三氯化氮（液氯生产）产生的条件、途径和紧急处理

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三氯化氮（液氯生产）产生的条件、途径和紧急处理

引言（1）

在液氯生产中，因三氯化氮曾引起多起爆炸事故，所以各液氯生产企业都十分重视控制三氯化氮。特别是今年4月16日，重庆天原化工总厂液氯工段发生三氯化氮爆炸事故后，更引起各氯碱企业的高度重视，一些企业采取了对原料盐、液氯排污物等增加分析次数，严格控制指标，增加液氯排污的次数等措施，这些传统的控制办法对液氯的安全生产起到了重要的作用。

产生的条件（2）

控制三氯化氮的产生，仅靠传统的控制办法是否全面，是否有其他产生三氯化氮的途径？要弄清这个问题，就必须弄清三氯化氮产生的条件。

在氨、铵盐或有机胺（如尿素）存在的情况下，遇到氯、次氯酸或次氯酸盐时，都能产生含氮的氯化物。但是，反应生成物是氯的铵盐还是三氯化氮，这要看反应时的条件。

在中、低压生产的条件下，反应生成物主要决定于溶液的pH值。

当pH>9时，反应生成物是一氯铵或二氯铵；

NH3+Cl2＝NH2Cl+HCl

NH3+2Cl2＝NHCl2+2HCl

当pH<5时，反应生成物是三氯化氮：

NH3+3Cl2＝ NCl3+3HCl

NH3+3HClO＝NCl3+3H2O

NH+4+2Cl2→NCl3+ HCl
因此，在氯气和液氯的生产中，控制氨、铵盐或有机胺（如尿素）从各种途径混入系统是非常重要的。

产生的途径（3）

从当前大多数氯碱企业的生产工艺看，系统中混入氨、铵盐或有机按（如尿素）的途径有两个：

一是从原料部分直接混入，这就是按传统方法严格控制入电解槽盐水的总铵量（常是控制原料盐、水等的含氨和铵量），防止在电解等环节的酸性环境下产生三氯化氮。

二是系统外含氨、铵盐或有机胺（如尿素）的物质因设备损环而进入到系统内，与氯气或液氯反应生成三氯化氮。如含氨的冷冻盐水因氯冷凝器突然穿孔而进入到系统内，也会形成三氯化氮。

对于后一种产生三氯化氮的途径，往往被忽视。

据调查，绝大部分企业都用氯制冷的方法生产液氯。用氨在氨蒸发器内蒸发吸热使氯化钙盐水降低温度，再用低温氯化钙溶液通过换热器（氯冷凝器）给氯气供冷，使气氯冷凝为液氯。一些企业发生过氨蒸发器泄漏事故，使一部分氨溶解在氯化钙溶液里（氯化钙溶液里是否含氨，用pH试纸一测便知），修好氨蒸发器后，对含氨的冷冻盐水不及时更换。如果氯冷凝器受腐蚀突然穿孔，含氨的冷冻盐水就会进入氯气一侧（通常冷冻盐水一侧的压力高于氯气一侧），则立即发生反应，并生成三氯化氮。这是因为有水和大量氯存在的情况下pH<5的环境很快就形成缘故。

因此，用氨制冷方法生产液氯的企业一方面要加强设备管理，定期检查和检测氨蒸发器、氯冷凝器等设备，防止设备发生泄漏；另一方面要增加对冷冻盐水的分析或测试，经常检查冷冻盐水是否含氨，如果含氯要及时更换，确保氨不能进入到氯系统。

超标时的紧急处理（4）

尽管人们千方百计地控制产生三氯化氮，但由于分析或设备管理等方面的疏忽，还是有可能造成液氯中的三氯化氮超标，因此要制定氯化氮超标时紧急处理的方案，防止因处理不当而引发三氯化氮爆炸事故。

紧急处理三氯化氮超标应注意以下几个问题：

一是在储槽或汽化器等设备中三氯化氮超标时，要严格控制采用汽化氯的办法处理。因液氯汽化会使大部分三氯化氮留在液氯中，使氯化氮浓度不断提高，达到爆炸的浓度（含5％就可能发生爆炸）。将液氯直接从容器中压出去处理要相对安全些。现在一些企业采用泵增压包装液氯或倒罐的办法，消除了三氯化氮在设备内浓缩的可能，比汽化氯增压的办法要相对安全些。

二是对三氯化氮严重超标（接近5％时）的液氯不但禁止用汽化的方法处理，而且处理中要严格控制产生震动或超声波、控制阳光、镁光等强光直接照射，控制与臭氧、氧化氮、油脂等有机物接触。因为这些外界条件可以引起三氯化氮分解爆炸。

三是尽量减少现场紧急处理的人员。处理方案一经确定，现场处理的人员要尽量减少，防止一旦发生意外造成多人伤亡。

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