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氯碱聚氯乙烯生产液氯工段安全操作及事故预防四通球阀

2022-08-30

氯碱-聚氯乙烯生产液氯工段安全操作及事故预防

氯碱-聚氯乙烯生产液氯工段安全操作及事故预防 2011年12月02日 来源:  一、生产特点

(一)氯气压力与液化温度的关系

气体液化的条件有两条:①把温度至少降低到一的数值,即称为临界温度tc;②增加压力,在临界温度使气体液化所必须的最小压力称为该气体的临界压力Pc。

氯气液化同样需达到这两个条件。氯气的临界温度tc=144℃,Pc=76.1大气压。就是说,只要低于144℃,在某一温度下,必有一个对应的压力可以使氯气液化。纯氯气的压力与液化温度之间成单值函数关系。压力上升,液化温度随之上升;压力下降,液化温度随之下降。

氯气压力与液化温度关系见表7-2。

表7—2氯气饱和蒸汽压力与温度的关系

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表7-2所示的关系是对纯氯气而言,工业生产的氯气都含有少量的O2H2N2CO2H2O等等,不纯氯气的压力与温度氯的分压与其冷凝器温度成单值函数关系:Pcl=P×Ccl其中:Pcl2为混合气中氯分压(kPa);P为混合气的总压(kPa);Ccl2为混合气中氯的体积百分数(%)。

从上式可见,氯气在液化过程中.总压不变化,但氯气分压变化很大,使液化温度在液化过程中也有很大的变化。

由于氯的液化温度与氯压力成单值函数关系,因此在工业上采用三种不同的氯气压力生产液氯。

①高压法。氯压力在l.4~1.6MPa(表压),液化温度30~50℃。

②中压法。氯压力在0.2~0.4MPa(表压).液化温度0~10℃。

③低压法。氯压力在0.15MPa(表压),液化温度-30℃左右。

以上三种生产方法,以高压法流程最短,操作简单,能耗最低。表7—3为不同压力下生产液氯耗电的比较。

表7-3不同压力液氯生产工艺耗电比较表

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我国目前采用的液氯生产工艺大部分为低压法。近几年来,国内由于氯气透平压缩机的推广使用,一些企业制造液氯的方法逐渐由低压向中低压方向发展,生产综合能耗也随之明显下降。

(二)氯气的液化效率和氯内含氢的关系

液化效率也称为液化率,其定义为:

液化效率=以液化之液氯量/进入液化系统氯总量×100%

使用上式计算液化效率比较麻烦,由于分析进入液氯系统和出液氯系统的氯气成分比较容易,应用物料平衡可推导出下式,从而方便地计算出液化效率:

式中:C1——进入液氯系统氯气的体积浓度(以小数表示);

C2—出液氯系统氯气体积浓度(以小数表示)。

在液氯生产中,应该是液化效率越高越好,但实际情况并非如此。因为在一般电解槽生产氯气中总不可避免含有微量氢气,一般隔膜法电解氯气总管控制含氢不超过0.5%。这微量的氢与氯一同进入液氯冷却系统,在氯液化过程中氢总量不变化.而氯气总量却因为不断液化而减少,致使氯中含氢百分比不断上升,一旦氯气总氢量超过4%时,即有爆炸的危险(氯内含氢的爆炸范围为5~87.5%)。所以液化效率的极限为保证液氯尾气含氢不超过4%.这使液化效率一般控制在90%左右,不再进一步提高。以下为原料氯含氢量与液化效率的关系(氯气纯度为95%):

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由上可知液氯尾气含氢高低主要和原料氯含氢量有关,同时也与原料氯纯度有关。当原料氯纯度高时,其中含氢高,尾气含氢超过4%的危险性越大。为此须根据料冬中含氢量、氯气压力来调节液化槽温度,控制液化效率.定时分析液氯中尾气含氢量。如超过3.5%时.应采用开大尾气阀门,降低液化效率的方法来孤低尾气含氢量。

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