2022年氯气生产和运输中的安全问题 .pdf

危险化学品输送管道氯气生产和运输中的安全问题一、概述氯在常温常压（ 20， 1atm）下为黄绿色气体，经压缩冷冻后可液化为金黄色液态氯（沸点 -33.4，相对密度 1.47）。氯气具有极强的刺激臭味，是一种急性毒性气体，即使少量吸入，亦足以损害咽喉及肺脏。不同浓度的氯气对人体的危害情况如下：浓度（ mg/m3）危害情况3-9 有明显气味，刺激眼鼻90 咳嗽发作，难以忍受120-180 30 分钟以上，引起严重伤害300 造成致命伤害所以生产车间的氯气浓度不得超过1.0mg/m3,大气中氯气浓度不得超过 0.1mg/m3, 居民区氯气浓度不得超过0.03mg/m3。二、氯气的安全问题工业上，氯气的生产主要是通过电解食盐水溶液来制取，少量氯气是通过盐酸电解食来制取。电解产生的湿氯气通常经过洗涤、冷却、除水雾、硫酸干燥、除酸雾等工序进行净化处理，然后再经过压缩，通过管道直接送给下游用户，或再进一步液化成液态氯后通过管道直接送给下游用户或冲装到钢瓶或槽罐中，运输给下游用户。所以氯气安全问题涉及到电解、氯气处理、氯气液化、氯气输送、液氯冲装、液氯运输和下游用户的安全使用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 在涉及氯气安全问题的各个环节中，造成氯气泄漏事故发生的直接原因可分归结为以下几类：1、爆炸引起的氯气泄漏（1）混合性爆炸气体引发的爆炸事故。电解生产氯气的同时副产氢气，氯气中混有氢气浓度达到一定范围就构成爆炸性混合气体， 爆炸范围在 Cl2H2 系统中，氢气含量为 5.589%；在 Cl2H2空气系统中，氢气含量为4.272.7%。正常生产中，无论隔膜法还是离子膜法电解工艺，氯中含氢肯定远低于爆炸极限。当隔膜或离子膜损坏时或氯气、 氢气系统的压力控制异常时， 很可能使得 H2/Cl2含量升高至爆炸范围。爆炸性混合气体被静电引爆后，损坏设备和管道，造成大量氯气泄漏。氯气液化过程中会导致氢气在尾气中富集，通常通过控制液化效率或对尾气进行稀释来有效控制液氯尾气中含氢不超过4%。所以，该类事故多发生在电解系统、氯气处理系统、HCl 合成系统、氯气液化尾气系统。（2）三氯化氮引起的爆炸事故。三氯化氮在常温下是黄色的油状液体，沸点 71（液氯沸点为 -34），相对密度 1.65，自燃爆炸温度 95。氯气与盐水中铵在电解槽阳极液pH 为 24 的条件下， 将产生 NCl3。NCl3是一种极易爆炸的物质。例如：1994 年 3 月 18 日，山东某厂液氯汽化器发生的爆炸，爆炸是在拆除汽化器底部排污管过程中发生的，排污管炸得粉碎，造成1 人死亡、2 人重伤、 1 人轻伤。原因是使用的卤水含铵超标，造成系统三氯化氮积名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 累。汽化器底部排污管积聚的残余液氯在拆除过程中常压汽化，NCl3 浓缩引起爆炸以上二个案例还说明了氯气液化设备必须经排污处理后方可检修，避免残余液氯汽化后NCl3 浓缩，在检修过程引起爆炸。2004 年发生的轰动全国的重庆“4.16 ”氯气泄漏和爆炸事故， 造成 9 人在事故中失踪死亡， 3 人受伤， 15 万人被迫紧急疏散。引起爆炸的原因是氯气液化器出现泄漏， 氯气与冷冻盐水中的氨反应生产大量NCl3，NCl3 富集后引起强烈爆炸。（3）液氯冲装过程引起的纲瓶爆炸。一种情况是过量冲装引发的液氯钢瓶爆炸；另一种情况是钢瓶中有其它化学品，与冲入的氯气发生剧烈化学反应引发的爆炸。例如：1979 年 9 月 7 日 13 时 55 分 ， 浙江某电化厂液氯工段内发生爆炸，爆炸相当于 120130 公斤 TNT 炸药的威力， 440 平方米厂房被炸毁，多只液氯钢瓶被击穿，多达10.2 吨的氯气外泄扩散，灾难造成59 人死亡，779 人中毒。 引起爆炸的直接原因是该厂的某用户用氯不当，造成石蜡倒灌入液氯钢瓶中。液氯钢瓶运回电化厂后又未进行认真检查就再度进行充装，液氯与石蜡在气瓶中进行剧烈化学反应，导致惨剧发生。1966 年 7 月 1 日 18 时 55分，上海某厂液氯钢瓶爆炸，事故造成3 人死亡， 1 人重伤， 142 人氯气中毒。事故直接原因是钢瓶超量充装。2、管道、设备、仪表等泄漏引发的氯气泄漏（1）选用的材质不当引起的。如垫片选用不当导致法兰连接处的泄漏，材质选用不当导致化学腐蚀引发的设备泄漏。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 例如： 2005 年 5 月宁夏某工厂液氯泵出口管道上法兰连接处的垫片被冲坏，大量氯气外泄。 2004年上海某工厂液氯汽化器液位计更换过程中因材质选错，更换后5 分钟因腐蚀造成液位计损坏，大量氯气外泄。（2）使用不当造成设备或管道腐蚀引发的氯气泄漏。干燥后的氯气在一定温度下不对碳钢、不锈钢等金属产生腐蚀，但温度升高到一定程度后（ 140以上），氯气会与铁发生剧烈化学反应。例如：1993 年 8 月 11 日 9 时 55 分，浙江某厂液氯贮槽泄漏氯气，泄漏氯气大于 10 吨。事故原因是液氯中杂质使屏蔽泵冷却轴承的液氯管道被堵塞，轴承发热，氯气烧穿冷却管道。（3）设备、管道、阀门等缺乏维护检查引发的氯气泄漏。例如： 2002 年 8 月 7 日，南京某化工厂因氯气阀门爆裂导致管道内的液氯汽化泄漏，当班工人吸入氯气被送往医院。2002年 8月 15日湖北某自来水厂一个装有500公斤氯气的钢瓶上的阀门因腐蚀引起泄漏，由于报警及时，消防人员及时赶到现场，将气瓶浸没在临时水池中，加入石灰中和，才有效缓解了险情。1995 年上海某工厂氯气管道因年久失修，发生泄漏，导致附近居民多人中毒。3、氯气运输过程中因交通事故引发的泄漏例如：2005 年 3 月 29 日晚，京沪高速公路淮安段发生一起交通事故，一辆载有 35吨液氯的槽罐车与另一辆货车相撞导致槽罐车液氯大面积泄漏，造成公路旁 3 个乡镇村民重大伤亡， 中毒死亡 28 人，送医院治疗 350人，组织疏散村民1 万多人。三、氯气安全问题的对策名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 氯气重大安全事故的不断发生，威胁我们的健康、生命和生存环境。导致氯气泄漏事故发生的原因是多方面的，有效防治氯气泄漏事故的发生的措施必须是技术与管理的有效结合。技术上通过工艺和设备的不断技术进步，尽可能消除威胁氯气安全生产和使用的本质问题；管理上通过制度的不断健全和完善，法规的强制推行，解决氯气生产、储存、运输、使用全过程的有效监管问题。1、通过对生产过程的控制，避免三氯化氮爆炸条件的生成（1） 原、辅物料的控制：原料盐的控制，避免运输、堆放、仓储过程含铵物质污染原盐。卤水的控制，控制地下盐矿注水的水质，避免卤水含铵。化盐水的控制，在采用河水化盐时，特别在农村使用化肥的季节，应严密监视化肥对水体的污染，避免化盐水含铵超标。精制剂的控制，在精制盐水过程，严格控制添加精制剂带入含铵物质。（2）生产工艺指标的控制：控制精盐水中铵指标：无机铵1mg/L ，总铵4mg/L 。如铵含量超标，在精制盐水中加次氯酸钠除铵，并且压缩空气吹除。(3) 尽可能不采用加热液氯使液氯汽化产生高压氯气方法来输送液氯，采用液下泵或高压氮气（或干燥空气）方法来输送液氯是相对安全的。(4) 采用先进的氯气液化工艺（5）注意液氯汽化设备的排污，将NCl3 排出系统（用烧碱或消石灰吸收处理），防止NCl3 在设备内的积累。2、完善工艺控制方式，防止氯气与氢气可能形成爆炸性混合气体名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 有效地控制氯气和氢气系统压力的稳定是防止隔膜/离子膜被损坏造成氯内含氢过高的有效措施。工艺控制上设计氯气、氢气压力安全联锁装置，一旦氯气、氢气系统压力异常时，装置将联锁停车。同时在电解系统氯气总管上设置正压和负压安全水封装置，在氢气总管上设置正压安全水封装置。另外，如果电解槽供给盐水中断，电解槽有可能被击穿烧毁，这也是非常危险的。因此设置电解槽的槽电压自动监控系统是保证电解系统安全的有效措施。3、严格液氯储存、冲装、运输、使用过程的管理，控制危险源（1）严格控制现场液氯的储存量（2）完善液氯储存设施的监控和管理。（3）严格液氯钢瓶的日常管理（4）强化对液氯用户的安全用氯指导和安全培训同时，在液氯用户操作人员培训方面，化工企业坚持开展员工上岗前安全用氯知识培训，考试合格后发证，持证上岗。使操作人员能了解氯气的性质，熟悉钢瓶的构造，掌握基本的钢瓶泄漏的应急处置措施，来保证钢瓶安全使用。（5）加强对液氯运输的管理液氯（氯气）已纳入剧毒物品管理的范畴，在危险货物品名表（GB12268-90）中，液氯的编号为 23002。在常用危险化学品的分类及标志 GB13690-92 中，氯气是 2.3 类为有毒气体。加强液氯运输的管理重点是液氯运输单位加强对其驾驶员、装卸管理人员、押运人员进行有关安全知识培训；驾驶员、装卸管理人员、押运人员必须掌握液氯的安名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 全知识，掌握在紧急情况下应当采取的应急措施，并经市交通部门考核合格，取得危险货物运输从业资格证，方可上岗作业。4、加大技术改造的投入，加强设备管理（1）氯气中水分含量和温度被认为是设备腐蚀的两个主要因素，改进氯气处理工艺，保证氯气中水分含量不超过100ppm，而实际操作中控制在1030ppm。 在设备开盖检修或仪表检修中注意防止潮空气的进入引起设备的腐蚀。设备的腐蚀倾向于在高温下发生，氯气压缩过程中气体温度会升高，如控制不当可能回引起剧烈腐蚀，正常应控制在110以下。（2）设备、管道、阀门、法兰连接处泄漏是最常见的事故，通过对设备、管道、阀门、法兰连接处周期性地进行检查维护，按照特种设备安全监察条例要求，定期使用仪器测定管道、设备的壁厚，及时进行维修，可以有效防止氯气泄漏事故的发生。在设备、阀门、仪表的使用上，应选择有资质、有良好业绩、产品质量有保证的供应商。（3）投入必要的费用进行技术改造，通过采用更加先进的工艺和设备，通过对紧急事故下安全环保处理设施的投入和完善，提高装置的本质安全性。5、应对氯气泄漏事故通常的经验是通过对氯气生产、储存、冲装、使用场所和运输过程进行有效监控和制定各种氯气事故应急预案并定期加以演练是应付紧急情况下氯气泄漏的有效对策。对氯气泄漏的监控包括在涉氯场所安装氯气监测仪、摄像头，在液氯运输车辆上配备GPS、无线通信设备、必要的事故抢险器材。事故应急处理预案应包括应急指挥中心网络及人员组成；事故报警及信息的传递；对可能波及的单位和人员的紧急通知程序；事名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 故抢救措施；事故抢救所需设备、设施、材料的配备、检验检查及管理，等等。此外，定期的事故应急处理预案的演练和安全教育有助于提高员工的安全意识和应急处理能力，做到临阵不乱。四、发生氯气泄露如何自救氯气吸人后，主要作用于气管、支气管、细支气管和肺泡，导致相应的病变。高浓度氯吸人后，还可刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。发生氯气泄漏事件时，应向上风向地区转移，并用湿毛巾护住口鼻；到了安全地带立即休息，避免剧烈运动；眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗，中毒者可适当使用钙剂、维生素C 和脱水剂；早期足量使用糖皮质激素和抗生素，可以减轻呼吸道和肺部损伤；使用超声喷雾途径，将药物直接送达呼吸道，效果较好；患者应及时送到大医院或有职业病科的医疗单位救治。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -