根據重慶天原化工總廠(chǎng)的氯氣罐泄漏爆炸事故，從工藝本身的角度分析電解法生產(chǎn)氯氣過(guò)程中三氯化氮的產(chǎn)生過(guò)程，指明三氯化氮存在的危險性，提出了從源頭消除事故隱患，加強原料監測和控制，并介紹了目前國內分氯堿企業(yè)比較常用的預防三氯化氮積聚的措施。

2004年4月15日晚，位于重慶市東北區的重慶天原化工總廠(chǎng)發(fā)生氯氣泄漏事故，造成9人死亡和失蹤、3人受傷、15萬(wàn)名群眾被疏散。據專(zhuān)家初步判斷：重慶氯氣泄漏事件發(fā)生主要原因是氯罐及相關(guān)設備陳舊，處置時(shí)發(fā)生爆炸的原因是工作人員違規操作。專(zhuān)家說(shuō)，按照原來(lái)的事故處理方案，是讓氯氣在自然壓力下，通過(guò)鐵管排放，但專(zhuān)家組懷疑，當專(zhuān)家組成員離開(kāi)現場(chǎng)回指揮部研討方案時(shí)，重慶天原總廠(chǎng)違規操作，讓工人用機器從氯罐向外抽氯氣，以加快排放速度。結果導致罐內溫度升高，引發(fā)爆炸。

對此，我們從三氯化氮的產(chǎn)生及其本身的危險特定的角度為大家分析一下為何專(zhuān)家會(huì )懷疑“工人用機器從氯罐向外抽氯氣，以加快排放速度。結果導致罐內溫度升高，引發(fā)爆炸?！辈⒔Y合工藝提出一些可供參考的事故處理措施及預防措施。

三氯化氮常溫下是一種黃色粘稠的油狀液體，有類(lèi)似氯的刺激性氣味。相對密度（水）1.653，熔點(diǎn)＜-40℃，沸點(diǎn)＜71℃，自然爆炸點(diǎn)95℃。冷水中不溶，熱水中分解，溶于二硫化碳、三氯化磷、四氯化碳、氯、苯、乙醚、氯仿等物質(zhì)。

三氯化氮是一種比氯有更強氧化性的氧化劑，在空氣中易揮發(fā)，不穩定，在氣體中濃度達到5%～6%（V/V）時(shí)，有潛在的爆炸危險。60℃時(shí)受震動(dòng)或在超聲波條件下，可分解性爆炸。與臭氧、氧化氮、油脂或有機物接觸，易促使爆炸發(fā)生。2mol三氯化氮爆炸時(shí)分解成1mol氮氣與3mol氯氣，同時(shí)放出460kJ熱量，在容積不變的情況下，爆炸時(shí)溫度高達2128℃，壓力高達543MPa。在空氣中爆炸溫度約達1700℃。

電解法制取氯氣和燒堿的主要原輔材料有原鹽（鹵水）、化鹽水、精制劑、助沉劑、石棉絨、硫酸等。隨著(zhù)我國工農業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，農用氮肥及工業(yè)排廢量劇增，流失入江河、湖、海及地下水中的銨（胺）量日趨增加。這些銨鹽、氨及含胺化合物在pH小于5的條件下，與電解槽陽(yáng)極室的氯氣、次氯酸反應，生成三氯化氮，并隨后帶入液氯中。

當液氯蒸發(fā)時(shí)，由于三氯化氮的分離系數為6～10（即氣氯中三氯化氮含量為1，而液氯中三氯化氮含量為6～10，因為三氯化氮的沸點(diǎn)比液氯高），因而，三氯化氮大部分存留于未蒸發(fā)的液氯殘液中。隨著(zhù)液氯持續不斷地蒸發(fā)，液氯中的三氯化氮便不斷濃縮而積聚。加之三氯化氮的密度比液氯大，沸點(diǎn)比液氯高（氣化器循環(huán)水溫度30～40℃），隨著(zhù)蒸發(fā)時(shí)間的延長(cháng)，液氯殘液中的三氯化氮就在汽化器或排污罐的底部沉積并富集起來(lái)，當質(zhì)量分數超過(guò)5%時(shí)即有爆炸危險。

1 三氯化氮的防治

在氯堿生產(chǎn)系統中，盡量減少銨（胺）的進(jìn)入是確保降低三氯化氮的關(guān)鍵。

1．1 把好進(jìn)廠(chǎng)原料關(guān)。對于進(jìn)廠(chǎng)原料如原鹽、鹵水、石棉絨、硫酸等應增加“銨含量”檢查指標，超過(guò)標準的，嚴禁使用。并對進(jìn)廠(chǎng)鹵水采取除銨處理后再用?；}用的工藝水也要進(jìn)行除銨處理。

1．2 加強對精制鹽水的工藝指標控制，在鹽水中加入次氯酸鈉（NaCLO），使鹽水中的銨（胺）生成易揮發(fā)的一氯化銨及二氯化銨，然后用空氣吹除，減少電解槽中三氯化氮的生成條件，經(jīng)深層冷凍后降至18mg/L，經(jīng)脫胺處理后總銨可降至2mg/L，符合國標總銨（胺）應小于4mg/L，無(wú)機銨小于1mg/L的指標。

1．3 防止三氯化氮積累的方法有好幾種，如加強液氯汽化器等液氯容器的排污管理，使NCl3積累不起來(lái)，排污液去制備次氯酸鈉（NaCLO）；分解氯氣中的NCl3；定期清洗液氯儲存設備及管道閥門(mén)上附著(zhù)的NCl3（要有足量的溶劑，防止清洗過(guò)程發(fā)生爆炸），但嚴格控制入槽鹽水中總胺含量是最根本、最關(guān)鍵的方法。

1．4 液氯氣化器中液氯蒸發(fā)后應系統地、定期地用堿水沖洗，并長(cháng)時(shí)間用壓縮空氣吹除。

2 三氯化氮的治理

關(guān)于三氯化氮的治理，方法很多，如排污法、催化劑法、氯化還原法等。一般可采用“帶液氯排污法”處理氣體化器中的三氯化氮。此法工藝簡(jiǎn)單，費用低廉，為多數氯堿廠(chǎng)所采用，但是，如果操作失誤則會(huì )誘發(fā)三氯化氮爆炸事故。為此，采用此法時(shí)要物別注意以下幾點(diǎn)：

2．1 正在使用的汽化器，其內液氯任何時(shí)候都不能見(jiàn)光，要何持液氯液位不低于該汽化器水夾套下焊縫線(xiàn)，并在排污前再次確認。

2．2 汽化器排污時(shí)，一定要真正做到“帶液氯”排污，嚴禁不帶液氯（無(wú)液氯）光排三氯化氮干渣（或渣油）的所謂“干排”情況發(fā)生！

2．3 排污時(shí)嚴禁敲擊，嚴禁排污物同油脂、有機物等引爆物質(zhì)接觸。

2．4 排污系統要有靜電接地裝置，定期檢查對地電阻。

2．5 要嚴格執行原化工部關(guān)于液氯排污中三氯化氮控制指標的規定，即排污物中三氯化氮含量要小于60g/L，當大于80g/L時(shí)（液氯的密度為1.47kg/L），要增加排污次數或連續排污，并加強監測。大于100g/L時(shí)，要采取緊急措施，加適量四氯化碳或氯仿等稀釋三氯化氮。

另外，對系統中其他容器、設備，如液化器、分離器、液氯儲槽等，三氯化氮積聚相對較少的地方，采取定期排污清除。值得借鑒的是，錦西化工研究院為解決氯堿生產(chǎn)過(guò)程中三氯化氮的積累、爆炸問(wèn)題，已研制出清除三氯化氮的分解裝置，已在部分氯堿企業(yè)應用。

氯在儲存過(guò)程中一般以液態(tài)形式存在，當機器抽提過(guò)程中發(fā)生了物理變化，氯急劇氣化，產(chǎn)生氯氣，由于三氯化氮的分離系數為6-10，也就是說(shuō)機器在抽提過(guò)程中每抽提一個(gè)單位的氯氣帶走的三氯化氮只有0.1-0.2個(gè)單位，在儲罐內產(chǎn)生三氯化氮的大量聚集。

在確信氯罐中肯定富含三氯化氮的前提下，在工人用機器從氯罐向外抽氯導罐的過(guò)程中為三氯化氮的爆炸提供了以下條件：（1）富集的三氯化氮在機器葉片的擾動(dòng)下分子活化能增大，增加了其分解爆炸的可能性（依據爆炸理論中的活化能理論分析）；（2）三氯化氮在流經(jīng)機器時(shí)有與機器內油脂接觸的可能，這更增加了三氯化氮爆炸的可能；（3）儲罐中三氯化氮的大量聚集當質(zhì)量份數達到5%的條件下發(fā)生爆炸的可能性將非常大。

正因為以上條件的存在，專(zhuān)家才會(huì )懷疑“工人用機器從氯罐向外抽氯氣，以加快排放速度。結果導致罐內溫度升高，引發(fā)爆炸”。但此處的溫度升高的意思既有實(shí)際溫度有所上升，也有活化能激增的內涵。

（葛曉軍）