液氯安全輸送過程中存在的問題及改進方法

馬立文，周厚果

（山東濱化東瑞化工有限公司，山東 濱州 256600）

液氯安全輸送過程中存在的問題及改進方法

馬立文，周厚果

（山東濱化東瑞化工有限公司，山東 濱州 256600）

介紹了液氯安全充裝情況和在充裝過程中存在的問題及相關節(jié)能分析。

液氯；充裝安全；陸用流體裝卸臂；真空泵；屏蔽泵；節(jié)能

液氯為淡黃色油狀低壓液化氣體，屬2.3類化學危險品，其氣態(tài)為劇毒氣體，具有強烈的刺激作用和腐蝕性，危害程度為Ⅱ級（高度危害）；因其本身的劇毒和易氣化特性，液氯的生產(chǎn)、儲存、輸送、充裝和運輸一直是氯堿行業(yè)關注的焦點問題。氯堿行業(yè)的液氯輸送包裝工藝主要分為3種，即液氯汽化器加壓法、液氯液下泵法和20世紀90年代引進的屏蔽泵輸送法。目前，少數(shù)中小型企業(yè)采用第一種方法，大部分企業(yè)采用后2種方法。

1 液氯充裝安全技術管理

1.1 液氯生產(chǎn)、輸送、充裝工藝介紹

山東濱化東瑞化工有限公司干燥氯氣經(jīng)過德國進口西門子3K透平機的壓縮，采用循環(huán)水和冷水分級冷卻方式進行液氯的生產(chǎn)，尾氯輸送到氯化氫合成工段進行鹽酸生產(chǎn)，透平機后壓力控制在0.70～0.80 MPa，屬于中壓液化法。液氯通過屏蔽泵進行加壓輸送，通過回流自控閥門控制，輸送壓力穩(wěn)定，壓力控制在1.05 MPa。液氯計量使用在線進口科氏流量計及聯(lián)鎖裝置控制，充裝中達到設定充裝累積量自動切斷閥門，實現(xiàn)精確計量和防止液氯超裝。液氯通過多節(jié)陸用流體裝卸臂對槽車進行充裝。該裝置單獨引進建設應急電源系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)、UPS電源均雙備份配置，保證了控制的可靠性和電源有效供給。為液氯充裝站配備專門的環(huán)保裝置，包括2臺30 kW循環(huán)堿泵，保證1開1備，1臺廢氣吸收塔，1臺1 000 m3/h風機和1臺15 000 m3/h事故風機，同時充裝廠房備用堿液和水噴淋裝置，氯氣報警儀，實時監(jiān)控系統(tǒng)。氯氣報警儀與事故風機建立聯(lián)鎖，出現(xiàn)泄漏報警聯(lián)鎖開啟閥門和風機，保證異常情況時實現(xiàn)自動啟動應急處理。對于液氯充裝完成后的管段殘余氯氣處理，通過泄壓先將殘留氯氣排至廢氣吸收裝置，再通過獨立液環(huán)式真空泵抽空。液氯充裝工藝流程示意圖見圖1。

圖1 液氯充裝工藝流程示意圖

該公司用屏蔽電泵輸送液氯的生產(chǎn)工藝是一種既節(jié)能又安全的加壓輸送液氯的方法，該工藝整體操作簡單、設備數(shù)量少，安全、可靠性高。采用屏蔽泵輸送充裝工藝的優(yōu)點：（1）安全、可靠性高。沒有液氯氣化過程，消除了NCI3的積聚和濃縮，避免了NCI3的爆炸隱患；（2）能耗低。與液氯氣化法相比，節(jié)省了液氯氣化和再液化的能耗（每噸液氯液化所需能耗 41.84 萬～50.2l萬kJ）；（3）充裝效率高。部分液氯氣化法或壓縮空氣壓送充裝500 kg液氯約30 min，用屏蔽泵僅需15 min。

1.2 充裝安全管理

該公司一直將液氯充裝安全作為重中之重來管理，從逐步提高裝置硬件設施水平、不斷優(yōu)化操作工藝、提高操作人員業(yè)務水平和有效的技術安全管理手段等多個方面進行液氯充裝安全的管控。液氯裝卸安全關鍵在對槽車的預檢工作，目前?；飞a(chǎn)、儲存、充裝運輸?shù)拳h(huán)節(jié)中最薄弱的就是充裝運輸。充裝運輸涉及車輛因素和人的因素，槽車人員素質(zhì)參差不齊，對于液氯的特性及危害性不夠了解，對于相關法律法規(guī)制度不夠熟悉，為此就需要液氯生產(chǎn)企業(yè)加強自身管理和提高操作水平。該公司對槽車采取人車雙向管理，確保三重合格，人員證件、車輛證件、單位資質(zhì)、罐體使用登記證等，每一項都要符合充裝要求，否則不予裝卸。在此基礎上再進行實質(zhì)性檢查，主要針對罐體安全附件，閥門（含油壓閥）、外接法蘭、壓力表、物料化驗等，不符合規(guī)范要求的不予裝卸，從而為液氯充裝運輸環(huán)節(jié)的安全奠定基礎。

2 液氯充裝過程中存在的問題及改進

（1）在最初的液氯充裝過程中，充裝臂活結(jié)的泄漏頻次較高，每周出現(xiàn)多次，不但維修費用較高，同時也給充裝安全帶來較大隱患。經(jīng)過分析，頻繁泄漏的主要原因是密封墊片腐蝕造成的，密封墊片設計原理為自緊和彈片支撐密封結(jié)構(gòu)，由于在充裝完成拆卸過程中充裝臂吸入少量空氣，干氯氣與空氣接觸后形成酸，對墊片腐蝕使其失去了原有彈力；同時在密封墊片槽內(nèi)很快形成氯化物，使墊片槽內(nèi)空間縮小，造成液氯不能充滿墊片槽來形成自緊壓力；充裝過程中隨著充裝車輛的增加，各車輛之間存在4.0～5.0 cm的高度差，充裝臂不可避免地會有一定的形變，導致彈片彈力和自緊力不等補償形變帶來的縫隙閉合力，導致氯氣泄漏。

經(jīng)過分析，提出對充裝臂進行氮氣保護方案。充裝完成后，斷開充裝臂與槽車連接，充裝臂采用氮氣吹掃保護，使充裝臂不工作時處于氮氣置換狀態(tài)，將附著在充裝臂的氯氣置換干凈，抑制酸和氯化物的形成。通過實施此改進方案，充裝臂的平均運行周期由起初的每周更換幾個，延長到平均兩三個月更換1次，效果顯著。

（2）采用液環(huán)真空泵，抽真空效果良好，對液氯裝卸中裝卸臂的拆裝安全和應急處理起到重要作用，但是目前也存在空泵機封維修頻次較高增加費用的問題。由于真空泵運行介質(zhì)為98%硫酸，隨著生產(chǎn)進行，為保障硫酸濃度，需要每天定期定量換酸，采用氮氣加壓，將真空泵廢酸壓至廢酸罐，由于真空泵設計氣液分離器與泵體沒有隔離，在加壓過程中機封承受一定壓力，一般控制在70 kPa，機封本身起的是密封作用，承壓能力不強，因此，每次換酸或多或少會在機封密封面滲入硫酸，硫酸與空氣接觸對機封彈簧產(chǎn)生腐蝕，形成的酸泥積蓄，造成機封密封不嚴，導致漏酸。針對這種情況，暫將換酸壓力降至60 kPa，換酸速度變慢，對于機封的沖擊減小。

3 液氯充裝節(jié)能技術分析

液氯采用中壓法生產(chǎn)，利用氯氣壓縮機進行氯氣輸送和壓縮，根據(jù)有關統(tǒng)計分析，此方法比低壓法節(jié)能30%左右。液氯的輸送采用大連海密梯克的CNF40-200型屏蔽泵，海密梯克屏蔽泵配套安裝了NTS30液位、溫度控制監(jiān)測系統(tǒng)，可以對泵內(nèi)的液位、溫度異常及時發(fā)現(xiàn)處理，保護泵的安全使用。操作人員在開泵時，只需將泵的進出口閥門依次打開就可使泵內(nèi)充滿液氯，方便運行。盡管屏蔽泵安裝時需要考慮氣蝕余量而要將其安裝距槽底部4.0～5.0 m的深坑內(nèi)，但屏蔽泵的設備結(jié)構(gòu)簡單，采用積木原理，體積小、一次性投資少、工藝裝置簡單、維修費用低、噪聲低。相比之下，液氯液下泵設備投資大、工藝裝置較為復雜、原料氯氣中含水、含酸要求較高，涉及干燥密封氣的壓力和含水量都有嚴格的要求，易損件比較多、檢修頻率高、難度大、操作控制的因素復雜，極易出現(xiàn)不安全因素。故屏蔽泵較之液下泵更加安全節(jié)能，該公司液氯充裝裝置自2009年投用以來，屏蔽泵運行穩(wěn)定。

4 液氯充裝裝置工藝技術改造

2011年，由于氯下游產(chǎn)品市場的回暖，氯氣的需求量增加，氯堿裝置滿負荷仍不能滿足下游耗氯裝置的需求。根據(jù)公司要求，對現(xiàn)有的液氯充裝裝置進行改造，使其成為既能充裝又能接卸的綜合性裝置，實現(xiàn)裝卸兩用。新增2臺30 kW上海英蘭氮氣增壓機，通過增壓機將槽車液氯壓至液氯儲槽，實現(xiàn)液氯卸車，同時在DCS控制系統(tǒng)中增加氮氣流量、壓力聯(lián)鎖，卸車累計連鎖三重保護，操作更加安全簡單，確保卸車安全控制；另外，氮氣增壓機在進行液氯系統(tǒng)處理時也起到了很大的作用，由于該公司液氯管線較長，管線滿液液氯量近3 t，通過氮氣增壓機將系統(tǒng)管線液氯壓至液氯緩沖罐，確保了管線中液氯的回收，同時還可以避免因大量液氯氣化對管線設備帶來的安全隱患。液氯裝卸工藝流程圖見圖2。

5 結(jié)語

圖2 液氯接卸工藝流程圖

液氯的生產(chǎn)及包裝安全是最重要的，在運行中不斷總結(jié)經(jīng)驗來提升和優(yōu)化裝置性能，通過培訓來提高操作人員和安全管理人員的業(yè)務水平。

Problems and improvements in the safe transportation of liquid chlorine

MA Li-wen，ZHOU Hou-guo

（Shandong Befar Dongrui Chemical Co.,Ltd.,Binzhou 256600，China）

This paper introduces the safe filling of liquid chlorine production and transportation，and the relevant problems in the process of filling and the relevant energy saving analysis.

liquid chlorine；filling safety；fluid loading and unloading arm；vacuum pump；shield pump；energy saving

TQ086.3

B

1009-1785(2017)10-0008-02

2017-05-15