氯碱化工生产过程火灾爆炸事故预防措施探讨

时间:2022-07-19 12:14:00

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.

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