电解槽内发生接触引发气体混乱。在这种情况下，烧碱溶液可能与氯气发生反应，导致氯气含量明显减少，而由于氢气并未发生反应，因此电解槽将呈现明显不平衡状态。当氢气与氯气或空气混合后，很容易发生爆炸。研究表明，当氢气与空气体积混合在4.1%～74.2%时，出现爆炸的可能性极高[4]。因此，要加强电解槽平衡状态的检测，将氢气含量控制在4%以内，保证氯气浓度应小于1mg/m3。一旦氯气和氢气状态失衡，应立即采取调整措施，以免发生人员伤亡事故。

3.3 合理选择安全阀

作为氯碱化工生产的基本设备，安全阀能够提升氯碱化工生产的整体安全效果。科学选择安全阀十分重要。从种类来看，安全阀主要分为全启式和弹簧式两种。全启式安全阀主要用于蒸汽介质。弹簧式安全阀应用范围较广，灵活性较好，安全系数更高。常温状态下，全启式安全阀不会随化工生产环境的变化发生变形，但是持续高温会影响其弹性[3]。为了保障氯碱化工生产的稳定性，通常选用安全性系数高的弹簧式安全阀。安全阀安装前，技术人员应严格遵守安装流程，保证其开启高度应大于0.25 倍的流道直径。安装完毕后，要做好其性能检验，确保安全阀的气密性，从而为后续氯碱化工的安全生产提供保障。不仅如此，还应加强安全阀的日常管理，严格控制开启次数，避免因频繁开启造成介质泄露。要定期校验安全阀的质量，发现故障时应及时维修或更换。校验周期通常为每月1 次，使用频率较高时应适当增加校验次数，确保其正常运行。

3.4 加大操作人员培训

氯碱化工行业在生产过程中具有较高的危险系数。通常情况下，氯碱化工企业设置有专业的安全负责人，对相关的设备进行相应的检查工作，同时监督生产过程中的安全操作。应综合考虑氯碱化工的实际情况，通过引入责任制度和奖罚制度落实管理人员的职责和权限，坚持“谁出问题谁负责”，提升工作人员的积极性和主动性[5]。针对不同类型的设备，需严格规定检查、巡检、维修次数和操作要求，从而有效提高化工生产设备运行的安全性，确保氯碱化工生产的质量。此外，加强设备操作人员培训。除了常规设备操作外，还应引入经典案例的模式，帮助一线人员充分了解不规范操作可能造成的危害，强化操作人员之间的沟通交流，共同提升氯碱化工设备管理效果。

4 结语

由于氯碱化工产品腐蚀性较强，且生产过程中管理制度不健全、设备更新不及时以及安全管理措施不到位等，容易对设备及人体产生危害，引发安全事故。因此，企业应完善设备安全管理制度、做好电解槽管理、合理选择安全阀以及加大操作人员培训等，全面提升氯碱化工生产的安全性和稳定性，提高企业的经济效益和社会效益。