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氯氣液化的安全與節(jié)能

文檔作者：宋治芹王素云文檔來源：冀中能源邢礦集團金牛鉀堿分公司		點擊數：	更新時間： 2025年03月15日
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氯氣液化的安全與節(jié)能
宋治芹’，王素云
(冀中能源邢礦集團金牛鉀堿分公司，河北邢臺054000)
[關鍵詞】液氯；生產；安全；節(jié)能
[摘要】介紹氯氣液化工藝流程，給出安全注意事項，通過計算給出節(jié)能及提高生產能力措施。中圖分類號】刪．2 [文獻標志碼】B [文章編號】1008—133x(2011)0r7—0020—03
S疵坶and e恥r盱鼢ving for cMorine Hquefac6佃
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(JinIliu Potash Br蛐ch，Jizllong Enerj醪xingtai MiIling Group，xing“054000，China)
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冀中能源邢臺礦業(yè)集團金牛鉀堿分公司(以下
簡稱“金牛鉀堿”)的氯氣采用氟利昂直冷液化，通
過氟利昂汽化潛熱與氯氣熱交換，達到氯氣液化的
目的。汽化后的氟利昂用螺桿壓縮機壓縮，冷卻后
變?yōu)橐后w循環(huán)進入液化器與氯氣換熱。
l 氯氣液化任務及工藝流程
本崗位的生產重點是安全生產和節(jié)約能耗。將
來自干燥處理并經氯氣站壓縮送來的氯氣液化，送
至液氯包裝工序，未被液化的尾氣送往下一工序用
于合成鹽酸。
氯氣由氣體變?yōu)橐后w，依靠的是電能(壓縮制
冷劑氟利昂)及冷卻循環(huán)水帶走的熱能。氟利昂氣
體及冷卻潤滑油一同進入壓縮機，經過油分離器，分
離出油與氟利昂氣體，油進入油冷卻器，與循環(huán)冷卻
水換熱后返回壓縮機；氟利昂氣體進入氟冷凝器與
循環(huán)冷卻水換熱后變?yōu)橐后w，進人氯氣液化器蒸發(fā)，
吸收氯氣熱量，使90％左右的氯氣液化，汽化后的
氟利昂返回壓縮機。氯經過分離器分離出氣體即尾
氣送往鹽酸崗位，液氯進入液氯貯罐，經中間槽、液
氯泵送往液氯充裝崗位。根據三氯化氮的含量在分
離器定期排污，排污液蒸發(fā)大部分水后進入堿液中
和槽。其工藝流程如圖1。
氯氣
氟利昂
壓縮機
油冷卻器
氟利昂貯檀
冷凝器
油分離器
液氯貯■
酒壹啪臺
圈l氯氣液化工藝流程圖
n昏l now蜘0fchIo而嗆像呻出咖
冷卻
上水
冷卻
回水
包裝
·【作者簡介】宋治芹(1粥l(xiāng)一)，女，工程師，畢業(yè)于河北理工大學化學工程與工藝專業(yè)，現就職于冀中能源邢礦集團金
牛鉀堿分公司。
[收稿日期】加ll一曬一27
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液廠● 寄槲
萬方數據
第7期宋治芹等：氯氣液化的安全與節(jié)能
2安全生產
本崗位高濃度液氯為重大危險源，微量泄漏即
有可能產生較大的氯氣量。液氯汽化后，常溫常壓
下體積將增大400多倍。而氯氣是高度毒物，工作
場所最高允許質量濃度為l mg／m3。為此，應注意
以下方面。
2．1液氯及氯氣
(1)高度重視日常生產安全，定時和不定時巡
檢，發(fā)現微小泄漏及時處理。金牛鉀堿在液氯貯槽、
中間槽、液化器設置多臺氯氣檢測報警儀傳至中控
DCS，一旦監(jiān)測出氯氣質量濃度達到l mg／m3即報
警，提醒崗位查找泄漏點，及時處理。
(2)每年利用大修時間檢測液氯貯罐、中間槽、
液化器及所有氯氣管道。
(3)為保護環(huán)境，金牛鉀堿已將液氯灌區(qū)改為
密閉區(qū)，并設置了與廢氣處理崗位相連的管道及緊
急事故處理風機，一旦有少量氯氣泄漏，及時將就近
部位的抽負管(閥門后為軟管)移至泄漏處，同時開
啟應急風機，送往廢氣處理(示意圖見圖2)。萬一
有大量氯氣泄漏，用罐區(qū)頂部的噴淋裝置進行噴淋
吸收。
圖2液氯灌裝區(qū)示意圖
ng．2 D隋wI嗚ofUqllid咖。岫砌哩嗍
(4)為安全處理氯氣泄漏事故，崗位操作人員
都配有自用的過濾式防毒面具，貯罐區(qū)及液化區(qū)還
配有應急處理箱，箱內備有多個濾毒罐和面罩，以備
急用。
(5)嚴格操作規(guī)程，熟記并認真執(zhí)行。氯氣泄
漏多發(fā)生在包裝崗位停液氯泵時，因操作人員忘記
開回流閥(液氯回貯槽)，隨著液氯的汽化膨脹，壓
力增大，造成泄漏較多量氯氣。
2．2三氯化氮
液氯容器底部有較高濃度的三氯化氮。三氯化
氮是黃色黏稠液體，不穩(wěn)定，受光、熱、震動、火花易
誘發(fā)爆炸。
(1‘)根據原料鹽的總氨含量，定期從液氯分離
器處將三氯化氮排至緩沖罐內，常溫時大部分氣體
蒸發(fā)到液化尾氣中，剩余底部部分排至一盛有堿液
的中和槽內分解。
(2)平時，開關閥門小心輕動，避免劇烈敲擊。
(3)大修時要檢測液氯貯罐、液氯中間槽、液化
器、分離器等，清洗殘存液，同時清除三氯化氮。
(4)遇到檢修液氯泵時清凈液氯，使殘液從底
部排出，以便同時清除三氯化氮。
2．3尾氣中含氫量
本崗位90％多的氯氣被液化，氫氣、氧氣等低
沸點氣體未被液化，氯中氫的爆炸范圍為體積分數
5％一87．5％。金牛鉀堿分公司氯氣總管含氫體積
分數大都在O．1％以下，液化效率一般為90％，尾氣
含氫體積分數低于l％，在安全范圍內。如果氯氣總
管含氫量高，就要考慮適當降低液化效率，以保證尾
氣含氫量低。
3節(jié)約能耗
3．1實際電耗
目前金牛鉀堿日產液氯150 t，相當于氯氣產量
6 250 k呂／h，開2l臺螺桿式制冷壓縮液化機組，每臺
機組電流240 A，功率因數c∞9=O．9。
液化機組電耗為：
2×3l÷2×380×240×0．9=284 333(W)。
循環(huán)水150 m3／h，水溫升高2℃，需要循環(huán)水
帶走的熱量為：
150×l 000×4．2×2=1 260 000(Wh)=
350 000 W。
循環(huán)水輸送電耗及冷卻用電按15 kw計，累計
用能量總和為：
15 000+350 000+284 333=649 333(W)。
3．2理論電耗
進入液化崗位的氯氣平均溫度為10℃，在一23
℃液化，氯氣的平均比熱容為O．113 5 c彬(kg·
K)；氯氣的汽化潛熱為67 caL／kg。
氯氣液化需要(理論)最小能耗是：
67×6 250+6 250×O．113 5×2=
420 168 c出h=l 764 708 lcJ／h=490 197 W。
能量利用率為：
490 197÷“9 333×100％=75％。
3．3提高能源利用率
提高能源利用率，也是本崗位的重點之一。除
在電氣方面采用節(jié)能電動機外。從工藝角度應從以
下方面著手。
(1)保證制冷劑循環(huán)量適宜，制冷劑不足時及
2l
萬方數據
氯堿工業(yè)2011年
時補充。
(2)加強油分離并保持較高的油質。制冷劑攜
帶的油膜嚴重影響制冷劑在冷凝器和液化器中的換
熱系數，進而影響液化效率。由于螺桿制冷壓縮機
工作時噴入的大量潤滑油與制冷劑蒸氣一起排出，
因此在壓縮機與冷凝器之間設有高效臥式分離器，
以分離壓縮機排氣中攜帶的潤滑油。從壓縮機排出
的高壓(大約l MPa)氣體，經過排氣管進入油分離
器，降低流速，改變方向，向油分的另一端排去。大
量的潤滑油在慣性及重力作用下沉降到油分底部，
剩余的含有微量機油的氣體(制冷劑氟利昂氣體)
通過油分濾芯被分離微量機油后進冷凝器，氣體被
冷凝?。油分濾芯分離效果不理想時，要及時更
換。發(fā)現氯氣液化器有油導致液化效率下降時，要
及時回油。油質變差時要及時更換。
3．4及時清洗污垢，以免換熱效率降低
油冷卻器、氟利昂冷凝器運行一段時間后即在
冷卻水側的換熱管壁上結一層污垢，垢阻的導熱分
系數很小，極大的降低傳熱總系數，使換熱效果變
差。為此，應適時清洗列管換熱器(油冷卻器、氟利
昂冷凝器)。大修時清洗氯氣液化器并檢查列管的
完好。
3．5加強保溫
對氟利昂管道、氯管道、閥門進行保溫，減少能
量損失。
4提高生產能力
隨著環(huán)境溫度的升高，液化機組的負荷增大，有
時需提高生產能力。上述節(jié)能措施同樣可提高生產
能力。另外還有如下方法。
(1)較低的氯氣進氣溫度。夏季可考慮遮蓋管
道等措施。這也是節(jié)能措施之一。
(2)較低的循環(huán)水溫度。降低油冷卻溫度和冷
凝器出口溫度，均可提高液化效率，但油溫降低，油
黏度增大。金牛鉀堿控制油溫在40—50℃。
(3)適當地設定較低的壓縮機吸氣壓力，加大
制冷劑循環(huán)量，用消耗較多的電能增大生產能力，提
高液化效率。
參考文獻
[1]‘牛文峰，趙峰．氯氣液化及汽化系統跑氯的安全防范
及處理[J]．氯堿工業(yè)，20cr7(6)：16，18．
[編輯：蔡春艷]
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(上接第19頁)
圈2廢氯吸管配置圖、
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另外，為保證乙炔廠清凈工序所需次氯酸鈉符
合要求，吸收崗位必須配置出合格的次氯酸鈉輸送
至乙炔廠。原設計是在液化器后的尾氯管至鹽酸工
22
序的調節(jié)閥后安裝l根風50姍的碳鋼管道到
T10l、T102處。這樣，每當做次氯酸鈉吸收用氯時，
由于尾氯壓力較高(0．65 MPa)，去鹽酸工序的尾氯
壓力就會波動，影響合成爐正散生產。神馬氯堿發(fā)
展曾因此造成合成爐滅爐1次。后將此管道安裝在
原氯分配臺上，原氯壓力較低(O．15 MPa)，吸收操
作比較容易，保證了前后工序壓力的穩(wěn)定。
3 結語
高溫高壓法液氯生產工藝是先進的節(jié)能、環(huán)保
工藝。其工藝流程簡單，占地面積少，便于維修。不
需要氟利昂，從而減少對大氣的污染。經過不斷探
索、改進、完善，自2009年6月裝置改造完成，一直
運行至今，整個系統不曾因為液氯工序故障造成停
車。
參考文獻
[1]趙曉煥．氯氣高壓液化技術在氯堿生產中的應用[J]．氯
堿工業(yè)。20lO，(46)l：19—21．
[2]周賢國，劉紅民．液氯生產工藝綜述[J]．氯堿工業(yè)，200r7
(9)：20一2I．

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