左晶晶

（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

氯化工藝是指化合物的分子中引入氯原子的工藝過程，主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。比較典型的氯化工藝有氯取代烷烴的氫原子制備氯代烷烴，氯取代苯的氫原子生產(chǎn)六氯化苯，氯取代萘的氫原子生產(chǎn)多氯化萘，甲醇與氯反應生產(chǎn)氯甲烷，乙醇和氯反應生產(chǎn)氯乙烷，醋酸與氯反應生產(chǎn)氯乙酸，氯取代甲苯的氫原子生產(chǎn)芐基氯，乙烯與氯加成氯化生產(chǎn)1，2-二氯乙烷，乙炔與氯加成氯化生產(chǎn)1，2-二氯乙烯，乙炔和氯化氫加成生產(chǎn)氯乙烯，乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷，丙烯氧氯化生產(chǎn)1，2-二氯丙烷，甲烷氧氯化生產(chǎn)甲烷氯化物，丙烷氧氯化生產(chǎn)丙烷氯化物，硫與氯反應生成一氯化硫，氯化亞砜作為氯化劑制備氯化物，黃磷與氯氣反應生產(chǎn)三氯化磷、五氯化磷等。

1 氯化工藝的危險性

氯化工藝的危險性主要體現(xiàn)在兩個方面：一個是物質本身的危險性；另一個是反應過程的風險。

1.1 物質本身的危險性

（1）氯化工藝所用的原料大多具有燃爆危險性。

（2）氯氣作為常用的氯化劑，物質危險性大。氯氣不會燃燒，但可助燃。一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，易燃氣體或蒸氣也都能與氯氣形成爆炸性混合物。吸入氯氣，可致急性中毒，嚴重時可引起迷走神經(jīng)反射性心跳驟?；蚝眍^痙攣而發(fā)生“電擊樣”死亡。另外，氯氣中的雜質，如水、氫氣、氧氣、三氯化氮等，在使用中易發(fā)生危險，特別是三氯化氮積累后，容易引發(fā)爆炸危險。

（3）氯化反應通?？缮陕然瘹洌哂休^強的腐蝕性。

1.2 反應過程的風險

氯化反應是一個放熱過程，尤其在較高溫度下進行氯化，反應更為劇烈，速度快，放熱量較大。

舉例：某企業(yè)二氯喹啉酸的生產(chǎn)是由3－氯－2－甲基苯胺經(jīng)環(huán)合、甲基氯化和氧化反應制得，其中涉及的氯化工藝過程如下:

將化合物A（7-氯-8-甲基喹啉）與二氯苯投入氯化釜，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，打開尾氣吸收，升溫至130℃，打開氯氣閥門通氯，控制通氯速度，溫度會自然上升，控制通氯溫度在145℃～155℃，至反應完全。其反應方程式見圖1。

圖1 某企業(yè)二氯喹啉酸生產(chǎn)中氯化反應方程式

根據(jù)該企業(yè)的氯化工藝反應風險報告，其氯化反應放熱速率曲線見圖2。由圖2 可見，向反應釜中通入氯氣后，體系立即放熱，反應放熱速率迅速增大；繼續(xù)通氯，反應放熱速率逐漸增大，反應體系中固體也逐漸增多，通氯約0.9 h 后，反應放熱速率達到最大值；繼續(xù)通氯，反應放熱速率逐漸減小，反應體系中固體也逐漸減少，通氯約2.1 h 后，反應體系溶清；后續(xù)通氯過程反應放熱速率緩慢下降。根據(jù)該氯化反應風險報告，其反應過程失控反應風險的嚴重度達到了“3級”。

圖2 某企業(yè)二氯喹啉酸生成中氯化反應放熱速率曲線

2 安全防護措施

由以上危險性分析可知，針對氯化工藝的安全防護可以從兩個方面著手：一是物質本身危險性安全防護；另一個是工藝過程安全控制。

2.1 物質危險性防護

（1）針對物質的燃爆危險性，杜絕跑、冒、滴、漏，作業(yè)現(xiàn)場應做好防火防爆，如防爆區(qū)域內(nèi)電氣應防爆，生產(chǎn)區(qū)域杜絕火種火花，進廠車間應加裝阻火器，設備設施做好防靜電接地等。

（2）針對氯氣可從以下幾方面進行安全防護：

①加強日常管理，杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。規(guī)范液氯管道的保冷設計、施工，若發(fā)現(xiàn)有結露、結冰的部位，應及時補充保冷，避免露點腐蝕，可采用聚氨酯保冷材料（氧指數(shù)大于30）噴涂發(fā)泡進行施工。

②采取液氯泄漏時的密閉措施。如液氯儲罐區(qū)設置在廠房內(nèi)，當發(fā)生液氯泄漏時，能夠迅速關閉門窗，形成廠房密閉狀態(tài)；應配套吸風和事故氯氣吸收處理裝置，確保液氯泄漏時裝置能夠快速啟動，有效防止氯氣擴散。

③設置事故氯吸收處理裝置，且能力（如堿吸收、熱交換等）與液氯泄漏量相匹配。事故氯處理設施的供電電源應達到一級負荷的要求，其堿液應定期化驗分析、補充更換，以滿足事故狀態(tài)下吸收氯氣的要求。液氯儲存區(qū)域周邊可配備移動式或者固定式水幕水帶，作為防范氯氣擴散的防線。

④當發(fā)生液氯泄漏時，在立即采取堵漏作業(yè)的同時，一般應當迅速啟動實施倒罐輸轉流程。液氯儲罐與備用罐未采取上下布置方式通過自流實現(xiàn)完全倒罐的，向備用罐的倒罐必須采用輸轉設備進行，可采用液下泵式倒罐泵，倒罐泵的用電負荷應為一級。

⑤建立三氯化氮安全監(jiān)控手段，根據(jù)原氯中三氯化氮含量情況，定時排污。

2.2 工藝過程的安全控制

根據(jù)氯化工藝反應過程的危險性，針對該工藝設施應采取自控DCS 系統(tǒng)以及獨立的自控儀表SIS 系統(tǒng)進行安全控制：反應釜溫度和壓力的報警和聯(lián)鎖；反應物料的比例控制和聯(lián)鎖；攪拌的穩(wěn)定控制；緊急進料切斷連鎖；緊急冷卻系統(tǒng)連鎖；事故吸收處理系統(tǒng)連鎖等。如將氯化反應釜內(nèi)溫度、壓力與釜內(nèi)攪拌、氯化劑流量、氯化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯(lián)鎖關系，設立緊急停車系統(tǒng)，設置安全閥、高壓閥、緊急放空閥、液位計、單向閥及緊急切斷裝置等安全設施。

具體的安全控制連鎖設置可參考如下：

（1）氯化反應釜的溫度與氯氣進料管線上的切斷閥及循環(huán)水的閥門進行聯(lián)鎖，當溫度高時，開大循環(huán)水的流量，并調(diào)小氯氣的進料閥，當達到溫度高報警值時，關閉氯氣進料閥門，同時將循環(huán)水的流量開啟到最大。

（2）氯氣緩沖罐的壓力與液氯進氣化器進口調(diào)節(jié)閥進行聯(lián)鎖，當壓力高時，關閉其進料閥。

（3）反應釜的液位與進料管調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，反應釜的壓力與氯氣進釜調(diào)節(jié)閥進行聯(lián)鎖，當壓力高報警時，關閉其進料閥。

（4）催化器的溫度、壓力與導熱油進料管進行聯(lián)鎖，當壓力或溫度高時，關閉其進料閥。

（5）在氯氣緩沖罐、反應釜、液氯罐等氯氣進口和出口管道上設置緊急切斷裝置，當液氯發(fā)生泄漏時，啟動應急吸收系統(tǒng)，及時切斷氯氣進料閥；液氯罐液位高報警時，切斷液氯進料閥。

3 結束語

綜上可見，氯化工藝危險性大，主要體現(xiàn)在物質本身危險性和反應過程風險兩個方面，本文亦從這兩個方面提出了相應的防護措施。安全風險雖然對人類危害巨大，但同時是相對的、可控的，只要采取了對應的安全防護措施，將安全風險控制在可接受范圍內(nèi)，就能大大降低事故的發(fā)生。

生命是無可替代的財富，安全是第一紅線！在追求經(jīng)濟發(fā)展的同時，我們要將安全放在首位，將各項安全措施落到實處，將安全風險進一步降低！