沸腾氯化法制四氯化钛的生产工艺危险性分析.pdf

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化
2013年第9期
沸腾氯化法制四氯化钛的生产工艺危险性分析
徐光景(湖北省安全科学技术研究中心)
摘:本文简要介绍了沸勝氯化法制取四氣化钛生产过程中所涉及的物质危害性、生产工艺和生产过程危险性进
行分析和评价,提出了相应的安全监拉和管理建议。
关词:四氣化钛;液敫;物质危险性;工?危险性;安全评价
四氯化钛是钛及其化合物生产过程中的重要中间产品,为灼烫、起重伤害、触电、机搬伤害、物体打击、车辆伤害、高处坠
钛工业生产的重要原料,目前国际上普遍采用沸腾氯化法制取落、高温和噪声危害为Ⅱ级(临界的)
四氯化钛。
3、出现液氯灌后造成人员伤亡的范围
沸腾氯化法生产是采用细颗粒富钛物料与固定碳质还原
液氧在容器破裂时会发生蒸气爆炸。当容器爆炸后液氧不
剂,在高温、氯气流作用下呈流态化状态,同时进行氯化反应制燃烧,会造成大面积的毒害区域
取四氯化钛的方法。主要化学反应方程式如下;
当某个容积为45m3的液氯贮罐破裂(80%储存质量为W=
Ti02+2C12+C=TCL+CO
48:)时,处于过热状态的液氯温度迅速降至标准沸点,放出的热
T02+2C+2Cl2=iC+20C0
量为:
一、物质危险性分析
Q= WXCX(t-10)-48000x096×x15-(-34.5)-2.28x106(k
(贮槽破裂前的环境温度t取15℃,液氯的沸点0为
34.5℃,液氯的比热C为0.96 kj/kg℃。)
对照《危险化学品名录》(2012年版),生产过程所涉及的原
假设这些热量全部用于贮讎内液氯的蒸发,液氯的汽化热q
料和产品中,氯气、四氯化钛、盐酸、一氧化碳、一氧化碳、液破等为2.89x102(kJkg),则其蒸发量W为
属于危险化学品。其中:氯气为剧毒气体(23002),一氧化碳为易
W=Q/g=-2.28X10672.89×10=7889.3(kg)
燃有毒气体(21005),四氯化钛为酸性腐蚀品(81051),易与水反
在沸点下蒸发蒸汽的体积Vg(m3)为
应放佃有的腐蚀性畑气,此三种危险化学品均为重点监管的
Vg=2.4×xWx(273+O)(Mx273)=2177.5(m)
危险化学品。此外,二氧化碳为不燃气体,盐酸为酸性腐蚀品第
资料显示,氯在空气中的浓度达到0.09%时,人吸人5-10分
三类易制毒化学品,氢氧化钠为碱性腐蚀品。
钟即可致死,即0.09%为氯的危险浓度。则蒸发体积为Vg的氯
气可以产生的令人致死的有毒空气体积为
二、エ艺危险性分析
V=Vg/0.09%24194881
1、氯化工艺
假设这些液氯以半球形向地面扩散,则该液氯的扩散半径
根椐安监总管三[2009]116号文件的规定,氯化工艺属于重
R=(V72.094413(24194882.094)13=104.9m
点监管的危险化T.T艺。
通过以上对液氯贮罐作事故后果摸拟分析可以看出:一且
某个45m液氯贮罐破裂造成液氯泄漏,贮罐周104.9m范围
(1)氯化反应是一个放热过程,尤其在较高温下进行氯内的人员在5-10分钟内可因吸人氯气而死亡。
化,反应更为剧烈,速度快,放热量较大。
(2)在液氯气化、氯化过程中,某一环节出现偏差,如加热温四、结果与建议
度失控可能导致物料达起火燃烧并发生爆炸;设备破裂使大量
蒸气逸出,可形成爆炸性混合物,遇点火源会发生燃烧爆炸。
沸腾氯化法制取四氯化钛生产过程中物料具有易燃易
3)氯气为剧毒化学品,氧化性强,谐存压力校高,氯化时液爆、有毒和腐蚀危害性,特别是液氯为剧毒气体,发生泄漏后的
氯先汽化再氯化,一旦泄漏危险性较大,会发生中毒事故
危害性较大,危害范国较广。因此,应严格落实安全设施“三同
4)氯气中的杂质,如水、氢气、氧气、三氯化氮等,在使用中时”管理,根据氯气等危险化学品的危险特性,加强生产、備运过
易发生危险。特别是三氯化氮积累后,容易引发爆炸危险
程中的安全控制和管理,严防重大事故发生
(5)生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性強
2、四氯化钛生产过程中涉及的液氯、四氯化钛和一氧化碳
(6)氯化反应尾气中的CO为有毒易燃气体,可能形成爆炸属于重点监管的危险化学品,应按照安监总件三〔2011)95号等
性混合物。
3、四氯化鈦精工艺
文件规定的要求,装备功能完善的自动化控制系统,严格工艺、
设备和安全管理。
塔内温度达到140-145℃,被处理物均在沸点范围进行蒸发
3、四氯化钛生产过程中存在重点监管的氯化危险工艺,应
或冷凝,系统内始终呈现气液共存状态,如果某一环节出现偏按照安监总管三(2009115号等文件规定要求,落实安全监控措
差,可能导致物料达起火燃烧并发生燝炸;设备破裂使大量蒸气施。
逸出,会发生火灾、爆炸和中毒事故。
参考文件
?、生产过程危险性评价
①刘长河,我园四氯化钛生产工艺的技术进步。稀有金属快
报,2007,26(4):1-6
1、生产过程危险有害因素辨识
②《安全评价》,国家安全生产监督管理局。北京:煤炭出版
生产装置运行中主要的危险是:火灾、爆炸、中毒和窒息、灼
烫、触电伤害、机械伤害、起重伤害、高处坠落、物体打击、车辆伤
③《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》
害、淹溺等;主要的有害因素是:毒物、噪声和振动、高温等。
安监总管三(2009)116号)
2、生产过程预先危险性评价
④《关于公布首批重点监管的意险化学品目录的通知》(安
通过预先危险性分析,生产过程的主要危险因素的危险学监总管三(201195号)
级为:中毒、火灾、爆炸危害为Ⅲ级(危险的)-Ⅳ级(灾难性的)
万方数据