簡介
液氯
分子式：Cl2
相對分子量：70.906
CAS號：7782-50-5
危規號：23002
性能
液氯為黃綠色的油狀液體，有毒，在15℃時比重為1.4256，在標準狀況下，沸點為-34.6℃，凝固點為-101.5℃。在水分存在下對鋼鐵有強烈腐蝕性。液氯為基本化工原料，可用於冶金、紡織、造紙等工業，並且是合成鹽酸、聚氯乙烯、塑膠、農藥的原料。用高壓鋼瓶包裝，淨重500kg、1000kg;槽車罐裝，淨重25噸左右/罐。貯於陰涼乾燥通風處，防火、防曬、防熱。
項目指標
優等品一等品二等品
氯含量，%≥99.899.699.6
水份含量，%≤0.0150.0300.040
技術指標:GB-T5138-1996
危害特性：液氯不會燃燒，但可助燃。一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，一般易燃氣體或蒸汽也都能與氯氣形成爆炸性混合物。氯氣能與許多化學品如乙炔、松節油、乙醚、氨、燃料氣、烴類、氫氣、金屬粉末等猛烈反應發生爆炸或生成爆炸性物質。它幾乎對金屬和非金屬都有腐蝕作用。
液氯製造
氯氣液化
1.1氯氣液化的目的
1.1.1製取純淨氯氣。不管是離子膜法電解制鹼或是金屬陽極法電解制鹼，聯產的氯氣總有一定的雜質，對於某些使用場合來說，需要純度較高的氯氣，而乾燥以後的原料氯氣是無法滿足要求的。在氯氣液化過程中，絕大部分氯氣得到冷凝，不凝性的氣體作為尾氣排出，使液態氯純度得到了提高。
1.1.2便於運輸和貯存。氯氣液化以後，體積大大縮小，氯氣的密度為3.2kg/m3，而液氯的密度可達13-16kg/m3，因此，便於長距離運輸。
1.1.3用作氯氣的平衡產品。由於氯鹼化工企業主產是連續性的，當某一氯氣用戶無法正常耗用氯氣時，將會影響到電解的負荷，而生產液氯則就有了緩衝餘地，可以將用戶減少的氯氣用量平衡掉，使電解槽不必降低負載，從而使整個氯氣供給、使用的生產網路實現相對穩定。
1.2氯氣液化方法的比較
氯氣是一種比較容易液化的氣體。由於氣相氯氣中含有不凝性組分，實際的液化溫度要比純氯氣的液化溫度低些。而不同的溫度與壓力液化氯氣所消耗的能量是不同的，氯氣液化就有高溫高壓法、中溫中壓法和低溫低壓法之區別。三種製備液氯方法的電能消耗不同。
高壓法消耗的電能僅為低壓法的一半，節能效果十分明顯。而且氯氣壓力越高，氯氣液化越容易。氯氣壓力上升至1MPa以上時，普通的冷卻水就可以實現氯氣的相變化，根本不需要冷凍裝置。隨著高性能、高排出壓力的氯氣壓縮機的問世，液氯生產過程採用高壓法的企業會越來越多。據了解，日本德山曹達就有單台氯氣離心式壓縮機出口壓力達到1.2MPa(G)線上運行中。一般來講，要想取得較高的氯氣壓力，就必須將氯氣壓縮機串聯使用，但生產工藝相對複雜許多。
生產工藝
來自氯氣處理後的淨化乾燥氯氣(氯氣的體積分數約為96%，氫的體積分數小於0.4%)經分配台進入氯氣液化器(液化箱槽式、列管式的液化器)，用-25—35℃的冷凍氯化鈣鹽水溶液(或氟利昂冷凍液)進行冷凝熱交換；使大部分氯氣冷凝為液氯，然後氣液混合物進入氣液分離器將液化尾氣進行分離，液化尾氣從頂部進入尾氣管，去鹽酸尾氣緩衝罐(供合成氯化氫之用)或去除害塔處理製備次氯酸鈉；而液氯則由氣液分離器底部流入液氯計量槽或液氯貯槽。
氯氣冷凝器所需的冷凍鹽水或氟利昂冷凍液由氨冷凍機組或氟利昂冷凍機組進行製冷和回收循環使用。
來自液氯計量槽或液氯貯槽的液體氯從容器底部流向立式貯槽，由液氯液下泵(該泵密封是採用充入高壓氮氣)進行抽吸送入液氯包裝鋼瓶。也可以直接從液氯計量槽或液氯貯槽底部用禁止液氯泵進行抽吸送入包裝鋼瓶。也有採用氣化氯包裝的方法，即在液氯氣化器中壓入稍許液體氯，將汽化器夾套注入95℃熱水，使氣化器內液體氯迅速氣化，氣化壓力可達1.1MPa，然後將氣化氯壓入液氯計量槽或液氯貯槽，將計量槽或貯槽內的液體氯壓送入鋼瓶進行包裝。但是每次包裝完畢以後，氣化器內氣化氯將直接排入氯氣管網或者直接排往除害塔。另外還必須將氣化器內剩餘物(帶液)進行排污和鹼處理，以策安全。氣化器內氣化氯帶壓排放進入氯氣管網時，必須放慢排放速度，一旦過快，容易使鹽酸合成爐火焰壓熄，造成合成爐氯氣外溢事故發生。
安全隱患
3.1氯氣內含氫超標
原料氯氣中含有氫氣。一定比例的氯氣與氫氣是爆炸性氣體混合物。在開始進行氯氣液化時，由於氯氣能液化而氫氣則未達到液化條件不能液化，氫氣在混合氣體中的比例較小，以不凝性的組分形式存在於氣相之中，尚未達到爆炸範圍的下限，所以氯氣內氫的存在不會影響系統的安全。隨著氯氣的液化量增多，不凝性氣體中氫的含量由於積聚而增加，達到爆炸範圍，威脅著液氯生產的安全。在液氯製備過程中，必須根據不凝性氣體中的氫含量(液氯尾氣含氫)來控制原料氯氣的液化程度，就是控制它的液化效率。一般尾氣中氫的體積分數不能超過4%，由此可見氯氣的液化程度必須處於受控狀態，受到一定的限制。一旦尾氣含氫超標，就會發生爆炸事故，這種事故在氯鹼行業曾經發生過。
3.2三氯化氮超標
三氯化氮是一種易爆且爆炸性十分強烈的化學物質，自然爆炸溫度368K，在氯氣中的爆炸範圍為5.0%，6.0%(體積分數)。三氯化氮是一種**黏稠液體或斜方形晶體，有類似氯氣的刺激味，毒性極大；在酸、鹼介質中很容易分解。純三氯化氮是很不穩定的，333K時，在震動或超音波的刺激條件下，可分解爆炸：在陽光、鎂光直接照射下，瞬間爆炸；與臭氧、氧化氮、油脂或有機物接觸，易誘發爆炸。2摩爾三氯化氮爆炸時，分解為1摩爾氮氣和3摩爾氯氣，同時釋放出460kJ熱量，即2NCl3→N2+3Cl2+460kJ
在容積不變的條件下爆炸時，溫度可達2128℃，壓力543.1MPa，在空氣中爆炸溫度約為1700℃。
三氯化氮的去除
a.鹽酸洗滌
用23%-30%的鹽酸溶液在噴淋洗滌塔中與氯氣逆流直接接觸，與三氯化氮發生如下反應：
NCl3+4HCl→NH4Cl+3Cl2↑生成的氯化銨被鹽酸帶走。如果這個噴淋洗滌塔在工業水冷卻器之後的話，則可取代鹽水冷卻器，使氯氣達到進乾燥塔要求的溫度和含水指標，同時氯氣中所夾帶的鹽沫雜質也可被大部分除去。但是此方法三氯化氮的去除率不高，且後序處理量大。絕大部分氯鹼企業不採用此洗滌方法。
b.液氯洗滌
在進入氯氣壓縮機前或進入液化器之前的乾燥氯氣用液氯進行噴淋洗滌，可以把氯氣中的三氯化氮進行冷凝，有機雜質也將被液氯帶出。噴淋洗滌過程中受到污染的液氯可以加入有機溶劑，如四氯化碳等。稀釋後將液氯蒸發氣化回收使用，餘下含雜質的四氯化碳溶液，也可回收利用。由於整個處理過程比較複雜，國內尚未正式使用此方法。在國外已經普遍採用此方法，收到十分滿意的效果。特別是在進入氯氣透平壓縮機組之前，氯氣用液氯洗滌以後，使壓縮機的組效率明顯提高，出口排壓顯著上升，深受國外同行的歡迎。
c.氯水洗滌
氯水洗滌是目前國內最為流行的一種去除三氯化氮的方式，這一方法基本與鹽酸洗滌相同。它是採用氯水中的次氯酸或鹽酸與三氯化氮進行反應，而除去三氯化氮和氯氣中所夾帶的鹽沫雜質(特別值得指出的是，離子膜法制鹼的電解槽出口氯氣所含的鹽沫是隔膜法金屬陽極制鹼電解槽出口氯氣所含鹽沫的10倍。如果不設氯水洗滌的話，氯氣中夾帶的鹽沫就有可能將濕氯氣和乾氯氣除霧器的玻璃纖維過濾筒全部堵塞)。但是氯水與三氯化氮反應的速率相對要低些，由於氯水的噴淋量較大，也就彌補了反應速率的缺陷。後處理比較容易，在保證氯氣循環量的基礎上，多餘的氯水可以直接送往淡鹽水脫氯單元進行處理。
d.熱分解法
三氯化氮在50℃時就開始分解。其分解速率在一定條件下與生成反應進行可逆平衡。當溫度達到100℃時，只需1min就可以全部分解。而且三氯化氮在氫氧根的催化下，可由於水解而加速分解。據此，可以在氯氣多級壓縮的過程中進行中間冷卻之前，先進入兩三組已預處理生成氫氧化亞鐵表面的鐵絲網組進行催化分解。使用這個方法需要特別注意三氯化氮在高溫及催化條件下爆炸的可能。因而在國內尚未有套用的實例，也未推廣使用。
e.排污處理法
在液氯的生產過程中，在氣液分離器和氣化器容器中極有可能存在著已經富集的三氯化氮，定期對氣液分離器和氣化器進行排污處理是十分必要的。這種做法在國內十分流行，也是比較簡易可行的。
具體的做法是在排污時分別將氣液分離器和氣化器中富集的三氯化氮帶著液體氯一起排放到排污器中，然後加入燒鹼溶液進行處理；或者排放至製備次氯酸鈉溶液的反應池內，如無反應池，就直接排放至配置好一定濃度燒鹼溶液的貯罐內。
用途
液氯一般氣化後使用，用途較為廣泛，為強氧化劑，用於紡織、造紙工業的漂白，自來水的淨化、消
毒，鎂及其它金屬的煉製，製取農藥、洗滌劑、塑膠、橡膠、醫藥等各種含氯化合物。
化工生產中，由聚乙烯與液氯合成為聚氯乙烯、氯化聚乙烯。
廣泛用於造紙、紡織、農藥、有機合成、金屬冶煉、化工原料等行業，及生活用水消毒之用。
包裝
用1000公斤，500公斤的鋼瓶包裝，液氯鋼瓶應按<<氯瓶安全監察規程>>的規定進行外部塗色、書寫字樣和檢驗鋼印標記;或採用25噸/罐的槽車罐裝。液氯屬劇毒品，違規編號：23002。應儲存在陰涼、通風的庫房中，專庫專儲。
切勿與易燃物，易爆物及氨氣共儲或拼車運輸。
[接觸限值]:中國MAC：1mg/m3
蘇聯MAC：1mg/m3
美國TWA：OSHA1ppm，3mg/m3[上限值]；ACGIH0．5ppm，1．5mg/m3
美國STEL：ACGIH1ppm，3mg/m3
[侵入途徑]:吸入
[毒性]:屬高毒類
LD50：
LC50：293ppm1小時(大鼠吸入)
健康危害
對眼、呼吸系統黏膜有刺激作用。可引起迷走神經興奮、反射性心跳驟停。急性中毒：輕度者出現黏膜刺激症狀：眼紅、流淚、咳嗽，肺部無特殊所見；中度者出現支氣管炎和支氣管肺炎表現，病人胸痛，頭痛、噁心、較重乾咳、呼吸及脈搏增快，可有輕度紫紺等；重度者出現肺水腫，可發生昏迷和休克。有時發生喉頭痙攣和水腫。造成窒息。還可引起反射性呼吸抑制，發生呼吸驟停死亡。慢性中毒：長期低濃度接觸，可引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘和肺水腫；可引起職業性痤瘡及牙齒酸蝕症。
[皮膚接觸]:脫去污染的衣著，立即用水沖洗至少15分鐘。若有灼傷，按酸灼傷處理。
[眼睛接觸]:立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。
[吸入]:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧。給予2——4%碳酸氫鈉溶液霧化吸入。就醫。
[食入]:立即就醫
[工程控制]:嚴加密閉，提供充分的局部排風和全面排風。
[呼吸系統防護]:空氣中濃度超標時，必須佩帶防毒面具。緊急事態搶救或逃生時，建議佩帶正壓自給式呼吸器。
[眼睛防護]:戴化學安全防護眼鏡。
[防護服]:穿相應的防護服。
[手防護]:戴防化學品手套。
[臨界溫度(℃)]:144
[臨界壓力(MPa)]:7．71
泄漏處置
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，並隔離直至氣體散盡，建議應急處理人員戴正壓自給式呼吸器，穿廠商特別推薦的化學防護服(完全隔離)。避免與乙炔、松節油、乙醚、氨等物質接觸。切斷氣源，噴霧狀水稀釋、溶解，然後抽排(室內)或強力通風(室外)。如有可能，用管道將泄漏物導至還原劑(酸式硫酸鈉或酸式碳酸鈉)溶液。也可以將漏氣鋼瓶置於石灰乳液中。漏氣容器不能再用，且要經過技術處理以清除可能剩下的氣體。
