氯碱-聚氯乙烯生产盐酸及氯化氢工段安全操作及事故预防
一、生产特点
盐酸、氯化氢工序屉个有毒、有害、易燃、易爆、接触腐蚀性化学物品的工段。
1．有毒、有害、防止中毒
氯气是有窒息性的毒性很大的气体，确保管道、设备的气密性。防止氯气外逸是十分熏要的。尤其是当合成炉因突然故障(如氯气压力突然升高、电源突然中断、炉压因纳氏泵跳电发生倒压而增高等)熄火时，合成炉内氯气大量过量而发生氯气外逸。氯气对人体的危害主要是通过呼吸道和皮肤粘膜产生中毒作用。其中毒症状为流泪怕光、流鼻涕、咽喉肿痛、气急、胸闷、直至肺气肿、死亡。氯气的排放标准为小于1mg／m3，居民区为小于0.1mg／m。因此维持合成炉有准确的氯氢配比。维持氯系统有良好的气密性．维持氯气压力稳，维持电源的双重供电是十分必要的。
氯化氢气体同样是有毒、有害、有强烈刺激性的气体。对呼吸道、皮肤粘膜有很强的刺激、腐蚀怍用，可使之充血、糜烂。其排放的最高允许浓度为15mg／m3。
2．易燃、易爆．防止火警
氢气是易燃、易爆气体，极易自燃，在800℃以上或点火时则放出青白色火焰，发生猛烈爆炸而生成水。因而安全要求是很高的。氨气和空气的混合气中，含氢量在4.1～74.2％(vo1)是爆炸区间。氢气和氧气的混合气体中，含氢量在4．5～95％(vo1)是爆炸区同，氢气和氯气的混合气体中含氢量在3.5～97％(vo1)是爆炸范围。氯气、氢气和空气混合气的爆炸上下浓度极限如图9-16所示。氢气和空气的混合气的燃点为450℃。而与氧气的混合气的燃点为450℃。在生产厂房中大量氢气外溢的情况下，亦可能生成易爆的氢气、空气的混合气。为了氯碱生产的安全，氢气、空气的混合气中氢的允许含量为4％(vo1)。氮气或二氧化碳，等惰性组分对混合气的着火极限、爆炸极限是有影响的。因此，如果在氢气和空气的易爆混和气中加入一定量的氮气和二氧化碳，就不会发生爆炸。例如，在l体积的氢气和空气混合气中加入16．5体积的氮气或10．3体积的兰氧化碳。就可以防止爆炸。因此．氯碱生产过程中合成炉系统在开车点炉或检修动火时。氧气管道、设备往往要用氮气冲洗稀释。经分析。需控制易爆混合气含氢量合格(含氢量≤0.4％)才能动火，动火点需距氢气柜25mm之遥．氯内含氢也是必须控制的指标。氯氢混合气在正常温度或无光照下不起作用，但在日光或人造光的波长为470mm或者温度超过50℃，两种气体将爆炸性地反应生成氯化氢。电槽阳出来的的氯气中含有空气、氢、二氧化碳、一氧化碳等。氯气中含氢量小于1％(体积)一般无爆炸危险。但当氯气、氢气的混合气中含氢量为3～7％(vol)时，点燃时伴有爆炸；含氢量达83～93%（体积)时，压力增高但不爆炸。由此可见，氯内含氢量必须严格控制。
3.防止腐蚀性物品的化学灼伤
在盐酸、氯化氢的生产过程中，常接触盐酸、硫酸等强腐蚀性化学物品。硫酸在浓度较高的情况下，如纳氏泵中硫酸浓度可达92％以上，对人体的表皮细胞有相当强的腐蚀性，常是脱水性的灼伤。若溅入眼球中，将使结膜红肿，晶状体萎缩，直至渗入视网膜，使之失明。为防止化学灼伤．要戴好劳动防护用品，切忌在硫酸中冲入水，否则易发生爆破性喷溅．容易伤害。
盐酸同佯是一种强无机酸．也会灼伤皮肤粘膜。一旦人体接触盐酸，应立即用水冲洗，并要求设备、工艺管道有良好晶密闭性，另外要选择合理的材质，防止泄漏发生。
二、安全操作要点
1.正确控制合成反应的氯氢配比
合成反应时，氯与氢的配比应为1︰1．05～1︰1。一日发出比例查调，均会发生事故．氢气过量太多，会使尾气含氢量增加，若尾部产生摩擦易发生爆炸；另外含氢增加会影响氯化氢的纯度；还可以影响氯乙烯合成中得率。氯气过量危害就更大，首先尾气带氯排放，污染环境，造成人体伤害，其次严重影响钢制合成炉使用寿命，因过量氯会与铁反应生成二氯化铁、三氯化铁，易堵塞后部管道及设备；另外氯化氢气体中含有游离氯，在氯乙烯合成程中氯气与乙炔反应生成氯乙炔而发生爆炸。由此可见．严格控制氯氢配比是安全生产所必需的有效手段。正常氯氢配比的混合气火焰是青白色的，一旦发生氯配比增大，火焰颜色渐渐变成浇黄、黄色、深黄、浇红、．红色、深红，直至发紫。因此时刻注意火焰颜色，及时调整氯氢配比，始终保持正常控制范围是相当重要的。
2.确保事故处理装置的完好
事故氯化氢处理装置是处理紧急情况下正压氯化氢和氯气的应急装置。它具备二种功能，即处理盐酸、氯化氢设备、管道中的剩气，不使其外溢；另外，可处理因纳氏泵故障，造成出口管网中的带压氯化氢气体之释放、汇压。并可抽吸氯化氢总管中剩余气体，有效防止有害气体的外滥。
要确保事故处理装置的完好，才能防止有替气体的外溢。对整个处理装置来说，要随时准备处理事故发生后产生的有外溢可能的气体。其中在处理各台炉子的剩气时。要保证水封有效；让其进入水吸收塔，吸收掉气相中所含的氯化氢，再进入碱吸收塔，将气相中所含的氯气吸收掉；再去排空，如图9-17所示。在处理正压氮化氢气体时就开启水封阀。让其冲掉水封，依次进入水吸收塔和碱吸收塔，将氯化氧气体充分吸收掉，再作排空。确保处理装置的完好，就必须确保装置开得出、启得动。碱吸收液浓度配制合适，水吸收液随时更新，日常要勤维修保养。
3．开、停车注意要点
(1)合成系统
点炉前必需认真做好以下工作：
①认真检查设备、管线、阀设，确信进炉氧气、氯气管线上所有阀门严闭；
②认真检查炉顶防爆膜坚挺、有效，防雨遮盖严密；
⑧认真检查燃烧器，确保其完好；
①氨气管网试压，确认其不漏(非全厂停车点炉可不执行此条)；
⑤氢气系统用氮气进行置换；
⑥合成炉看火视镜清晰透亮；
⑦水夹套或水蒸汽炉检查水源是否正常(排除剩气)；
(2)冷却系统；
①冷却水系统泵、阀、管线开通循环；
②冷却水压保持0.15～0.20MPa；
③冷却器底部冷凝阀打开。
(3)吸收系统
①膜式吸收塔冷却系统开通循环，
②吸收水泵开启，并保持回流。确保吸收水压力为0．5～0．55MPa；
③出酸阀打开；
④尾气系统无泄漏
⑤鼓风机开启，并调节一定量的抽力。
(4)氯化氧冷冻脱水系统
①开启冷冻盐水循环系统；
②冷冻塔底部冷凝酸阀打开；
③更换酸雾捕集器上防爆膜；
④用氯化氢试压；确认系统不漏。
(5)氯化氢压缩输送系统
①硫酸贮罐有一定最贮存；
②进、出管网试压，确认无泄漏；
⑨冷却水开启循环；
④各类气阀门严闭(包专最分配台)；
开车要点：
(1)合成炉系统
①分析氢气纯度在98％以，分析氯气纯度在60％以上，氯内含氢在1％以下(非全厂停车点炉时，氮气纯度在90％以上，氯内含氢在0.6％以下)；
②坚持先点氢、后点氯，以氯代空气的原则；
③一次点火失败，绝不能立即再点，必须间隔20分钟后再点；
(2)吸收系统
①待合成炉点上后，即开吸收水，防止氯化氢气体外溢；
②依据进吸收塔稀酸温度，调节进塔吸收水量；
③及时测嚣出酸浓度；
⑶尾气系统
①点炉时，调节尾气鼓风机抽气量；
②分析尾气中含氢、禽氧、含氯化氢量；
(4)氯化氢干燥、输送系统
①待氯化氢纯度90％以上，氯化氢含氧在0.53%以下，氯化氢含氢1～2.5%，无游离氮，才具备送氯乙烯合成条件；
②在输往氯化氢干燥系统时，必须先打回流做处理盐酸，分析合格后再开分配台通氯乙烯阀门，然后依据氯乙烯所需流量及时调节纳氏泵量；
③冷冻干燥的盐水温度也需依据氯化氢流量予以调节；
停车要点：
(1)停合成炉必须在减少进炉的氯气、氢气流量前提下，做到“先断氢．后断氯”，或同时一起切断气源，防止炉子爆破发生；
(2)打开炉门必须在停炉后半小时进行，绝不允许停炉后立即打开炉；
(3)氯化氢剩气用事故氯化氢处理装置予以处理掉；
(4)氢气系统(包括气柜、氢气管路)用氮气置换过，其中含氢必须达到0．4％以下(若因故单台炉停车，则气柜不用氮气置换)。
(5)氯气系统用空气置换(非大修停炉，可以不用空气置换)
4．系统检修注意要点
(1)在单台炉因故停车检修时，周围合成炉的生产系统正在正常生产，系统检修之安全与否将直接影响周围炉的正常生产，应予以高度重视。
(2)若需动火必须做好以下工作
①氢气管道(指单台炉所属)、合成炉动火属一级动火，需经安全部门及厂部审批；其余部位动火属二级动火，需经车间主任审批。
②系统动火前必须拆除炉顶防爆膜，进炉的氢气、氯气管道上盲板(办理装拆盲板手续)，拆掉炉顶，停下尾气鼓风机，周围炉的氢气系统遮盖石棉布，尾气风机也遮好石棉布。若风向不利，还得停下左右炉。在动火部位有良好接地(防止静电作用)，现场有专人监护。并准备好1211灭火机等消防器材。若需进入合成炉补焊，还得办理进入容器的申请手续；动火部位较高的话，还需办理登高作业申请手续。
(3)参与检修人员需戴上必需的劳动防护用品，防止酸等化学品灼伤。
(4)参与检修人员应高度重视安全，切实把“无电当作有电，无酸当作有酸”，作业时切实做好“三不伤害”。
三、常见事故及预防
1．合成炉火焰变色
产生原因，合成炉正常火焰颜色为青白色，除此之外均为不正常的火焰，即进炉的氯气、氢气配比不当造成，若火焰发黄、发红．即进炉氯气量增多。
预防措施：严格控制氯气、氢气配比。
2．合成炉看火视镜发黑，看不清
产生原因：看火视镜发黑、看不清会严重影响操作者的视线，乃至影响进炉氯气、氢气配比的控制．造成视镜看不清原因是氢气长时闽过量，或视镜处漏入空气。
预防措施：适度减少进炉氯气量或补漏。
3．合成炉火焰微红，摆动不稳定
产生原因：火焰颜色突然微红(非经过黄色转红色)，火焰晃动说明输氢有问题，氢气纯度突然降低，这是十分危险的，时间一长，炉顶防爆膜爆破不可避免。
预防措施：立即通知电解检查，若一时不能处理好，只能紧急停车。
4．合成炉出口压力渐增或突然增高
产生原因：
(1)进炉的氯气、氢气量增加，这会使合成炉出口压力升高，因为氯化氢流量增加，此系正常的炉压上升，直至满负荷生产，炉压达到极大值；
(2)出酸系统不畅，比如氯化氢冷却器出酸(冷凝盐酸)不畅，首先想到冷凝酸阀可能未开，其次可能出酸口被异物堵塞。又比如膜式吸收塔出酸阀未开，或塔堰处有阻(气体不能吸收掉，阻力增加)；
(3)尾气鼓风机故障或出口处积水；
(4)空气冷却导管或石墨块式冷却器顶部有二氯化铁或三氯化铁阻塞；
(5)石墨冷冻塔盐水温度过低，冷凝酸结冰，造成氯化氢气体通过困难；
(6)纳氏泵跳闸或泵抽气不足，此举使炉压突然上升；
(7)合成炉去氯化氢冷冻总管结酸。
一般说，炉子出口压力突然增高危险较大，甚至会造成炉子突然火焰熄灭，防爆膜爆破。对操作者来说，会有措手不及的感觉，往往来不及调节流量就发生炉火熄灭了，具有较大的突发性，所以需要有高度的重视才能处理好。
预防措施：
(1)迅速清理出酸系统，确保其畅通，若是冷却器或吸收塔冷却水漏入气相的话，排液会增加，而且冷却水吸收了氯化氢气体，因而使排液温度升高，确保出酸畅通，更为重要；
(2)紧急减小进炉的氯、氢气流量，以“小火”维持，迅速排除鼓风机故障或积液；
(3)清除空气冷却导管及冷却器顶部的铁氯化物；
(4)冷冻盐水温度升高；
(5)调开纳氏泵，增加泵的抽送气量或紧急减少进合成炉的气量；
(6)放掉总管中冷凝积酸；
(7)最为重要的是提高操作者技术素质，提高应变能力，一旦发现炉压突然上升；立即紧急减量，以争得处理故障的时间。
5．氯气压力突然升高
产生原因：主要是氯气透平机出口管网氯气不平衡或液氯尾气夹带液体氯冲出，使尾气缓冲器结霜，液体氯在0℃的L可以化成1463L气体氯，lkg液氯可以汽化成390L气体氯，使氯气容量流量一下子增加了许多，瞬间使各台合成炉氯气进炉量骤增．使火焰颜色一下子发红，严重时压熄炉子。
预防措施：①液氯尾气阀门不能开启过大，否则易在尾气中夹带液氯，②原料氯气稳压装置是否失灵，需经常检查；③通知调度或值班主任紧急降低电槽负荷；④紧急减少进炉氯气量，以“小火”维持生产，等其氯压降低后，再增加进炉氯气。
6．点炉时，炉子发生爆鸣
产生原因：炉子点火时发生爆鸣，是由于炉子内有剩余氢气所致，这很可能是进炉的氢气阀泄漏(更可能未关)。这是相当危险的，炉内有氢，一旦遇火就会发生爆炸。
预防措施：在点炉前，认真检查进氢阀门是否关严，发生关不严的阀门给予更换，也可以分析炉内含氢量。
7．氯化氢纯度不高
产生原因：①氢气过量较多，这是氯氢配比未控制好的缘故；l②原料氯气纯度低，这是管网系统(尤其是电槽及其出口有空气漏入)有泄漏。或液氯尾气混入原氯，氯化氢纯度低，造成氯乙烯合成得率降低，是得不偿失的。
预防措施：①增强操作者责任感，认真控制好氯氢配比，提高纯度；②提高氯气纯度，使合成得率提高。
8．盐酸浓度不合格
合成盐酸浓度通常应保持在3l％以上．但浓度有时也会低于3l％。
产生原因：①吸收水加得太多，这是操作不当造成的，吸收水加得太多使盐酸浓度冲淡，进吸收塔稀酸浓度也太淡(从稀酸温度低可以看出，对于绝热吸收来说，此温度高，表示稀酸浓度高)。②冷却塔或吸收塔冷却水进入气相(发生石墨管漏)，冲淡了成品浓度。③膜式吸收塔分液管根部裂缝，使吸收水走短路，而不是一个水平面上进分液管，分液不均匀，使气体走短骼，致使浓度不合格。另外分液管不水平，也会发生上述现象。④吸收水温度较或冷却水温度较高，对于尾部采用绝热吸收方式来说，吸收水温度较高，氯化氢在水溶解度就小。
而进入膜式塔中稀酸温度就更高，对吸收传质是不利的。⑤尾气塔的气相进口挡液器破裂，造成稀酸直接经进气管到膜式塔下封头，而不经吸收就排出膜式塔，使浓度很低。
预防措施：①严格控制稀酸温度，减少吸收水流量，控制适度；②处理石墨管泄漏；
③分液管重新粘接，校正水平；④降低吸收水温；⑤检修挡液器。
9．尾气排空冒白烟
产生原因：①吸收量太少，造成部分氯化氢气体未经吸收就排空；②膜式吸收塔吸收效果差，要检查分液管；③炉子流量增加，而吸收水未及时跟上；④尾部塔分液盘布水不匀，使部分气体走短管。
预防措施：①增加吸收水量；②检查膜式吸收塔分液管；③尾部塔分液盘检查，校正水平。
10．合成炉防爆膜爆破
产生原因：①停炉日寸爆破，炉内剩余氢气较多．未置换掉；③生产过程中爆破，主要是防爆膜使用时间长，或炉压突高，气体倒压所致；③点炉时爆破，主要是进炉阀漏入氢气，炉内含氢达到爆炸极限。
预防措施：①停炉时，氯氢一起切断，切莫先断氯、后断氢，并及时用风机抽空；②定期更换防爆膜，发生倒压及时减少进炉氯、氢气量；③点炉前认真检查氢系统阀门，发现泄漏及时更换。
11．水冷却合成炉漏水
产生原因：水冷却合成炉发生漏水，主要是泄漏处受到高温湿氯化氢腐蚀。主要腐蚀是氢气中含水量较多，炉温控制过低，般在108.64℃以下，腐蚀加剧。
预防措施：①氢气脱水干燥；②炉温最低处控制在108．64℃以上
12.石墨冷冻塔冷凝酸增多
产生原因：石墨冷冻塔内石墨管断裂，盐水进入冷凝酸，使之增多。
预防措施：停车、停送盐水、查漏、堵漏。
13．氯化氢含水分偏高
(1)必须严格按照操作规程来做好开车的准备工作，尤其是要检查进炉系统的氯气、氢
气阀门、旋塞是否严闭。
(2)在点火作业前一定要取合成炉内气体样品分析，分析合格后才能点火。
产生原因：①盐水温度控制太高，②酸零捕集器氟砖；J玻璃棉失效。
预防措施：①降低盐水温度，②更换新的玻璃棉。
14．纳氏泵故障
(1)纳氏泵漏酸漏气
产生原因：泵出口压力过高，机械密封断酸或端面粗糙拉毛。
预防措施；限压控制，不让泵出口压力超过额定压力；调新泵并调节酸量．更换端面。
(2)纳氏泵壳或连轴结发热
产生原因：酸循环量少，连轴结太紧或不正，泵酸浓度太稀，泵质量差。
预防措施：加大酸循环量，校正或放松连轴结，更换泵酸，换泵。
(3)氯化氢含氧过高
产生原因：纳氏泵进口管路有空气抽入，纳氏泵负压过高，泵连轴结漏气。
预防措施：查漏、堵漏，开大回流、降低负压}换新泵。