搜索
盐酸工艺流程及爆炸点分析二电解车间寇栋氯化氢的物理性质•1、氯化氢是一种无色气体：在标准状态下重度为1.639kg/m3；在0.1MPa压力下熔点为-144℃，沸点-85℃。•2、氯化氢气体对动、植物有害，对人体也有害，它能刺激并破坏粘膜及呼吸系统，如眼、鼻、咽喉、气管等。•3、氯化氢在水中的溶解度很大，在潮湿的空气中能形成酸雾。在压力为0.1MPa，温度为0℃时，1体积水能溶解507体积氯化氢。在18℃时能溶解402体积氯化氢。•4、氯化氢溶于水，放出大量的热。氯化氢的化学性质1、干燥的氯化氢气体几乎不和金属起作用，而潮湿的氯化氢气体对金属有严重的腐蚀作用。2、氯化氢与有机化合物的烯、炔类在触媒的存在下起加成反应。•CH≡CH+HClCH2＝CHCl(氯乙烯)•CH2＝CH2+HClCH3─CH2Cl（氯乙烷）•氯化氢与氨气反应生成氯化铵•NH3＋HClNH4Cl盐酸的物理性质•1、氯化氢的水溶液称为盐酸，一般工艺品盐酸中常含有铁、氯及有机杂质，故多显淡黄色。•2、盐酸对人体皮肤有灼伤性。•3、盐酸的沸点随浓度而变化，成品盐酸（31％）在0.1MPa下，沸点为83.1℃，比重为1.157（15℃），随温度升高比重减小，随浓度增加比重增大。•4、盐酸与水组成恒沸混合物，当压力为0.1MPa时，恒沸点为110℃，混合物含氯化氢20.24％（重量）。•5、盐酸在加热时，分解逸出氯化氢气体，氯化氢气体与空气中的水分结合成酸雾，浓盐酸在空气中发白烟，故称为发烟盐酸。盐酸的化学性质•盐酸又称氢氯酸，是氯化氢的水溶液，亦是氯碱企业中最基本的无机酸和化工原料之一，也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡的关键产品。•1、盐酸与大部分金属作用生成盐（贵重金属除外，如金、铂）如：Zn+2HClZnCl2＋H2•三份盐酸与一份硝酸的混合物称为王水，能溶解金和铂。•2、盐酸与比它弱的酸所构成的盐作用生成另一种盐和酸。•如：Ca3（Po4）2＋6HCl2H3Po4＋3CaCl2•3、盐酸与金属氧化物作用生成氯化物和水。•如：Fe2O3+6HCl2FeCl3＋3H2O•4、盐酸与碱起中和反应。•如：NaOH+HClNaCl＋H2O•5、盐酸对动、植物纤维及一般金属有强烈的腐蚀性。石英玻璃、陶瓷、耐酸树脂及塑料等能耐酸腐蚀。合成盐酸爆炸点盐酸储槽爆炸合成炉爆炸尾气塔爆炸AND检修不规范开停车流程不规范STOP防爆膜用其它代替OR备件不合理开车不规范置换不彻底ORSTOP无可靠防范措施65%OR30分钟4%98%AND设备工艺设计不合理填料塔除沫圈死角放空管非直筒或夹角45度OR氯氢配比失调0.4%闪蒸罐爆炸停车开炉门过早停车大负压时间长压力监督不严氢气冬季结冰阻塞吹扫氮气不合格引风机抽力异常AND开车检漏不合格点火前分析不全面OR氯气纯度不合格氢气纯度不合格炉内含氢不合格氯内含氢不合格原料气质量不合格OR炉内抽空置换不彻底OR停车不规范OR设备超压运行安全阀失灵ANDOR蒸汽出口阀门关闭无动火作业分析1:1.051:1.10合成盐酸爆炸FTA分析图与门或门禁止门图例条件事件氢气系统接地不良定期测量用导电材质水封可靠尾气系统氢气水封抽破进入空气电解至氢处理案例一•事故经过：某碱厂盐酸车间，某炉减量生产(先减氯，后减氢)，此时发现该炉出口压力出现一个大负压，瞬时又转大正压，接着一声巨响，该炉火焰骤然熄灭，立即作紧急停车处理。检查现场，发现尾气塑料管进、出口风机部位全部炸碎，风机叶轮打碎；尾气塔顶部分液盘炸裂。该炉已无法生产，修复花了一周。塑料碎片飞出30m，幸好未伤人。•原因分析：事故现场调查如图所示。在现场发现块式石墨冷却器上封头接管处有一个大洞，大量空气吸人。在该炉减量生产前也未曾对尾气进行抽样分析。在减量时，由于进炉气量减少，致使系统负压增加，大量空气从块式石墨冷却器的顶部泄漏处吸人，造成尾气中含氧突然升高，因而达到爆炸范围。尾气管及尾气塔顶是硬质聚氯乙烯材质制作，从而在那里发生爆炸泄压。在爆炸一瞬间出现了大正压，将炉子压熄。案例二•事故经过：该树脂厂一台铁合成炉开车点炉，正当点火棒刚伸人点火孔时，该炉炉顶新装的防爆膜发生爆破，防爆膜顶的水泥制遮雨盖炸飞，落在离此炉25m外的房顶上，将屋顶击穿一个面盆大的洞。30m2的石墨冷却器列管震断了25根，只能报废。空气冷却导管移位。该炉石英燃烧器全部震碎，幸好未伤人。•原因分析：整个事故仅历时数分钟时间。事故发生后勘查现场发现，氯气系统阀门紧闭；氢气系统进合成炉的旋塞和阀门全部开启。如图所示。询问参与点炉作业的班长及副班长，均称未开过氢气进炉阀门和旋塞，仅开启过点火阀。由此可见，这两位班长在点炉作业开始前未检查进炉的氢气系统阀门与旋塞，就是说，在该炉停炉后，氢气的进炉阀门与旋塞未关过，仅关闭了氢气的阻火器阀门和室内控制阀。此次事故发生就是较大量氢气在点火前就进入了炉内，一遇明火，便发生爆炸。边混合边边燃烧还是先混合再点燃案例三•事故名称：盐酸贮槽爆炸•发生日期：1993年5月27日•发生单位：山东某厂•事故经过：氯碱车间一名设备员在盐酸装车高架贮槽旁用手持电动砂轮对电动机基础进行修整，砂轮机产生的火花引燃了盐酸贮槽上部水封盒上方泄漏出的氢气。该设备员在用于干粉灭火器灭火时，引起回火，使盐酸贮槽发生爆炸，该设备员被炸伤，送医院途中死亡。•原因分析（1）盐酸贮槽区属禁火区，未经批准私自用砂轮机磨削，属违章操作，火花引燃了氢气；（2）着火后处理不当，引起氢气回火，引爆贮槽内可爆炸气体。•教训（1）对职工加强遵章守纪的教育，防止发生违章现象；（2）在检修或安装设备时，事先制定好方案，防止工作中的任意性，尤其是干部更应带头严格按方案办。可燃性气体（氢气或煤气）是还原剂，氧化性气体（氧气或空气或氯气）是氧化剂。可燃性气体可以在氧化性气体中被引燃后燃烧。要了解气体什么时候燃烧，什么时候爆炸，首先要了解可燃性气体的燃烧有扩散燃烧（稳定燃烧）和混合燃烧（爆炸燃烧）之分。可燃性气体（氢气）与周围氧化性气体（氯气）边混合边燃烧，称为扩散燃烧。如可燃性气体在氧化性气体氛围中自小管喷出在管口发生的燃烧。家用煤气炉煤气在空气中的燃烧即为此例。氢气在氯气中燃烧制备氯化氢也是扩散燃烧。扩散燃烧是稳定燃烧，不会发生爆炸。扩散燃烧的前提是可燃性气体与氧化性气体在点燃前不能预先混合。燃烧与爆炸的概念•结论：决不能让氢气与氯气预先混合。当氢气燃烧的火焰意外熄灭后，要立即切断氢气阀门以免发生混合造成爆炸。氢氯混合物爆炸浓度是氢5%至95%，也就是说氯95%至5%，符合这个范围都可以爆炸。（电子眼火焰检测器设置连锁的意义）燃烧与爆炸合成炉一级吸收器二级吸收器尾气塔高纯盐酸储罐二合一：合成+冷却三合一：合成+冷却+氯化氢吸收四合一：合成+冷却+氯化氢吸收+尾气吸收（国外居多）合成炉+组合吸收塔吸收水氢气氯气视频装置点火装置LL二合一副产蒸汽石墨炉工艺流程图热水炉HCL冷却器模块待安装合成炉石墨筒节待安装合成炉铁套筒进酸口进气口出气口出酸口降膜吸收器剖面图和截面图热水合成炉蒸汽合成炉热水上水热水回水纯水补水蒸汽苞平衡管输出蒸汽现场点货柜控制界面•影响氯化氢吸收的三个因素•氯化氢溶于纯水或者说用纯水吸收氯化氢就成了高纯盐酸，这个吸收过程本质上是氯化氢分子越过气液两相界面向水中扩散的过程。•影响吸收过程的因素主要有以下几个方面：•1、温度的影响•氯化氢是一种极易溶于水的气体，但其溶解度与温度密切相关，温度越高溶解度越小，另一方面，氯化氢在水中溶解时会放出很大的溶解热。由于溶解热的放出，会使溶液温度升高，从而降低氯化氢的溶解度，其后果是吸收能力降低，不能制备浓盐酸。因此为了确保酸的浓度和提高吸收氯化氢的能力，除了加强对从合成炉出来的氯化氢冷却外，还应设法导走溶解热，使氯化氢的吸收过程在较低的温度下进行。•2、纯度的影响•在同样的温度下，氯化氢纯度越高，所制备的盐酸浓度也越高。•3、流速的影响•根据双膜吸收理论，气液两相接触的自由界面附近，分别存在着看作滞流流动的气膜和液膜，即在气相一侧存在气膜，液相一侧存在液膜。氯化氢分子必须以扩散的方式克服两膜阻力，穿过两膜进入液相主体，对于像氯化氢一类易溶于水的气体来说，分子扩散的阻力主要来自气膜，而气膜的厚度又取决与气体的流速：流速越大，气膜越薄，氯化氢分子扩散阻力越小，扩散的速度越大，吸收效率也就越高。气液接触的相界面越大，溶质分子向水中的扩散的机会越高，•因此在吸收操作中尽可能提高气液相接触面积是十分重要的。•如石墨吸收器的气液分配和成膜状况，尾气吸收塔中填料的比表面积、润湿状况都将直接影响吸收效果。双室平衡容器的结构与测量原理图1内管容室，2一冷凝室;3，5一接杆;4一汽鼓双室平衡容器的工作原理•二合一合成炉运行时因突发故障或连锁停炉，DCS程序设定为氮气自动阀HV-1005自动打开，执行氮气吹扫30分钟。为防止HV-1005内漏或因氮气压力低造成氢气串入氮气系统（去年氯氢处理发生一起氢压机串氮气事故，造成一期离子膜出槽总管着火），原则上HV-1005前的手动阀应当在使用完成后关闭。如果现场人员接到DCS突然停车或计划停车的指令时，应在第一时间打开手动阀。•注意事项：吹扫未完成前，严禁打开炉门，防止空气过早进入合成炉内，未被完全吹除的氢气和空气形成爆炸性混合气体，被高温的炉壁或灯头引爆，造成炉体损伤。二合一炉操作要点及注意事项—吹扫•故障处理完成打压试漏前，需关闭两路冷凝酸的排放阀，保留酸封内液体，防止氮气打压时（30Kpa）冲破酸封，影响打压，且在正常开车后，酸封又未及时形成前，冷凝酸罐酸气大量外溢。•注意事项：打压前，关闭点火柜外西侧的氮气总阀，防止点火枪的保护气造成炉内压力持续升高，对打压过程造成错误判断。原则上30分钟内，下降1-2Kpa属于正常控制范围。点货柜内阀门原则上不允许动作，但是应观察火枪的内置温度，不应高过250℃。二合一炉操作要点及注意事项—打压试漏•现场具备条件后，DCS进行第一步复位，将所有涉及的自动阀调整至点火准备状态，然后进行第二步吹扫。•注意事项：炉门，氯化氢出口和二级降膜出口要依次测爆合格。尾气塔属于易爆部位，FV-2003原设计不科学，开车过程中不再用此阀调节炉门风量，采取目前的风机前加装限流孔板模式。发现炉门风量减小，要及时拆卸限流板或排放降膜吸收器内的存水，防止气路阻塞。二合一炉操作要点及注意事项—测爆•开车前需要测试炉门风量是否合适？•按点火枪复位按钮二合一炉操作要点及注意事项—开车准备•停车后给水系统正常运行，二楼氢气并网的阀门需关闭，防止总管中的蒸汽回串至闪蒸罐中，造成闪蒸罐液位持续上涨。闪蒸罐的压力由DCS在并网阀隔断后根据情况泄压。下酸阀门根据二楼视镜的淌水情况及时关闭。•注意事项：停车后，如果不进行大的检修项目，氢气和氯气缓冲罐不需排空，处于停车保压状态，开车前无需进行大量置换，在通知化验室取样前，小流量的短暂置换氢气和氯气管道即可。停车时要对石英视镜进行清擦（氯气中酸泥或管道中污物）。二合一炉操作要点及注意事项—计划停车•合成炉正常运行时，把二楼视镜和楼顶尾气排空列为关键巡检点，一楼的酸封已经进行改造，发现下酸不畅时及时排气。正常运行时，应至少每班两次对闪蒸罐液位进行排污，以免积盐过多，腐蚀炉体。合成炉灯头底座和石墨块要定期用测温仪检测，发现温度异常，石墨块大于200℃，灯座大于100℃，说明灯头有松动迹象，应及时停车用四氟带压紧灯头。•注意事项：二合一炉不同于三合一炉，带有多处连锁，其中电子眼连锁，在清擦电子眼时，务必通知DCS，首先解除连锁，以免误动火焰检测器造成检测缺失而停炉；吸收水流量带有连锁，在处理流量计时，应及时解除连锁；循环水回水带有流量开关连锁，调节循环回水时应特别注意。现场和DCS应密切配合，互相提醒。二合一炉操作要点及注意事项—正常运行二合一炉灯座（燃烧器）现场图图一：酸封改造前图二：酸封改造增加排气点盐酸罐前酸封改造•巡检重要是巡检设备和工艺指标•6月24日，二合一盐酸炉炉压60Kpa，紧急停炉指标与巡检的关系•巡检重要是巡检设备