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一种液氯全气化工艺的设计分析 　　氯是一种重要的工业原料，在我国工业( 特别是化工) 生产中有着十分广泛的应用。氯既可用于纺织、造纸工业的漂白，又可用于自来水的净化、消毒，还可用于制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物。氯气常温下是一种呈淡黄绿色、具有刺激性气味的剧毒气体。它的化学活性很高，可以和多种化学物质、有机物发生反应。氯气在一定压力下可以进行液化精制，减少仓储占用。目前工厂所用的氯气几乎都以液体的形式储存和运输，经液氯气化工序后供给下游工艺耗氯单元进行使用。液氯气化器是液氯气化工序中的核心设备。因此如何确保液氯气化在使用中的安全，是广大液氯用户非常关注的问题。 　　1 设计部分 　　1. 1 现有工艺概述 　　在氯气用量不大的情况下是可以使用液氯钢瓶直接气相出料的方法，但是在实际生产过程中由于使用不当存在着诸多不安全的因素，比如，钢瓶自身的气化氯气量( 特别是冬季) 有时不能满足生产需要，为加速液氯气化速度，常采用使用蒸汽对钢瓶直接加热的方法，这种方法尽管满足了生产的需要，但很有可能使液氯温度急剧上升，引起液氯钢瓶或缓冲罐内超压或安全塞熔化，导致事故发生。 　　1. 2 现有工艺存在的问题 　　最不安全的因素是: 氯碱生产中所使用的原料--工业食盐和水，会不可避免地带入铵类物质。用含有铵离子的精制盐水进行电解反应时，铵离子则与电解产物氯气发生化学反应，生成三氯化氮。后者随氯气一道进入液氯生产系统。当氯气被液化时，三氯化氮也被液化混入液氯内。液体三氯化氮在液氯中的分布较为均匀，但因二者密度稍有不同，造成下部的三氯化氮含量稍高。而气化时情况有所不同，因二者沸点差别很大( 三氯化氮沸点gt; 71 ℃，液氯沸点- 34. 6 ℃) ，当钢瓶内液氯不断气化的同时，三氯化氮则不气化或气化不完全，久而久之，随着钢瓶的循环使用，三氯化氮就会富集而达到一定浓度，当其质量分数超过5% 时，且在一定条件( 如振动、阳光、有机物作用等) 下，就有可能导致钢瓶发生爆炸。 　　使用液氯钢瓶提取氯气的基本原则就是只能依靠瓶内液氯在常温下气化产生的压力把瓶内气氯或液氯压出。通常，当三氯化氮含量低时，可放出气氯; 当三氯化氮含量高时，应放出液氯以防止三氯化氮在钢瓶中富集; 当停止使用液氯时，应将钢瓶到用氯设备之间的管道用氮气或压缩空气吹净残留于管道中的液氯和三氯化氮。 　　当氯气用量较大的情况下就不宜再使用液氯钢瓶直接气相出料的方法了，这时就需要使用液氯气化器来完成液氯的气化、调压并向下游工艺耗氯单元供气的工作。液氯气化器的工艺和设备选择的形式有很多，这个与各国氯气的安全标准有很大的关系，从使用的加热介质上看，有采用蒸汽直接加热的，也有采用热水加热的; 目前国内传统的液氯气化仍采用热水加热的方式，这点从安全的角度上来讲，也是合理的，从工艺安全风险来看，排污系统是必要的。 　　另外从气化器的结构形式及运行模式上看，液氯气化及供氯装置大体上又可分为间歇气化供氯和连续气化供氯两种形式。国内相当一部分液氯用户早期采用的是钢瓶液相出料法，即把出钢瓶的液氯倒入带加热套的气化罐内进行气化，这就是间歇气化供氯装置。因为蒸汽可能造成罐内液氯急剧气化而难以控制，所以通常采用热水作为气化热源，并且考虑到液氯的饱和蒸汽压，同时考虑到三氯化氮的有条件爆炸极限温度是60℃，所以通常规定热水的温度不得高于45℃。采用热水作为气化热源易于控制温度，看似很安全，但工艺安全问题依然存在，因为温度已经限定在45℃，液氯中的三氯化氮在这样低的温度下基本不会分解，三氯化氮会在气化罐内逐渐富集，这个工艺是要求液氯气化器定期排污的，如果因为误操作，忘记定期排污，当富集到一定浓度时，且在一定条件( 如振动、阳光、有机物作用等) 下，则可能导致气化罐发生爆炸。所以此方法并没有解决装置本质安全的问题。 　　1. 3 全气化工艺设计思想 　　连续气化供氯就是采用钢瓶液相出料，再经气化器加热气化，同时采取相应的工艺及安全措施，进而达到稳定、安全气化液氯并连续供给用户氯气的目的。可能受间歇气化供氯加热水温限制的影响，国内液氯用户一般都沿用传统的做法，即不允许使用蒸汽而是采用热水做为气化器的加热介质，并控制热水温度小于45℃，这主要是为了防止沉积于气化器里的三氯化氮因温度过高而发生爆炸。气化器是否定期排污与氯气的质量、气化器加热形式以及气化器的结构形式有关，三氯化氮能否在气化器中分解掉是气化器是否需要排污的关键，一般气化器从设备设计的角度来讲是应该有排污口，从理论上讲，三氯化氮的比重较液氯大，是沉在液氯下方的，通过排污可以排出。但是，液氯系统是连续生产的，加上三氯化氮的不稳定性，没有人真正的证实过三氯化氮是很严