根據重慶天原化工總廠的氯氣罐泄漏爆炸事故，從工藝本身的角度分析電解法生產氯氣過程中三氯化氮的產生過程，指明三氯化氮存在的危險性，提出了從源頭消除事故隱患，加強原料監測和控制，并介紹了目前國內分氯堿企業比較常用的預防三氯化氮積聚的措施。
2004年4月15日晚，位于重慶市東北區的重慶天原化工總廠發生氯氣泄漏事故，造成9人死亡和失蹤、3人受傷、15萬名群眾被疏散。據專家初步判斷：重慶氯氣泄漏事件發生主要原因是氯罐及相關設備陳舊，處置時發生爆炸的原因是工作人員違規操作。專家說，按照原來的事故處理方案，是讓氯氣在自然壓力下，通過鐵管排放，但專家組懷疑，當專家組成員離開現場回指揮部研討方案時，重慶天原總廠違規操作，讓工人用機器從氯罐向外抽氯氣，以加快排放速度。結果導致罐內溫度升高，引發爆炸。
對此，我們從三氯化氮的產生及其本身的危險特定的角度為大家分析一下為何專家會懷疑“工人用機器從氯罐向外抽氯氣，以加快排放速度。結果導致罐內溫度升高，引發爆炸。”并結合工藝提出一些可供參考的事故處理措施及預防措施。
三氯化氮常溫下是一種黃色粘稠的油狀液體，有類似氯的刺激性氣味。相對密度（水）1.653，熔點＜-40℃，沸點＜71℃，自然爆炸點95℃。冷水中不溶，熱水中分解，溶于二硫化碳、三氯化磷、四氯化碳、氯、苯、乙醚、氯仿等物質。
三氯化氮是一種比氯有更強氧化性的氧化劑，在空氣中易揮發，不穩定，在氣體中濃度達到5%～6%（V/V）時，有潛在的爆炸危險。60℃時受震動或在超聲波條件下，可分解性爆炸。與臭氧、氧化氮、油脂或有機物接觸，易促使爆炸發生。2mol三氯化氮爆炸時分解成1mol氮氣與3mol氯氣，同時放出460kJ熱量，在容積不變的情況下，爆炸時溫度高達2128℃，壓力高達543MPa。在空氣中爆炸溫度約達1700℃。
電解法制取氯氣和燒堿的主要原輔材料有原鹽（鹵水）、化鹽水、精制劑、助沉劑、石棉絨、硫酸等。隨著我國工農業生產的迅猛發展，農用氮肥及工業排廢量劇增，流失入江河、湖、海及地下水中的銨（胺）量日趨增加。這些銨鹽、氨及含胺化合物在pH小于5的條件下，與電解槽陽極室的氯氣、次氯酸反應，生成三氯化氮，并隨后帶入液氯中。
當液氯蒸發時，由于三氯化氮的分離系數為6～10（即氣氯中三氯化氮含量為1，而液氯中三氯化氮含量為6～10，因為三氯化氮的沸點比液氯高），因而，三氯化氮大部分存留于未蒸發的液氯殘液中。隨著液氯持續不斷地蒸發，液氯中的三氯化氮便不斷濃縮而積聚。加之三氯化氮的密度比液氯大，沸點比液氯高（氣化器循環水溫度30～40℃），隨著蒸發時間的延長，液氯殘液中的三氯化氮就在汽化器或排污罐的底部沉積并富集起來，當質量分數超過5%時即有爆炸危險。
1 三氯化氮的防治
在氯堿生產系統中，盡量減少銨（胺）的進入是確保降低三氯化氮的關鍵。
1．1 把好進廠原料關。對于進廠原料如原鹽、鹵水、石棉絨、硫酸等應增加“銨含量”檢查指標，超過標準的，嚴禁使用。并對進廠鹵水采取除銨處理后再用。化鹽用的工藝水也要進行除銨處理。
1．2 加強對精制鹽水的工藝指標控制，在鹽水中加入次氯酸鈉（NaCLO），使鹽水中的銨（胺）生成易揮發的一氯化銨及二氯化銨，然后用空氣吹除，減少電解槽中三氯化氮的生成條件，經深層冷凍后降至18mg/L，經脫胺處理后總銨可降至2mg/L，符合國標總銨（胺）應小于4mg/L，無機銨小于1mg/L的指標。
1．3 防止三氯化氮積累的方法有好幾種，如加強液氯汽化器等液氯容器的排污管理，使NCl3積累不起來，排污液去制備次氯酸鈉（NaCLO）；分解氯氣中的NCl3；定期清洗液氯儲存設備及管道閥門上附著的NCl3（要有足量的溶劑，防止清洗過程發生爆炸），但嚴格控制入槽鹽水中總胺含量是最根本、最關鍵的方法。
1．4 液氯氣化器中液氯蒸發后應系統地、定期地用堿水沖洗，并長時間用壓縮空氣吹除。
2 三氯化氮的治理
關于三氯化氮的治理，方法很多，如排污法、催化劑法、氯化還原法等。一般可采用“帶液氯排污法”處理氣體化器中的三氯化氮。此法工藝簡單，費用低廉，為多數氯堿廠所采用，但是，如果操作失誤則會誘發三氯化氮爆炸事故。為此，采用此法時要物別注意以下幾點：
2．1 正在使用的汽化器，其內液氯任何時候都不能見光，要何持液氯液位不低于該汽化器水夾套下焊縫線，并在排污前再次確認。
2．2 汽化器排污時，一定要真正做到“帶液氯”排污，嚴禁不帶液氯（無液氯）光排三氯化氮干渣（或渣油）的所謂“干排”情況發生！
2．3 排污時嚴禁敲擊，嚴禁排污物同油脂、有機物等引爆物質接觸。
2．4 排污系統要有靜電接地裝置，定期檢查對地電阻。
2．5 要嚴格執行原化工部關于液氯排污中三氯化氮控制指標的規定，即排污物中三氯化氮含量要小于60g/L，當大于80g/L時（液氯的密度為1.47kg/L），要增加排污次數或連續排污，并加強監測。大于100g/L時，要采取緊急措施，加適量四氯化碳或氯仿等稀釋三氯化氮。
另外，對系統中其他容器、設備，如液化器、分離器、液氯儲槽等，三氯化氮積聚相對較少的地方，采取定期排污清除。值得借鑒的是，錦西化工研究院為解決氯堿生產過程中三氯化氮的積累、爆炸問題，已研制出清除三氯化氮的分解裝置，已在部分氯堿企業應用。
氯在儲存過程中一般以液態形式存在，當機器抽提過程中發生了物理變化，氯急劇氣化，產生氯氣，由于三氯化氮的分離系數為6-10，也就是說機器在抽提過程中每抽提一個單位的氯氣帶走的三氯化氮只有0.1-0.2個單位，在儲罐內產生三氯化氮的大量聚集。
在確信氯罐中肯定富含三氯化氮的前提下，在工人用機器從氯罐向外抽氯導罐的過程中為三氯化氮的爆炸提供了以下條件：（1）富集的三氯化氮在機器葉片的擾動下分子活化能增大，增加了其分解爆炸的可能性（依據爆炸理論中的活化能理論分析）；（2）三氯化氮在流經機器時有與機器內油脂接觸的可能，這更增加了三氯化氮爆炸的可能；（3）儲罐中三氯化氮的大量聚集當質量份數達到5%的條件下發生爆炸的可能性將非常大。
正因為以上條件的存在，專家才會懷疑“工人用機器從氯罐向外抽氯氣，以加快排放速度。結果導致罐內溫度升高，引發爆炸”。但此處的溫度升高的意思既有實際溫度有所上升，也有活化能激增的內涵。
（葛曉軍）
