氯碱化工生产过程火灾爆炸事故预防措施探讨

摘 要：氯碱在工业上有着很重要的作用，尤其是在氯气、氢气等产品的生产中，用途广泛。但是，由于氯碱本身很容易发生化学反应，产生爆炸混合物，因此极易引发爆炸，给企业带来不可估量的损失。不少化工企业都对氯碱又爱又恨，因此，本文结合以上情况，对氯碱化工生产过程进行了分析，提出了预防火灾爆炸的措施，希望以此来促进化工企业的健康发展。

关键词：氯碱；化工企业；预防爆炸

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.034

0 引言

由氯碱制成的氯气、氢气和氢氧化钠等物质是化工企业进行其他生产活动的重要材料，众多工业领域，例如石油、有色金属、电子、国防等，都需要使用氯碱来完成生产过程。但是，氯碱在生产过程中很容易产生三氯化氮，这是一种非常危险的物质，也是氯碱引发爆炸的元凶。

1 氯碱反应原理分析

氯碱能够在食盐电解的条件下产生氯气、氢气，由于产生的物质不同，这个方法有不同的名称，一般有隔膜法、离子膜法、汞阴极法、离子膜法四种分类。下面，本文对隔膜法和离子膜法进行了重点分析。

1.1 隔膜法

使用隔膜法主要是利用电解槽设备来完成的，这种方法产生的时间较长，技术相对落后，尤其是在隔膜吸附力水平较低的情况下，最容易引起氢气渗漏。氢气一旦穿过隔膜到达阳极区，就很容易发生化学反应，产生氯混合气，这就是导致爆炸的最要物质。而且，这种氯混合气很容易受外界的影响，例如电波波动时氯气就会承受着很大的压力，压力到达一定值以后就会导致氯气外泄。众所周知，氯气是不能直接进入人体的，如果现场工作人员没有注意，吸入了这种气体，就会引发中毒，严重时还会导致死亡。因此，这种方法的技术是十分落后的。另外，生产过程中使用的高压电流会使室内温度升高，电流和电解质接触时会散发出大量的热量，这些热量会使室内温度急剧上升，工作人员在这种高热量、高温度、高压力的环境中长时间工作，就极易引发身体疾病。另外，由于设备数量较多，室内空间较小，条件很差，电解槽很容易出现问题泄露氯气，维修人员几乎每天都要对其进行维修，工作强度很大。随着我国经济的发展和化工技术的不断发展和进步，目前已经基本淘汰了这项工艺，尤其是在东部沿海地区，早在1995年就实现了方法革新，新的离子膜能够有效的防止氯气渗漏，减少有害物质，保障了工作人员的生命安全。

1.2 离子膜法

离子膜法是目前为止工艺较为先进的电解方法之一，已经被很多的化工企业使用。离子膜能够通过阳离子交换膜的作用，将阳极室和阴极室进行分离，阴极室被隔离在离子膜之外，预防化学反应。它的先进之处就是在很多部位设置了专业的报警设备，一旦出现氯气渗漏能够及时的发出刺耳的声音，提醒工作人员进行紧急处理。另外，这种方法能够有效的减少废气数量，因此在正常情况下不会污染环境。但是，离子膜法也会受到其他因素的影响，所以不能排除它的危险性，工作人员在进行使用时还是要做好防护措施，不可大意马虎，尤其是离子膜法容易受电波影响，一旦停止供电，就很容易造成储气罐爆炸。工作人员应该时刻注意场内下风向，当其半径在6.5km时，就要保持高度警惕。

2 产生火灾爆炸的危险因素及措施分析

2.1 性质

氢气是无色无味的，是不具有毒性的气体，一般人很难分辨，但是其扩散性很强，如果聚集在高空中就很容易导致人的窒息死亡，因此具有一定的危险性。电解产物氯气是有颜色的，一般散发在空中之后就会变成一种黄绿色，有明显的臭味，刺激性较大，而且毒性也很强。液氮具有助燃、低温的特点，人一旦接触了这种物质，就会造成冻伤。氯气和氢气混合后，如果氢气的含量在4%～96%之间，就非常危险，一旦遇到火源就会引发爆炸。

2.2 电解槽

电解槽具有潜在的爆炸性因素，由于常用的离子膜法操作程序较为复杂，要求要较高，生产出来的烧碱具有很强的腐蚀性，而且温度较高，必须进行冷却处理。H2本身就是一种存在爆炸可能的物质，燃烧可能较大，如果与电解槽进行连接，接触到其中的氢气和氯气就会导致电解槽气体混乱，氯气很容易与烧碱液发生反应，在进入电解槽之后就会被溶解，与烧碱液融为一体。但是，阳极室的氢气不会发生反应。这样，阴极室和阳极室就形成了一种不平衡状态，承受的压力也不一样，就会发生爆炸事故。因此，工作人员要控制电解槽内的平衡，及时监督。

2.3 管道系统

管道系统是将电解槽的气体输入到其他设备内所必经的一个系统，当氯气中的氢含量达到4%及以上时，氢气管道就会造成负压，形成一种爆炸性气体。另外车间厂房如果没有通风，空气密闭，这种状态超过一定时间之后就会引发爆炸。因此工作人员应该控制管道系统内的氢气含量，避免负压情况的出现。

2.4 杂质

这里的杂质主要指的是三氯化氮。运输盐的车辆往往会有其他物质的残留，如化肥，会有少量的钠分子，这些分子会附着在盐上，并进入电解槽，与其中的阳极氯气混合，产生化学反应，这时三氯化氮就产生了。三氯化氮会通过管道系统运送到其他生产环节中，一旦体积达到5%，就会引发爆炸。油脂、阳光和镁光也是三氯化氮发生爆炸的因素。

3 科学预防火灾爆炸的具体措施

根据上述的原因分析，要预防爆炸应该从每个环节入手，首先，要保证正确的操作，保证工艺指标的准确性，一旦发现数据异常，就要立刻做出反应，采取补救措施，如果已经无法补救，就要迅速关闭相关设备，及时疏散人群，保障工作人员的人身安全。其次，加强对设备的管理和维护，在运送材料的过程中尽量避免其他物质的接触，保证材料的纯洁性，定期对设备进行全面检查，保证设备的正常运行。另外，厂房要及时通风，以自然风来避免有毒物体的积聚，还要注意防火，厂房内要禁止明火，同时避免摩擦过度产生火花，如果发生火灾要及时采取措施防止火势蔓延，避免造成更大的损失。

4 结束语

工业生产本身就是一个具有危险性的过程，而氯碱又是极其不稳定的物质，因此，相关工作人员应该加强安全意识，建立一个安全的生产环境，减少火灾爆炸发生的可能性。化工企业应该及时进行设备更新，引入先进技术，建立健全相应的管理机制，保障工作人员的人身安全。

参考资料：

[1]李玉霞.氯碱生产过程火灾爆炸事故预防[J].新疆化工，2010（04）：72-77.

[2]肖莉.典型化工设备事故致因机理及其管控研究[D].石河子大学，2014.