2、电解工艺(氯碱)
反应类型 吸热反应 重点监控单元 工艺简介 电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在两个极上所引起的化学变化称为电解反应。涉及电解反应的工艺过程为电解工艺。许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、过氧化氢等)的制备,都是通过电解来实现的。 工艺危险特点 (1)电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体,氯气是氧化性很强的剧毒气体,两种气体混合极易发生爆炸,当氯气中含氢量达到5%以上,则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸; (2)如果盐水中存在的铵盐超标,在适宜的条件(pH<4.5)下,铵盐和氯作用可生成氯化铵,浓氯化铵溶液与氯还可生成黄色油状的三氯化氮。三氯化氮是一种爆炸性物质,与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击、摩擦等,即发生剧烈的分解而爆炸; (3)电解溶液腐蚀性强; (4)液氯的生产、储存、包装、输送、运输可能发生液氯的泄漏。 电解槽、 氯气储运单元 10
典型工艺 氯化钠(食盐)水溶液电解生产氯气、氢氧化钠、氢气; 氯化钾水溶液电解生产氯气、氢氧化钾、氢气。 重点监控工艺参数 电解槽内液位;电解槽内电流和电压;电解槽进出物料流量;可燃和有毒气体浓度;电解槽的温度和压力;原料中铵含量;氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)等。 安全控制的基本要求 电解槽温度、压力、液位、流量报警和联锁;电解供电整流装臵与电解槽供电的报警和联锁;紧急联锁切断装臵;事故状态下氯气吸收中和系统;可燃和有毒气体检测报警装臵等。 宜采用的控制方式 将电解槽内压力、槽电压等形成联锁关系,系统设立联锁停车系统。 安全设施,包括安全阀、高压阀、紧急排放阀、液位计、单向阀及紧急切断装臵等。
3、氯化工艺
反应类型 放热反应 重点监控单元 氯化反应釜、 氯气储运单元 11
工艺简介 氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应,包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺,主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。 工艺危险特点 (1)氯化反应是一个放热过程,尤其在较高温度下进行氯化,反应更为剧烈,速度快,放热量较大; (2)所用的原料大多具有燃爆危险性; (3)常用的氯化剂氯气本身为剧毒化学品,氧化性强,储存压力较高,多数氯化工艺采用液氯生产是先汽化再氯化,一旦泄漏危险性较大; (4)氯气中的杂质,如水、氢气、氧气、三氯化氮等,在使用中易发生危险,特别是三氯化氮积累后,容易引发爆炸危险; (5)生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强; (6)氯化反应尾气可能形成爆炸性混合物。 典型工艺 (1)取代氯化 氯取代烷烃的氢原子制备氯代烷烃; 氯取代苯的氢原子生产六氯化苯; 氯取代萘的氢原子生产多氯化萘; 甲醇与氯反应生产氯甲烷; 12
乙醇和氯反应生产氯乙烷(氯乙醛类); 醋酸与氯反应生产氯乙酸; 氯取代甲苯的氢原子生产苄基氯等。 (2)加成氯化 乙烯与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烷; 乙炔与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烯; 乙炔和氯化氢加成生产氯乙烯等。 (3)氧氯化 乙烯氧氯化生产二氯乙烷; 丙烯氧氯化生产1,2-二氯丙烷; 甲烷氧氯化生产甲烷氯化物; 丙烷氧氯化生产丙烷氯化物等。 (4)其他工艺 硫与氯反应生成一氯化硫; 四氯化钛的制备; 黄磷与氯气反应生产三氯化磷、五氯化磷等。 重点监控工艺参数 氯化反应釜温度和压力;氯化反应釜搅拌速率;反应物料的配比;氯化剂进料流量;冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等;氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等);氯化反应尾气组成等。 13
安全控制的基本要求 反应釜温度和压力的报警和联锁;反应物料的比例控制和联锁;搅拌的稳定控制;进料缓冲器;紧急进料切断系统;紧急冷却系统;安全泄放系统;事故状态下氯气吸收中和系统;可燃和有毒气体检测报警装臵等。 宜采用的控制方式 将氯化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氯化剂流量、氯化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,设立紧急停车系统。 安全设施,包括安全阀、高压阀、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装臵等。 14