张贺广

（河北邢矿硅业科技有限公司，河北邢台055150）

液氯气化生产技术

张贺广

（河北邢矿硅业科技有限公司，河北邢台055150）

介绍了液氯气化的生产技术，对液氯气化的工艺路线进行了分析，并对工装设备选用、工艺参数确定和生产过程中需注意的问题进行了阐述。

液氯气化；氯气吸收；三氯化氮排放

氯气在常温常压下为黄绿色气体，经压缩可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一。氯气是重要的化工原料，用作强氧化剂与氯化剂；具有毒性，主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，会对上呼吸道黏膜造成损害；能与有机物和无机物进行取代或加成反应生成多种氯化物；早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。使用氯气的方式一般为：通过管道将氯气输送到使用的装置，要求制备和使用场所距离要近；另一种就是将氯气加压液化储存到钢瓶中运输到使用场所，或用槽车运输到使用地点。用槽车运输需要专用槽车，还需要液氯储槽，故购买氯气一般使用液氯钢瓶使氯气以液体的形式储存和运输，经气化后供其它工序单元使用。

1　　工艺流程设置

因为氯气剧毒，所以在生产现场不能有任何的泄露，故工艺设计除了液氯气化工艺流程之外，氯气的泄压吸收也是其重要的组成部分［1］。因此本工艺设置为2部分，即液氯气化部分和氯气泄压吸收部分。

1.1液氯气化部分

氯气用量较少时，多由液氯钢瓶气相出料，但自身的气化量（特别是冬季）较低，氯气用量大时无法满足需求。对钢瓶直接加热来加速气化有可能使液氯温度急剧上升，引起液氯钢瓶超压或安全塞熔化，导致事故发生。液氯气化时大量吸热，气化热为259.5 kJ/kg，因此，一般选用气化器进行液氯的气化。液氯气化器采用热水循环加热，热水槽循环水依靠外接软化水补充，并控制一定液位。循环水依靠外接蒸汽管道加热，并且水温控制在35～40℃范围内［2］。液氯钢瓶置于电子秤上，液氯钢瓶液相出料，钢瓶与系统由紫铜管连接，紫铜管要经过耐压试验合格后方可使用。为了使输出的氯气压力稳定，设置2个氯气缓冲罐，在氯气缓冲罐上部设有安全阀（因属三类容器），以便在超压时泄压保证安全。

1.2氯气吸收部分

（1）氯气泄压吸收部分。当液氯气化系统，氯气缓冲罐压力传感器压力≥0.75 MPa时，需排放液氯气化系统内的氯气，缓冲罐安全阀泄压时也需排放氯气，因此要设置氯气吸收系统。氯气吸收系统包括氯气吸收塔、碱液罐、碱液循环罐、板式换热器，次氯酸钠罐及相应的机泵。

（2）氯气负压吸收部分。当氯气钢瓶气化结束卸钢瓶时，需将紫铜管残留的氯气抽走，因此需设置负压吸收系统。喷射泵安装在碱液循环系统上，喷射泵工作时形成负压，将氯气抽至碱液循环系统并被碱液吸收。碱液循环系统与泄压吸收部分通用。

（3）空气中氯气超标部分。在氯气气化厂房内安装若干个氯气感应探测器，当氯气泄漏时，氯气感应探测器探测超出氯气正常标准后，需用负压风机对氯气气化厂房进行空气置换。故需设置负压风机，排出的气体并入氯气吸收塔，通过碱液循环系统将氯气吸收。碱液循环系统与泄压吸收部分通用。

（4）液氯钢瓶泄漏。钢瓶泄漏逸到空气中的氯气按空气中氯气超标处理，如果钢瓶无法堵漏，则将钢瓶投入碱液池，故需要设置一个碱液池。大量泄漏时，操作人员要紧急撤离，按重大事故应急预案处理。

2　　设备及工艺条件选择

（1）液氯气化器热水温度：35～40℃；工作压力≤0.55 MPa；热水泵流量6.5 m3/h，扬程8 m。

（2）氯气缓冲A罐工作压力≤0.45 MPa。

（3）氯气缓冲B罐工作压力≤0.35 MPa。

（4）氯气安全泄压吸收系统安全泄放压力：≤0.75 MPa。

（5）氯气负压吸收系统射流真空泵：真空流量60 m3/h；碱液泵流量25 m3/h，扬程32 m；碱液循环泵流量18 m3/h，扬程20 m；次氯酸钠泵：流量，25 m3/h，扬程32 m；吸收用氢氧化钠溶液浓度10%～20%；购买氢氧化钠溶液浓度30%。

（6）氯气厂房安全吸收系统氯气报警浓度：≤1×10-6。

（7）三氯化氮含量不超过200×10-6。

氯气压力及各泵的参数选择根据实际的产能和氯气进入反应器的参数调整。

3　　生产过程中需注意的问题

3.1氯气气化部分

（1）需用专用紫铜管连通钢瓶与液氯总管。液氯气化器采用热水循环加热，用气动调节阀自动控制热水温度在35～40℃。如液氯总管上的压力≤0.60MPa时，应对液氯钢瓶进行热水加温，热水温度控制在35～40℃。严禁使用蒸汽、明火直接加热钢瓶。

（2）当外界环境温度较低时，考虑氯气的压力较大，为避免氯气夹带液氯和氯气逆向液化，要注意对氯气缓冲罐的保温。新建企业可选择夹套式氯气缓冲罐。夹套内通以热水保温，使夹带的液氯完全气化，也避免氯气液化。如果现有缓冲罐没有夹套的，可在缓冲罐下方安装缠绕伴管，伴管中通入热水保温。夹套和伴管所用热水温度为35～40℃，可由气化器热水循环泵出口引入［3］。

3.2氯气吸收部分

3.2.1氯气泄压吸收部分

当液氯气化系统，氯气缓冲罐压力传感器压力≥0.75 MPa时，连锁自动开启碱液泵，延时打开氯气排放阀，排放液氯气化系统内的氯气。当系统压力≤0.50 MPa时，自动关闭氯气排放阀，延时自动停止碱液泵，停止氯气泄压吸收系统。当氯气钢瓶气化结束后，氯气钢瓶秤检测出氯气净重低于10 kg，自动关闭切断阀并报警提示，人工关闭氯气钢瓶上的阀门，人工启动碱液泵，打开该钢瓶的负压阀。拆卸连接氯气钢瓶的紫铜管紧固螺母，使空气置换紫铜管里的氯气到氯气负压吸收装置。完毕后关闭负压阀，停止碱液泵。禁止在没有关闭氯气钢瓶阀前打开负压阀，使氯气钢瓶抽成负压。气化器、氯气缓冲器通过底部排污口定期向氯气负压吸收系统排放，严格控制气化器中三氯化氮含量。当氯气泄漏时，氯气感应探测器探测超出氯气正常标准后，自动启动碱液泵，启动负压风机对氯气气化厂房进行空气置换。

3.2.2液氯钢瓶泄漏的处理措施

（1）转动钢瓶，使泄漏部位处于氯的气态空间。

（2）泄漏时，应用竹签木塞做堵漏处理；瓶体焊缝泄漏时，应用内衬橡胶垫片的铁箍箍紧。泄漏无法处理时，应立即将钢瓶投入碱液池，严禁在泄漏的钢瓶上喷水。

4　　排污口设置

氯碱生产所用原料盐中不可避免地带入铵类物质，铵离子与氯气发生化学反应产生三氯化氮，在制液氯过程中也被液化混入液氯中。而三氯化氮的沸点比液氯高的多（三氯化氮沸点大于71℃，液氯沸点为-34.6℃），液氯气化时，三氯化氮不气化或气化不完全，久而久之就造成了三氯化氮的富集，液氯中三氯化氮的体积达到5%～6%，在一定条件下（震动、阳光、有机物作用）就会导致爆炸。三氯化氮的自燃爆炸温度为95℃，在震动或超声波条件下60℃即发生爆炸，故要严格控制气化的温度。要在气化器、缓冲罐底部设置排污口，定期化验并排放残液，以防止三氯化氮富集。

参考资料：

［1］荀照垒，刘泽存.浅析液氯气化工艺设计及尾气处理措施.山东化工，2013，42：117-119.

［2］龚建长，高洪建.液氯气化工艺及安全.精细化工中间体，1994，（1）：42-43.

［3］叶琴.液氯汽化工艺的改进.江西煤炭科技，2010，（3）：83-84.

Liquid chlorine gasification technology

ZHANG He-guang
（Hebei Xingtai mining silicon industry technology Co.，Ltd.，Xingtai 055150，China）

The production technology of liquid chlorine gasification was introduced.The process route was analyzed，and the equipment selection，process parameter determination and production process，the problem that need to pay attention to was described.

liquid chlorine gasification；chlorine absorption；nitrogen trichloride emission

TQ124.4+16

B

1009-1785（2015）12-0003-02

2015-06-13

张贺广（1965—），男，1987年毕业于河北化工学院，高级工程师，现在河北邢矿硅业科技有限公司从事技术管理工作。