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氯堿-聚氯乙烯生產(chǎn)液氯工段安全操作及事故預(yù)防

  
評論: 更新日期:2011年05月02日

 一、生產(chǎn)特點

  (一)氯氣壓力與液化溫度的關(guān)系

  氣體液化的條件有兩條:①把溫度至少降低到一的數(shù)值,即稱為臨界溫度tc;②增加壓力,在臨界溫度使氣體液化所必須的最小壓力稱為該氣體的臨界壓力Pc。

  氯氣液化同樣需達(dá)到這兩個條件。氯氣的臨界溫度tc=144℃,Pc=76.1大氣壓。就是說,只要低于144℃,在某一溫度下,必有一個對應(yīng)的壓力可以使氯氣液化。純氯氣的壓力與液化溫度之間成單值函數(shù)關(guān)系。壓力上升,液化溫度隨之上升;壓力下降,液化溫度隨之下降。

  氯氣壓力與液化溫度關(guān)系見表7-2。

表7—2氯氣飽和蒸汽壓力與溫度的關(guān)系

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  表7-2所示的關(guān)系是對純氯氣而言,工業(yè)生產(chǎn)的氯氣都含有少量的O2H2N2CO2H2O等等,不純氯氣的壓力與溫度氯的分壓與其冷凝器溫度成單值函數(shù)關(guān)系:Pcl=P×Ccl其中:Pcl2為混合氣中氯分壓(kPa);P為混合氣的總壓(kPa);Ccl2為混合氣中氯的體積百分?jǐn)?shù)(%)。

  從上式可見,氯氣在液化過程中.總壓不變化,但氯氣分壓變化很大,使液化溫度在液化過程中也有很大的變化。

  由于氯的液化溫度與氯壓力成單值函數(shù)關(guān)系,因此在工業(yè)上采用三種不同的氯氣壓力生產(chǎn)液氯。

  ①高壓法。氯壓力在l.4~1.6MPa(表壓),液化溫度30~50℃。

 ?、谥袎悍?。氯壓力在0.2~0.4MPa(表壓).液化溫度0~10℃。

  ③低壓法。氯壓力在0.15MPa(表壓),液化溫度-30℃左右。

  以上三種生產(chǎn)方法,以高壓法流程最短,操作簡單,能耗最低。表7—3為不同壓力下生產(chǎn)液氯耗電的比較。

表7-3不同壓力液氯生產(chǎn)工藝耗電比較表

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  我國目前采用的液氯生產(chǎn)工藝大部分為低壓法。近幾年來,國內(nèi)由于氯氣透平壓縮機的推廣使用,一些企業(yè)制造液氯的方法逐漸由低壓向中低壓方向發(fā)展,生產(chǎn)綜合能耗也隨之明顯下降。

  (二)氯氣的液化效率和氯內(nèi)含氫的關(guān)系

  液化效率也稱為液化率,其定義為:

  液化效率=以液化之液氯量/進(jìn)入液化系統(tǒng)氯總量×100%

  使用上式計算液化效率比較麻煩,由于分析進(jìn)入液氯系統(tǒng)和出液氯系統(tǒng)的氯氣成分比較容易,應(yīng)用物料平衡可推導(dǎo)出下式,從而方便地計算出液化效率:

  

  式中:C1——進(jìn)入液氯系統(tǒng)氯氣的體積濃度(以小數(shù)表示);

  C2—出液氯系統(tǒng)氯氣體積濃度(以小數(shù)表示)。

  在液氯生產(chǎn)中,應(yīng)該是液化效率越高越好,但實際情況并非如此。因為在一般電解槽生產(chǎn)氯氣中總不可避免含有微量氫氣,一般隔膜法電解氯氣總管控制含氫不超過0.5%。這微量的氫與氯一同進(jìn)入液氯冷卻系統(tǒng),在氯液化過程中氫總量不變化.而氯氣總量卻因為不斷液化而減少,致使氯中含氫百分比不斷上升,一旦氯氣總氫量超過4%時,即有爆炸的危險(氯內(nèi)含氫的爆炸范圍為5~87.5%)。所以液化效率的極限為保證液氯尾氣含氫不超過4%.這使液化效率一般控制在90%左右,不再進(jìn)一步提高。以下為原料氯含氫量與液化效率的關(guān)系(氯氣純度為95%):

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  由上可知液氯尾氣含氫高低主要和原料氯含氫量有關(guān),同時也與原料氯純度有關(guān)。當(dāng)原料氯純度高時,其中含氫高,尾氣含氫超過4%的危險性越大。為此須根據(jù)料冬中含氫量、氯氣壓力來調(diào)節(jié)液化槽溫度,控制液化效率.定時分析液氯中尾氣含氫量。如超過3.5%時.應(yīng)采用開大尾氣閥門,降低液化效率的方法來孤低尾氣含氫量。

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