液氯工段工艺操作规程
1、概述：
1.1液氯工段任务：把气态氯进行降温液化，而使其变成液体，以便于运输和贮存，并满足对氯纯度要求很高的场合。
1.2 液氯的用途：液氯一般气化后使用，广泛用于纺织、造纸、冶金、医药、塑料、橡胶等行业。
1.3 液氯的贮运：液氯应贮存在阴凉通风的库房中，专库专储，切勿与易爆易燃及氨气共储共运，库温不超过35℃，防止日光照射。失火时，可用水浇救。
2、原料及性质
液氯工段主要原料有：氯气、氨、氯化钙、硫酸 2.1 氯气的物化性质： 2.1.1 氯气的物理性质：
化学式Cl2；原子量35.453，分子量70.906，重度3.214Kg/M3（标准状况下；1大气压，0℃），沸点：-33.9℃，熔点：-100℃，汽化热：20.39Kj/Mol（-34.4℃），熔融热：6.39Kj/Mol（-101℃）。
压缩系数：0.1—7.6MPa之间，平均为0.000202。 溶解度：0℃，1atm下100g水中溶解1.462克。
熔解热：22.07Kj/Mol，水合物：温度小于9.6℃与水生成Cl2·8H2O水合物，生成热76.74Kj/Mol；外观：气体为黄绿色，液体为黄色微橙的透明液体，具有窒息性刺激气味。
2.1.2 氯气的化学性质
氯气属卤族元素，化学性质非常活泼，除了对惰性气体、碳、氮等元素外，几乎可以与各种元素直接化合，氯也能和许多化合物起反应，因此在自然界中以游离氯状态存在的氯是极少的，大多数呈无机化合物存在。
2.1.2.1氯气与金属的反应： 如 2Ag+Cl2→2AgCl
在有水存在情况下，即生成盐酸，促使金属腐蚀 如2Fe+3Cl2→2FeCl3
FeCl3+3H2O→Fe（OH）3+3HCl
完全干燥的氯气和液氯常温下几乎不与金属反应，也有例外：如钛与湿氯气不反应，而与干燥氯气反应
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Ti+Cl2→TiCl2，TiCl3，TiCl4
2.1.2.2氯气与无机化合物反应： 如2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O
2Ca（OH）2+Cl2→Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O 2.1.2.3与有机化合物的反应： C6H6+3Cl2→C6H6Cl6 2.1.2.4与水作用：
氯气微溶于水，在9.6℃以下与水生成Cl2·8H2O水合物，因此在冬季，水同氯很易生成水合物结晶，在常温下，氯微溶于水，生成少量盐酸和次氯酸：Cl2+H2O→HClO+HCl
2.1.2.5和氢气反应：
氯气和氢气在光照的情况下，能迅速反应与释放大量的热，并以爆炸的形式将热释放出来。 H2+Cl2
光照 燃烧 2HCl+Q（183.9kj）
2.1.2.6和氨反应
氯气和氨气即时在低温下，亦激烈反应，生成氯化铵和氮气。当氯气过量时，生成油状的NCl3和NH4Cl；而NCl3分解时亦发生强烈爆炸
8NH3+3Cl2→6NH4Cl+N2+1606.4KJ（NH3过量） 4NH3+3Cl2→3NH4Cl+NCl3+500.3KJ（Cl2过量） 2.2氨气的性质
2.2.1 氨分子式NH3，分子量17.03，常温常压下为无色液体，密度为0.7771g/l（0℃），熔点为-77.7℃，沸点-33.5℃，它临界温度为132.4℃，临界压力为11.298MPa，在0℃时液氨比重为0.64Kg/l，氨气易溶于水，常温下单位容积水能够溶解900倍的氨气。
2.2.2 燃烧性：常温常压下不燃烧，若用火焰灼热，则出现青黄色火焰，在530℃以上的高温时，会引起分解，氨气与空气混合爆炸极限是13.1～26.8%，与火红的金属接触能引起爆炸。
2.2.3 对金属的腐蚀性：无水纯氨对钢铁无腐蚀性，当氨中混有水分时，对锌、铜和黄铜有腐蚀性。
2.2.4 对润滑油的作用：不含水的纯氨，对石油系统的润滑油不起化学反应，在有水分存在的情况下，经过压缩易形成乳状物，使润滑油性能降低。
2.2.5 氨对人体器官有危害，特别对眼鼻等有强烈的刺激作用，可使人咳嗽流泪，有呼吸闭塞的感觉，在空气中氨的浓度达0.35%时，人会中毒头晕，脉搏微弱，血压降
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低，四肢变冷，痉挛，甚至失去知觉，浓度超过0.5～1.0%时会造成死亡事故，液氨与皮肤接触时，会使皮肤强烈灼伤。
2.2.6 氨的单位制冷量大，导热系数高。
2.2.7 氨和氯气即使在低温下，亦激烈反应，生成氯化铵和氮气，当氨气过量时，会生成油状的NCl3，而NCl3分解时，会发生强烈的爆炸，有破坏作用。
8NH3+3Cl2→6NH4Cl+N2（NH3过量） 4NH3+3Cl2→3NH4Cl+NCl3（Cl2过量）
生产上用此用途检验管道了、氯钢瓶是否漏气。 2.3 浓硫酸的性质
硫酸分子式H2SO4，分子量98，使三大强酸之一，浓H2SO4有强烈的吸水性，在吸水时放出大量的热，浓硫酸对钢材设备的腐蚀性极微，但稀硫酸对钢材有强烈的腐蚀作用。
纯硫酸为无色油状液体，市售浓硫酸为无色或红棕色油状液体，密度为1.84—1.86g/l。
纳式泵用浓硫酸为98%的浓度，因硫酸与氯气不起化学反应，并且氯气在浓硫酸中的溶解度又较少，因此选用硫酸为湿氯气的干燥剂。
2.4 氯化钙：分子式CaCl2，分子量111.0，氯化钙盐水比重1.286。（每100Kg水中含量为42.7Kg CaCl2），其百分比浓度为30%，其冻结温度为-55℃。
3、生产基本原理
3.1 氯气是一种较易被液化的气体，在0.1MPa下温度在-34.5℃时，就可以制成液态氯，如果压力再加大，则液化的温度还可以提高，而不纯氯气中的杂质却不易液化，将氯气与杂质气体分离，可提高氯气纯度在99.5%以上。 氯气液化温度与压力的关系见下表： 温度℃ -100 -95 -90 -85 蒸汽压 KPa 温度℃ 1.653 -60 2.586 -55 3.866 -50 5.665 -45 -80 6.665 -40 -75 -70 -65 10.931 14.930 20.662 -35 -30 -25 蒸汽压 28.660 37.057 48.255 61.981 99.309 101.308 122.573 150.937 KPa 温度℃ -20 -10 -5 0 5 10 15 20 蒸汽压 183.353 364.680 0.312 KPa 0.369 0.431 0.502 0.576 0.666 3
温度℃ 蒸汽压 KPa 温度℃ 蒸汽压 KPa 25 0.759 70 2.186 30 0.871 75 2.415 35 0.997 80 2.658 45 1.268 85 2.921 50 1.432 90 3.195 55 1.54 100 3.795 60 1.782 110 4.502 65 1.974 120 5.312 根据上表液氯的制取因具体条件不同可分为：低温低压法、中温中压法、高温高压法 。我厂采用低温低压法，即氯气表压在0.03-0.15MPa情况下，被冷却到-30～-35℃之间。
3.2 液氯液化尾气与压力及液化温度的关系：
从理论上讲，如果压力足够高，温度足够低，任何气体都可以完全液化。但实际并非如此，来自电解的氯气中，含有一定量的氢气，在液化前氢气占比例很少（0.4%以下，但氯气液化时，氢气并不液化，因此随氯气液化量的增加，氢气占余下部分气体的比例逐渐提高，氢气与氯气的爆炸范围是H2/Cl2=5～87.5%，因此，在生产中总是控制氯气不完全液化，而来控制并保证尾氯气中含氢在4%以下。
3.3 液化效率：
定义：已经被液化的氯气与原料氯气中的氯气量之比，液化效率越高，被液化的氯的量越多，液化尾气量就越小。
由于液化效率受液化废氯中含氢量的限制，所以原料氯气带进来的氢气量越小，液化效率越高。
不同氯气总含量的液化效率与尾氯纯度关系见下表：
原氯内含氢% 液化效率% 0.3 97.37 0.4 94.74 0.5 92.11 0.6 89.47 0.7 86.48 0.8 84.21 0.9 81.57 1.0 78.45 注：（1）上表中按原氯纯度95%计算，若有变化可调整。
（2）上表中按控制液氯尾气含氢4%计算，但实际控制应使尾氯含量提高，相应液化效率较低，以保证尾氯含氢量不大于4%。
在实际生产中，一般均采用原料氯和尾氯纯度计算液化效率，其计算公式如下：
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尾气含氯% 33.3 48.73 60.00 66.67 71.43 75.00 77.79 80.00 液化效率=1-C1100-C1?C2100-C2C1-C2?100á?C2
=100?式中：C1---原氯纯度%（体积百分数） C1---尾氯纯度%（体积百分数）
液氯岗位原氯控制指标：氯内含氢≤0.4%，由液化效率与液化尾气的关系表可查得，当液化尾氯中含氢≤4%时，尾气含氯应控制在≥50%即可，以此值可查得当液化温度在-30℃时，原氯压力可控制在0.14MPa（表），当液化温度控制在-25℃时，尾氯压力可控制在0.2MPa（表）。
4、工艺流程简述
自干燥来的干燥氯气，进入原氯分配台，进入液化槽，经过降温液化，液氯进入液氯贮槽。未液化的液氯，经换热器到尾率分配台，然后送往盐酸工段。
液氯贮槽装满后，将液氯送入汽化器内，用热水加热汽化，使氯气升压至0.8-1.1MPa，然后将高压氯气送入包装槽内，通过高压氯气将贮槽内液氯压入钢瓶或槽车内，进行包装。
包装前钢瓶内原有的残余氯气用氯气泵抽出，送往尾氯分配台。贮槽、汽化器中的污物定期排放到排污槽中，经中和处理后排入下水道，并分析其中NCl3含量不得超过60g/l，包装后贮槽泄压去液化槽。
5、生产操作 5.1 开车操作
5.1.1 开车前首先检查设备、管道阀门是否好用。系统停车后，再开车应通氮气试漏，将液化系统各控制点阀门调到工作状态准备接受氯气。
5.1.2 接收氯气前，应首先开动氟冷冻系统，将制冷剂温度降到-35±5℃。 5.1.3 原氯纯度达到80%时打开氯气分配台进液化槽阀门和贮槽上平衡阀，进行氯气液化，同时调节尾气阀门，控制原氯压力≤0.15MPa范围内，尾气纯度不得低于45%（单氟机尾氯纯度≥45%，混合尾气纯度≥65%），控制液化效率保证尾气含氢量不得大于4%。
5.1.4 盐酸、次氯酸钠开车时，及时开阀供氯。 5.2 正常操作
根据控制指标要求，保证贮罐、汽化器等液氯设备容量不得超过80%。
5.2.1 调节尾气阀门，控制液化效率，使尾气中含氢不得超过4%。在此前提下，控制尾率压力使尾气氯气纯度最少不低于45%。
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