三氯化氮的性质 危害与预防.doc
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1、三氯化氮的性质、危害与预防在氯碱生产过程中,三氯化氮事故曾经多次发生。爆炸不仅造成氯气泄漏,而且爆炸本身可能造成人身伤害。因此做好三氯化氮爆炸预防尤为重要。一、 三氯化氮的性质及危险性三氯化氮(NCI3),Mr.120.5,-27以下固化,沸点71。分子为三角形,由于分子内3个氯原子聚集在同一侧,相互间有较大的排斥力和阻碍,同时氮氯元素电负性接近(氮稍大于氯),在外界较小能力的激发下,就可能引起氮氯键断裂而造成三氯化氮分解。自燃爆炸点为95。三氯化氮是一种危险且不稳定的物质。在60以下逐渐产生氮和氯,在一定条件下与生成反应可逆平衡。纯的三氯化氮和臭氧、磷化物、氧化氮、橡胶、油类等有机物相遇可发
2、生强烈反应。液体加热到60-95时会发生爆炸。空气中爆炸温度约为1700;密闭容器中爆炸最高温度为2128,最大压力为543.2MPa。气体在气相中体积分数5.0-6.0%时存在潜在爆炸危险。在密闭容器中60时受振动或在超声波条件下分解爆炸。在非密闭容器中93-95时能自然爆炸。在日光、镁光照射或碰撞能的影响下,更易爆炸。有实验表明,三氯化氮体积分数大于1%时,电火花即可引发爆炸。三氯化氮爆炸前没有任何迹象,都是突然发生。爆炸产生的能量与三氯化氮集聚的浓度和数量有关。少量三氯化氮瞬间分解可引起无害爆鸣。大量三氯化氮瞬间分解引起剧烈爆炸,并发巨响,有时伴闪光。,破坏性很大。爆炸方程式:2NCI3
3、3CI2+N2+459.8KJ;三氯化氮在空气中易挥发,在热水中易分解,在冷水中不溶,溶于二硫化碳、氯、苯、三氯化磷、乙醚、氯仿等。在硫酸铵溶液或暗处可存放数天。在酸碱介质中易分解。三氯化氮在湿气中易水解生成一种常见的漂白剂,显示酸性,三氯化氮与水反应的产物为次氯酸和氨。水解方程式:NCI3+H2ONH3+3HCIO;三氯化氮与碱迅速分解:NCI3+6NaOHN2+3NaCIO+3NaCI+3H2O;二、 三氯化氮的来源在氯气生产和使用过程中,所有何氯气接触的物质,当其中含有按铵盐、氨及含铵化合物时,就可能产生三氯化氮。1盐水中含铵盐、氨及含铵化合物等杂质,其中无机铵,例如氯化铵、碳酸铵,有机
4、铵,例如酰胺、氨基酸。盐水在电解中与电解槽阳极室的氯气过次氯酸钠在PH5的条件下反应,产生三氯化氮,反应方程式如下: NH4CI+3CI2NCI3+4HCI; 2(NH4)2CO3+3CI2NCI3+3NH4CI+2CO2+2H2O; NH3+3HCIO3H2O+NCI3。盐水中铵盐、氨及含铵化合物是来源有一些几方面:A, 盐水精制时精制剂、助沉剂带入;B, 原盐本身带入;C, 化盐用水带入。2氯气冷却洗涤水、干燥氯气用硫酸等含有氨或氨基化合物,与含氯的水会发生如下反应:NH3+HCIONH3CI+H2O(PH8.5);NH3+2HCIO2H2O+NHCI2(4.2PH8.5);NH3+3HC
5、IONH3(PH4.2)。这些反应基本是瞬间完成并同水的PH值有关。PH值在4.2-8.5时,3种形态的氯胺均会存在。氯气液化时因冷却器破裂冷冻剂混入时也会带入含铵化合物,从而产生三氯化氮。三、三氯化氮富集的原因 如果把好原料关,在电解、干燥过程中由于三氯化氮含量少而且在水溶液的环境下,不会发生富集以致产生爆炸危险。其爆炸危险主要存在于氯压缩产生液氯以后的环节。 1在氯气液化过程中,正常情况下气相中的三氯化氮体积分数小于5%,不会爆炸。但是采用冷冻盐水作为冷却剂时,如果冷冻盐水中的铵盐、氨及含铵化合物含量高尤其制冷剂氨混入冷冻盐水时,当液化器破裂造成冷冻盐水与液氯直接接触,将生成大量三氯化氮。
6、 2液体三氯化氮在液氯中分布比较均匀,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,且液氯的蒸汽压比三氯化氮高得多,当液氯大部分被气化后,三氯化氮仅有少量蒸发,从而容易聚集。文献介绍,当汽化器中液氯蒸发时,三氯化氮的分离系数为610,即气相中氯中三氯化氮含量为1,二液相氯中三氯化氮的含量为610.因此,在液氯汽化器操作中,随着每次倒料-气化-排气-倒料的循环过程,汽化器底部残夜中的三氯化氮浓度不断升高。当质量分数超过54%时就有爆炸危险。因此,如果不注意气化温度(采用蒸汽或明火)和蒸发量,且不及时对积累的三氯化氮进行处理,就存在安全隐患。3液氯贮存容
7、器中的液氯用尽,积累的三氯化氮质量分数达到5%时有爆炸危险。四、三氯化氮的预防及处理 从以上分析可以看出,三氯化氮的产生不可避免,应采取合理的措施把三氯化氮的危险控制在允许范围内。 1阻止铵离子进入电解槽是防止三氯化氮产生的治本之法。 (1)原盐的管理。首先避免运输、堆垛、仓储过程含铵物质污染原盐。定期对原盐的总铵和无机铵含量分析(一般总铵的质量分数控制1010-6,无机铵指标控制在310-6,每批分析一次)。必要时调节盐种。 (2)水源控制。有的企业要求控制化盐用水无机铵0.2mg/L,总铵1.0 mg/L,每周分析一次。特别是河水化盐时,在化肥使用季节,应严密监控水体污染程度。选用不含铵或
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