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    2 000 t/a三氯乙酰氯生產(chǎn)工藝中氯氣使用安全設計

    2014-08-30 06:04:48
    化工設計通訊 2014年5期
    關(guān)鍵詞:裝設液氯鋼瓶

    (鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,江蘇 鹽城 224005)

    1 生產(chǎn)工藝(圖1)簡介

    液氯鋼瓶中液氯經(jīng)過氯氣汽化器汽化后,進入氯氣緩沖罐,再通過流量計控制氯氣進入氯化釜,與二氯乙酰氯在催化劑作用下反應得粗品三氯乙酰氯,粗品經(jīng)精餾釜精餾獲取成品。

    2 氯氣使用安全設計

    2.1 液氯鋼瓶的安全管理

    (1)液氯屬于?;?,根據(jù)《危險化學品重大危險源辨識》(GB18218-2009),氯氣儲存量超過5 t的單元就構(gòu)成重大危險源。因此,氯氣鋼瓶庫存超過5 t時要進行重大危險源管理。

    圖1 三氯乙酰氯生產(chǎn)工藝流程框圖

    (2)根據(jù)《劇毒化學品目錄》(2012版),氯氣屬于劇毒氣化學品,液氯鋼瓶使用場所要加裝監(jiān)控探頭。

    (3)氯氣鋼瓶泄漏的風險評價[1]。氯氣理化數(shù)據(jù):分子量M71,沸點t0-34.6 ℃,液體平均比熱C0.96 kJ/(kg·℃),汽化熱Mq289 kJ/kg。氯氣危險濃度:吸入5~10 min致死的濃度p為0.09%;吸入0.5~1 h致死的濃度p為0.003 5%~0.005%;吸入0.5~1 h致重病的濃度p為0.001 4%~0.002 1%。

    未采取任何防護措施,1 t液氯全部泄漏造成的危害,據(jù)上述氯氣理化數(shù)據(jù)計算在沸點下蒸發(fā)蒸氣的體積(取室溫t=20 ℃):Vg=22.4WC(t-t0)/Mq×(273+t0)/273=49.96 m3。據(jù)濃度不同,有毒空氣體積V=Vg/p,假設氯氣以半球形向地面擴散,有毒空氣體積V=2/3·π·R3;據(jù)上述氯氣危險濃度可計算出其擴散半徑R(見表1)。

    表1 氯氣擴散半徑R m

    在工作場所,液氯鋼瓶泄漏存在極大的風險,距破裂中心423 m范圍以外才能達到車間允許濃度0.315×10-6。

    因此,安全設施中要裝有毒氣體泄漏報警儀,附近要設液堿池,其水體容積必須達到25 m3、100%液堿1 200 kg;且控制氣瓶漏點時要將其浸沒在水體中,控制吸收水溫度<45 ℃,控制pH值>7,并采取防止液氯氣瓶漏點反噴朝上的固定措施[2],此外,還應配備正壓式空氣呼吸器以及堵漏用的木塞。

    2.2 氯氣汽化器

    采用盤管式氯氣汽化器,工作中用不超過40 ℃的熱水加熱,加強對溫度的監(jiān)控,裝設壓力表、溫度計;其材料采用16MnDG無縫鋼管。

    2.3 氯氣緩沖罐

    氯氣緩沖罐直徑為1 000 mm、體積為1.0 m3,工作溫度為30 ℃,工作壓力為0.3 MPa(設計壓力1.1 MPa)。

    氯氣緩沖罐的設置,是為了保持向氯化釜通氯氣時壓力的平穩(wěn)性。為了保證本質(zhì)安全,在設計制造時就要予以考慮。盡管其壓力屬于低壓范疇,但由于氯氣是高度危害性物質(zhì),據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSGR0004-2009),氯氣緩沖罐為第二類壓力容器。設備材料選用Q245R。

    氯氣緩沖罐上裝設防爆片,其整定壓力不超過設計壓力,防爆片后管道連接到事故氯處理裝置(用堿液噴淋吸收);氯氣管道上加設止回閥,防止物料倒流至緩沖罐內(nèi);氯氣緩沖罐下方裝設排污閥,定期進行排污清洗,防止三氯化氮積聚而分解爆炸[3]。

    2.4 氯化釜

    氯氣通過噴頭進入氯化釜內(nèi),與二氯乙酰氯在催化劑的作用下進行反應得粗品三氯乙酰氯;副產(chǎn)的氯化氫氣體用2臺石墨降膜吸收器吸收得副產(chǎn)品鹽酸,并儲存在玻璃鋼儲罐中。

    為了深度氯化,氯化釜選用細長型帶夾套的反應釜。氯化釜材質(zhì)選用搪瓷,氯氣噴頭采用F4材料。

    氯化釜在常壓下使用,設有液位計,并加設溫度計、氯氣流量計、冷凝器等以控制反應溫度。

    2.5 精餾釜

    粗品三氯乙酰氯進入精餾釜,初期精餾時由于有大量氯氣存在,尾氣管道接入堿液噴淋裝置吸收。精餾釜上裝設事故狀態(tài)緊急泄壓設施,如防爆片。

    3 結(jié) 語

    在三氯乙酰氯生產(chǎn)的安全管理中,我們要重點加強對氯氣的安全管理,不僅要加強物(設備設施)的安全狀態(tài)管理,還要從人的安全行為管理上入手,消除事故隱患,確保安全生產(chǎn)。

    參考文獻:

    [1]周德紅,張艷芳,王紅漢.氯氣泄漏擴散半徑估算與應急處置[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,32(8):4~6.

    [2]中國氯堿工業(yè)協(xié)會.關(guān)于氯氣安全設施和應急技術(shù)的指導意見[(2010)協(xié)字第070號].

    [3]液氯使用安全技術(shù)要求(AQ3014-2008).

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