《氯碱生产氯气安全设施通用技术要求》（团体标准）解读

2023-01-06胡永强范红波

中国氯碱 2022年2期

胡永强，张鑫，范红波

（1.杭州电化集团有限公司，浙江杭州 311228；2.中国氯碱工业协会，天津 300192）

由中国氯碱工业协会组织杭州电化集团有限公司会同陕西北元化工集团股份有限公司、新浦化学（泰兴）有限公司、青岛海湾化学有限公司、新疆天业（集团）有限公司等重点企业，经过近一年的调查研究，参考有关国家标准、地方标准、团体标准以及氯碱企业近年来安全管理的先进经验，最后经行业专家、相关设计院进行审查的T/CCASC 1003-2021《氯碱生产氯气安全设施通用技术要求》（团体标准）正式发布。发布日期为2021年12月15日，实施日期为2022年3月1日。为帮助广大氯碱企业理解相关条款，现将有关情况介绍如下。

1 标准制定的背景

中国是世界氯碱大国，产能居世界首位。2020年中国烧碱生产企业有158家，总产能约4 470万t/a。近年来烧碱企业响应政府号召，退城入园，技术落后的隔膜碱和使用时间较长的老旧装置已经全部被技术先进的离子膜烧碱装置所代替，同时也引进了世界先进的技术和设施，如氯气压缩机、盐水过滤器、制冷机组以及控制系统等，整体安全技术和安全管理水平上了新台阶。

但氯碱生产涉及“两重点一重大”，历史上曾发生浙江温州、重庆天原、京沪高速淮安段涉氯泄漏爆炸事故。

现有涉及到氯碱内容的标准主要有两个，即《氯气安全规程》（GB 11984-2008）和《液氯使用安全技术要求》（AQ 3014-2008），后者主要适用于使用企业。《氯气安全规程》（GB 11984-2008）发布后，随着国家和行业的快速发展，在实际工作中，特别是氯碱企业生产项目新、改建设中，碰到很多问题，主要是企业、中间机构或政府对某一条款或者没有明文规定的做法理解不一，对新事物无所适从。一些企业甚至出现某一安全设施在安全设施设计专篇审查时要求增加，而在项目竣工验收时要求拆除的情况。

为此，中国氯碱工业协会组织行业专家编制了《关于氯气安全设施和应急技术的指导意见》（〔2010〕协字第070号）。根据新的情况又及时出台了《关于氯气安全设施和应急技术的补充指导意见》（〔2012〕协字第012号）。

2021年1月，为指导企业正确理解应急管理部出台的文件，协会又发布了《关于淘汰落后工艺技术“未设置密闭及自动吸收系统的液氯储存仓库”实施整改的指导意见》（〔2021〕协字第001号）。

2021年1月，协会组织编制《氯碱安全管理指南》（化学工业出版社ISBN 978-7-122-38114-9）正式出版，对指导氯碱企业氯安全管理起到积极作用。

虽然中国氯碱工业协会发布安全指导意见，也编制相关手册，但缺少一个相对统一的团体标准。

为积极响应2020年2月26日中共中央办公厅、国务院办公厅下发的《关于全面加强危险化学品安全工作意见》和2020年4月28日国务院安委办下发的《全国安全生产专项整治三年行动计划》的号召，全面提高氯碱企业本质安全水平，规范各地差异比较大的做法，推广先进的安全技术与管理。中国氯碱工业协会在已发布的一系列安全文件的基础上，组织行业内专家编制该标准，对氯碱企业有很强的针对性和指导意见，将对行业安全发展起到十分积极的作用。

2 本标准主要创新点

主要是学习借鉴国外先进企业的做法和近年来国内企业在安全设施和管理上的好做法，并进行推广。吸取氯碱企业事故教训，从当前氯碱企业的实际出发，对南方和北方企业理解上、做法上差异比较大的问题进行统一疏理、基本规范。

2.1 事故氯装置问题

氯碱厂事故氯装置都是烧碱和氯气反应装置，或叫氯气吸收装置，其涉及面较广，各地做法叫法也不同，主要有以下几个方面。

2.1.1 电解事故氯装置

系统开车时的低纯度氯气进入事故氯吸收装置，达到一定的纯度后进入氯气干燥处理系统。系统正常停车后，电解系统的剩余氯气进入事故氯吸收装置进行吸收。正常运行时发生氯气压力升高或异常情况联锁停车（包括整流、电解、氯压缩、氢压缩相互联锁）后，压力高的部分氯气或停车后管道内的氯气也要靠事故氯吸收装置进行吸收。该装置既在正常生产使用又在事故状态下使用。

2.1.2 氯气压缩透平机含氯密封气

为了使氯气压缩机润滑油不被氯气污染，采用气体密封。含氯的密封气进入吸收装置（称淡氯吸收塔），这属正常生产装置。

2.1.3 液氯贮槽泄漏事故氯装置

属事故状态下使用。在液氯充装（钢瓶和槽车）过程中产生的废氯气，如槽车充装结束后充装管剩余的氯气，钢瓶充装前把钢瓶剩余氯气抽空和充装后管道内剩余氯气等，因属同一工序同一区域等原因，绝大部分企业同时并入贮槽泄漏事故氯装置。

2.1.4 次氯酸钠生产装置

属生产装置。

上述4种装置各地做法均不一样，有些合并成一套装置，有些部分合并，有些分开，这个问题也是本标准编制中的最大难点。编制组成员反复征求意见和充分论证后，基本达成以下共识。

（1）生产装置与应急装置应该分开，即次氯酸钠生产装置、电解事故氯、氯气压缩机密封气与液氯贮槽事故氯吸收装置分开；

（2）电解事故氯与氯气压缩机密封气可以合并；

（3）因液氯贮槽吸收装置主要属应急装置，电解事故氯与氯气压缩机密封气主要属正常生产装置，两者宜分开。为尊重现状，明确新、改、扩建项目应分开。

2.2 三氯化氮问题

上世纪八十年代，由于当时氯碱企业极大部分采用隔膜电解装置，液氯钢瓶充装采用釜式气化器作为动力等各种原因，造成一些氯碱企业发生三氯化氮爆炸。当时化工部发出《关于转发三氯化氮安全座谈会纪要的通知》（〔81〕化化字655号）。2004年4月5日重庆天原化工厂发生三氯化氮爆炸事故，造成9人死亡和15万人紧急大转移。此后，各级政府、专业机构和氯碱企业纷纷采取措施加强对三氯化氮爆炸规律的研究，采取各种技术和管理措施，使三氯化氮问题得到有效的解决，近10多年来未见三氯化氮爆炸的报道。在《工业用液氯》（GB/T 5138-2006）中三氯化氮指标≤0.004%，但在新版2021年修订后改为≤0.003%。

但在实际调研相关企业时，发现部分企业对三氯化氮性质及处理方法认识不足，仍然采用一些比较老的现在看来不必要甚至较危险的操作。如在系统三氯化氮含量控制在工艺指标范围的情况下，仍采用带液氯排污，关键是排污系统设置一个立式回收罐，罐外内有水喷淋回收部分氯气后再排入碱池中和，这个回收过程就是三氯化氮浓缩过程，主要风险就在此。所以就明确，根据原料和生产工艺对三氯化氮爆炸的风险进行评估来确定是否需设置带液氯三氯化氮排污设施。如需设置，该排污设施不宜配备会造成三氯化氮富集的液氯蒸发回收系统。又如很多企业液氯液化后的气液分离器，液氯仍从分离器下部出料造成底部成死角，本标准建议宜采用底部出液氯的方式。现在极大部分企业采用离子膜电解装置，液氯中没有那么多杂质“污”了，不需要排污了。本标准还推荐抑制三氯化氮的产生和分解工艺，不造成集聚的工艺以及日常监控体系，为统一行业对三氯化氮的认识起到指导作用。

各氯碱厂在三氯化氮去除方面发表了大量论文。南方某厂测定，在一次盐水工序相同情况下，盐水分别进入隔膜电解槽和离子膜电解槽，隔膜电解槽氯气中三氯化氮含量是离子膜电解槽的2.6倍左右（因离子膜有二次盐水工序，该工序总铵去除率可达50%左右）；氯气压缩透平机（出口温度90~95℃），进、出口三氯化氮分解率达42%左右；液氯钢瓶放置300 h后，三氯化氮分解率达到70%-90%；液氯气化前后（气化氯温度100℃），三氯化氮分解率达30%~60%。

2.3 推广国内企业的好做法

将国内企业一些好做法进行推广。如氯碱企业已经获得专利证书《一种用于液氯钢瓶泄露处置的真空罩》（ZL 2020 2 2597601.9）、《一种用于液体危险化学品的取样回收装置》（ZL 2020 2 1123044.0），液体危险化学品的密闭采样，管道法兰采用防喷溅防护罩等列入本标准中。

2.4 借鉴相关地方标准及团体标准中涉氯内容

近年来，相关省份为加强对氯碱企业的安全管理相继出台一些文件、标准等，如《液氯（氯气）长输管道安全技术要求》（T/JSLJ 003-2018）、《烧碱装置安全设计标准》（T/HGJ 10600-2019）、《山东省液氯储存装置及其配套设施安全改造和液氯泄漏应急处置指南（试行）的通知》（鲁应急函〔2020〕56号）等。

2.5 从实际出发借鉴部分省应急部门的务实做法

如山东省应急厅2020年7月20日出台“关于印发《山东省液氯储存装置及其配套设施安全改造和液氯泄漏应急处置指南（试行）》的通知”（鲁应急函〔2020〕56号）。该指南明确提出“实施厂房密封改造形成的厂房防火间距，不再依据《建筑防火设计规范》（GB 50016）等标准进行判定”，其他一些省份虽然没有正式出台文件，但具体做法上也是从实际出发与山东类似。因此本标准提出“槽车充装厂房宜采用封闭结构，现有未封闭厂房改造成封闭结构厂房时，其防火间距不再依据相关防火设计标准进行判定”。

2.6 借鉴最新设计装置自动化和智能化手段

借鉴最新设计装置自动化和智能化手段，对风险较大的重要作业推进自动化或智能化改造，以最大程度降低风险。本标准提出“液氯贮槽发生泄漏时的倒槽操作，应在无人员进入贮槽厂房内的情况下在操作室中完成”的技改要求。离子膜电解槽设置智能监控系统，以便及时发现膜泄漏及意外联锁停车，进一步提高本质安全措施。

2.7 吸取氯碱厂各类事故教训，在源头上采取防范措施

如提出对氯气、氢气等有毒有害易燃易爆介质进行间接冷却的冷媒系统进行监控，就是针对氢气泄漏至冷媒系统，冷媒系统动火作业引发的事故。又如提出采用液氯本身作为冷却剂的输送泵应设置空转时联锁停泵，吸取南方几个省液氯输送泵机械磨擦引发的氯-铁火事故。还有液氯充装机械泵应采用变频技术，防止因充装量突然变化而导致充装压力急剧升高而在西南某省发生的管件破损泄漏事故。氯气压缩机包括液氯泵的密封气应采用氮气或干燥空气，应设置防止氯气倒灌到氮气或压缩空气的安全防范措施，就是针对一些企业在氮气或空气系统检修、无压力时氯气倒灌的事故。

2.8 对日常工作中比较模糊的认识进行明确

（1）关于氯气报警值的问题。不是采用《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》（GB/T 5049）中计算值，不大适合行业，而是等同采用《烧碱装置安全设计标准》（T/HGJ10600-2019）中一级报警为1×10-6，二级报警为3×10-6，此数值更加专业和合理。但启动吸收装置的联锁值又不同，启动联锁的条件不仅限于一台报警器和二级报警值，而是建议采用冗余系统，检测值5×10-6~10×10-6不少于3个点30~60 s报警。

（2）根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》（GB/T 5049），将液氯钢瓶充装区域识别为“经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组”。

（3）液氯气化温度问题。明确液氯气化温度控制在71~121℃是为了防止三氯化氮聚集和氯气管道腐蚀。但总有人按老思维，认为气化热水温度不超过40℃。在国务院安委办危险化学品重点县专家指导服务组在各地指导服务过程中，有地方书面提出两个温度问题，有些中间机构前几年甚至在报纸上回答读者疑问时谈论两个温度应该采用哪一个比较合理的问题。

看《氯气安全规程》（GB11984-2008）原文：“采用液氯气化法向贮罐压送液氯时，要严格控制气化器的压力和温度，液氯气化器应用热水加热，不应用蒸汽，进口水温不应超过40℃”这个提法的前提是“采用液氯气化法向贮罐压送液氯时”，此工艺己经列入《淘汰落后安全技术装备目录（2015年第一批）》，用机械泵输送取代。本标准所指气化，是将液氯气化后作为下一工序的原料用，与上述充装作为动力用是两个完全不同的概念。采用蒸汽加热气化国内外普遍采用。

（4）关于液氯气化氯缓冲罐排污问题。以前说“缓冲罐底部设排污口，应定期排污，排污口接至碱液吸收池”。缓冲罐底部应该设排污口，但是否需定期排污值得商榷。液氯气化温度71~121℃，气化氯中三氯化氮含量进一步热分解降低，分解率据测定达30%~60%且气化器中是气相无污可排。因此本标准不强调缓冲罐排污问题。当然如根据风险评估需要设排污至碱液池也无可非议。

2.9 针对液氯特点制定相关应对措施

如槽车充装应设置充装平台，平台应设有2处以上不同方向逃生通道，平台须设有安全围栏。禁止无平台佩戴安全带进行装卸作业。规范高处作业和防止氯气泄漏应急逃生措施。又如以前明确液氯钢瓶充装和复秤需换人换秤，但没有明确换什么样的秤，各地做法也不尽相同。本标准明确“充装和复秤应釆用两种不同测量原理的衡器”，使其更科学。

2.10 针对行业出现的新情况明确相关要求

如液氯槽车充装流量计与商业结算量之间如何规范问题，明确“槽车充装结束后进行商业结算过磅后，其过磅的充装量应反馈给充装人员，与充装时的质量流量计充装量进行核对，确认无超装后才能放行出厂。发现超装应立即安全卸载超装量”。又如液氯槽车更换阀门问题，液氯槽车更换阀门大多数在氯碱厂进行，因换阀门前需要将槽罐车中剩余氯气抽完，在微负压的条件下换阀门。但阀门换好后的试压存在问题，一般氯碱厂没有1 MPa压力以上的气源，有些厂用0.4 MPa仪表气进行试压后充装，结果在充装过程中就发生氯气泄漏事故。本标准明确“用压缩空气或氮气进行规定的试压，双方确认试压结论”。另外明确液氯槽车充装结束后暂不能上公路需要在厂区临时停放几小时，“槽车充装完毕后，需在厂区临时停放时，必须安排人员按重大危险源要求的频次进行巡检，发现异常时及时处理”。还有氯气管道附近动火作业，氯气在碳钢管道中的使用温度和流速等均提出相关要求。