本發(fā)明涉及一種工業(yè)液氯直接用于氯化反應(yīng)的裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)液氯為黃綠色液體，為強氧化劑，廣泛用于造紙、紡織、農(nóng)藥、有機合成、金屬冶煉、化工原料等領(lǐng)域。

在有機合成領(lǐng)域，液氯一般氣化后使用，由鋼瓶液相口出來的液氯經(jīng)氣動調(diào)節(jié)閥進入排管式氣化器，氣化器用熱水加熱，液氯加熱氣化后變?yōu)槁葰膺M入氯化反應(yīng)系統(tǒng)。

液氯氣化后使用的弊端較多，其一是排管式氣化器在使用過程中非常容易發(fā)生腐蝕，常見的有縫隙腐蝕、點腐蝕、應(yīng)力開裂腐蝕，由于腐蝕是不可避免的，所以使用排管式液氯氣化器存在因嚴(yán)重的腐蝕引起氯氣的泄露的危險；一旦發(fā)生泄露，氯氣會與氣化器夾套中的熱水混合，一同進入到氯化反應(yīng)體系中，將引起嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。

液氯氣化后使用的弊端其二是液氯氣化會帶來三氯化氮富集而發(fā)生爆炸的隱患。液氯進入排管式氣化器進行氣化，由于液氯的沸點是-34℃，三氯化氮的沸點是71℃，液氯氣化過程中，三氯化氮會因沸點高而沉在下方。隨著液氯不斷氣化，有機氯化物和三氯化氮濃縮富集在越來越少的未氣化的液氯中，一旦氣相中三氯化氮濃度超過5%、液相中三氯化氮濃度超過18%就會產(chǎn)生爆炸危險。

液氯氣化后使用的弊端其三是氣化后使用必須配備成套的氣化器、熱水加熱系統(tǒng)，帶來設(shè)備投資額增加、設(shè)備需要維護保養(yǎng)等一系列問題。

另外使用氯氣為原料進行的氯化反應(yīng)一般都是放熱反應(yīng)，氯化反應(yīng)體系需要外部的冷量將反應(yīng)熱移走。液氯經(jīng)氣化器加熱后氣化變?yōu)槁葰?，吸熱后的氯氣進入反應(yīng)容器內(nèi)，需要額外的冷量將氯氣帶來的熱量移走，冷卻過程需要耗費大量的能源。

如果直接使用液體氯，由于不氣化，不但節(jié)省了氣化器等設(shè)備投資，避免了因氣化器設(shè)備造成的氯氣泄漏帶來的生產(chǎn)風(fēng)險，而且液氯直接進入反應(yīng)體系，不額外帶來熱量，大大節(jié)約能源；同時由于不氣化液氯，還消除了因三氯化氮的富集而發(fā)生爆炸的隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)液氯直接使用液體進行氯化反應(yīng)的裝置，通過該裝置，液氯可以直接進行氯化反應(yīng)，無需進行氣化。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種工業(yè)液氯直接用于氯化反應(yīng)的裝置，其特征在于，液氯鋼瓶（1）的出料口通過輸送主管道依次連接緩沖罐（13）和反應(yīng)釜（15），出料口處設(shè)置閥門a（3），所述液氯鋼瓶（1）的下方有液氯稱量秤（2），緩沖罐（13）前端的輸送主管道上依次設(shè)置針型閥（4）、氣動閥（7）、流量計（9），所述緩沖罐（13）上設(shè)有壓力表a（18），所述緩沖罐（13）和反應(yīng)釜（15）之間設(shè)有單向閥（14）、氣動閥（20）和旁通閥b（24），所述反應(yīng)釜（15）上設(shè)有壓力表b（17）和溫度計（16）。

進一步地，在輸送主管道安裝垂直向上的自動泄壓系統(tǒng)，通過管線連接到去氯氣應(yīng)急處理系統(tǒng)，且管線上設(shè)置帶有爆破片（10）的常開閥a（25）和連有壓力開關(guān)（11）、壓力表c（19）的安全閥a（12）。

進一步地，針型閥（4）和氣動切斷閥（7）之間支管道一連接真空系統(tǒng)并設(shè)置閥門b（5）。當(dāng)氯化反應(yīng)跟蹤分析合格，無需再補加液氯后，人工擰緊液氯鋼瓶瓶閥，打開連接真空系統(tǒng)的閥門b，將鋼瓶與氣動切斷閥（7）之間的管線內(nèi)的液氯吸入氯氣尾氣吸收系統(tǒng)，至此液氯輸送管道內(nèi)不存液氯。

進一步地，氣動切斷閥（7）和流量計（9）之間支管道二連接氮氣系統(tǒng)并設(shè)置閥門c（8）。當(dāng)鋼瓶重量降低到設(shè)定預(yù)置值時，自動控制氣動閥門迅速關(guān)閉，操作人員得到報警信號，在確認(rèn)氣動閥已經(jīng)關(guān)閉后，人工開啟管線上的氮氣閥門c，利用氮氣將氣動閥與反應(yīng)系統(tǒng)連接的管線內(nèi)的液氯壓入反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，保證足夠量的氯氣使氯化反應(yīng)能夠順利進行。

進一步地，為防止氣動閥自動控制失效，在氣動閥前輸送主管道上安裝有手動緊急切斷閥（6）和旁通閥a(23)。一旦氣動切斷閥a（7）無法正常輸送液氯，人工打開旁通閥a（23），使液氯輸送正常進行。

進一步地，反應(yīng)釜上設(shè)有管線連接到去氯氣應(yīng)急處理系統(tǒng)，且該管線上設(shè)有帶有爆破片（22）的常開閥b（26）和安全閥b（21），當(dāng)輸送管道中液氯受熱壓力過高時爆破片破裂，壓力由安全閥緩沖釋放到氯氣泄漏事故應(yīng)急處理系統(tǒng)，可以通過壓力表觀測管道內(nèi)的壓力，同時有壓力開關(guān)信號傳輸?shù)絛cs中控室。爆破片在壓力超過2.5mpa會破裂，液氯從安全閥至氯氣泄漏事故應(yīng)急處理系統(tǒng)，避免管道內(nèi)壓力過高帶來的風(fēng)險。

進一步地，液氯稱量秤（2）連接稱重傳感器和智能化稱重儀表組成稱量系統(tǒng)，儀表設(shè)計下限值設(shè)定，當(dāng)鋼瓶重量達到下限設(shè)定值時會自動報警，合理控制液體的量。

進一步地，所述緩沖罐（13）采用保冷措施進行保冷，輸送管道使用低溫管道用無縫鋼管，管道采用可靠的保冷措施進行保冷，防止液氯氣化。

進一步地，緩沖罐放在氯化反應(yīng)釜的上方，容積與反應(yīng)釜相同，液氯通過壓力和重力流經(jīng)緩沖罐，緩沖罐外部采用可靠的保冷措施和保冷材料進行保冷,以防止液氯汽化。

進一步地，所述裝置還配套設(shè)置監(jiān)控單元，包括用于安全監(jiān)控的壓力變送器、氯氣泄漏自動檢測報警儀、管線全程泄漏檢測報警、管線視頻監(jiān)控、傳感器、數(shù)據(jù)顯示與處理及相應(yīng)的安全聯(lián)鎖。

本發(fā)明的有益效果為：提供一種操作方便、穩(wěn)定、安全、可靠、運行成本低的液氯直接使用的裝置。增加液氯使用的安全、可靠性，同時可使操作更加方便和可控。

附圖說明

圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1鋼瓶；2液氯稱量秤；3瓶閥；4針型閥；5閥門b；6緊急切斷閥；7氣動切斷閥；8閥門c；9流量計；10防爆膜；11壓力開關(guān)；12安全閥a；13緩沖罐；14單向閥；15反應(yīng)釜；16溫度表；17壓力表b；18壓力表a；19壓力表c；20氣動切斷閥；21安全閥b；22爆破片；23旁通閥a；24旁通閥b；25常開閥a；26常開閥b。

具體實施方式

如圖1所述，液氯鋼瓶1的出料口通過輸送主管道依次連接緩沖罐13和反應(yīng)釜15，出料口設(shè)置瓶閥3，所述液氯鋼瓶1的下方有液氯稱量秤2，緩沖罐13前端的輸送主管道上依次設(shè)置針型閥4、氣動切斷閥7、流量計9，所述緩沖罐13上設(shè)有壓力表a18，所述緩沖罐13和反應(yīng)釜15之間設(shè)有單向閥14、氣動切斷閥b20，所述反應(yīng)釜15上設(shè)有壓力表b17和溫度計16。

在輸送主管道安裝垂直向上的自動泄壓系統(tǒng)，通過管線連接到去氯氣應(yīng)急處理系統(tǒng)，且管線上設(shè)置帶有爆破片10的常開閥a25和連有壓力開關(guān)11、壓力表c19的安全閥a12。

針型閥4和氣動切斷閥7之間支管道一連接真空系統(tǒng)并設(shè)置閥門b5。當(dāng)氯化反應(yīng)跟蹤分析合格，無需再補加液氯后，人工擰緊液氯鋼瓶瓶閥，打開連接真空系統(tǒng)的閥門b，將鋼瓶與氣動切斷閥7之間的管線內(nèi)的液氯吸入氯氣尾氣吸收系統(tǒng)，至此液氯輸送管道內(nèi)不存液氯。

氣動閥切斷7和流量計9之間支管道二連接氮氣系統(tǒng)并設(shè)置閥門c8。當(dāng)鋼瓶重量降低到設(shè)定預(yù)置值時，自動控制氣動閥門迅速關(guān)閉，操作人員得到報警信號，在確認(rèn)氣動閥已經(jīng)關(guān)閉后，人工開啟管線上的氮氣閥門c，利用氮氣將氣動閥與反應(yīng)系統(tǒng)連接的管線內(nèi)的液氯壓入反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，保證足夠量的氯氣使氯化反應(yīng)能夠順利進行。

為防止氣動閥自動控制失效，在氣動閥前輸送主管道上安裝有手動緊急切斷閥6和旁通閥a23。

反應(yīng)釜上設(shè)有管線連接到去氯氣應(yīng)急處理系統(tǒng)，且該管線上設(shè)有帶有爆破片22的常開閥b26和安全閥b21，當(dāng)輸送管道中液氯受熱壓力過高時爆破片破裂，壓力由安全閥緩沖釋放到氯氣泄漏事故應(yīng)急處理系統(tǒng)，可以通過壓力表觀測管道內(nèi)的壓力，同時有壓力開關(guān)信號傳輸?shù)絛cs中控室。爆破片在壓力超過2.5mpa會破裂，液氯從安全閥至氯氣泄漏事故應(yīng)急處理系統(tǒng)，避免管道內(nèi)壓力過高帶來的風(fēng)險。

液氯稱量秤2連接稱重傳感器和智能化稱重儀表組成稱量系統(tǒng)，儀表設(shè)計下限值設(shè)定，當(dāng)鋼瓶重量達到下限設(shè)定值時會自動報警，合理控制液體的量。

所述緩沖罐13采用保冷措施進行保冷，輸送管道使用低溫管道用無縫鋼管，管道采用可靠的保冷措施進行保冷，防止液氯氣化。

緩沖罐放在氯化反應(yīng)釜的上方，容積與反應(yīng)釜相同，液氯通過壓力和重力流經(jīng)緩沖罐，緩沖罐外部采用可靠的保冷措施和保冷材料進行保冷,以防止液氯汽化。

所述裝置還配套設(shè)置監(jiān)控單元，包括用于安全監(jiān)控的壓力變送器、氯氣泄漏自動檢測報警儀、管線全程泄漏檢測報警、管線視頻監(jiān)控、傳感器、數(shù)據(jù)顯示與處理及相應(yīng)的安全聯(lián)鎖。

應(yīng)用該裝置進行氯化反應(yīng)的操作方法為：

人工吊裝鋼瓶1到鋼瓶秤2秤臺，人工連接液氯鋼瓶接頭，與液氯液相出料口的瓶閥3，依次打開快接頭的針型閥4、緊急切斷閥6，啟動控制箱開關(guān)；控制器自動控制液氯管道中的氣動切斷閥7，自動打開閥門輸送液氯；液氯的流量通過針型閥4和流量計9進行控制；液氯稱量秤2稱重儀表采樣，當(dāng)鋼瓶重量到設(shè)定預(yù)置值時，儀表發(fā)出聲音報警信號；當(dāng)輸送重量到設(shè)定額定值時，儀表再次發(fā)出聲音報警信號；同時控制器控制氣動切斷閥a7迅速關(guān)閉。

操作人員得到報警信號，在確認(rèn)氣動切斷閥7已經(jīng)關(guān)閉后，人工開啟管線上的氮氣閥門b8，利用氮氣將氣動切斷閥7與反應(yīng)系統(tǒng)連接的管線內(nèi)的液氯壓入反應(yīng)釜15內(nèi)，保證足夠量的氯氣使氯化反應(yīng)能夠順利進行。

當(dāng)氯化反應(yīng)跟蹤分析合格，無需再補加液氯后，人工擰緊液氯鋼瓶瓶閥3，打開連接真空系統(tǒng)的閥門b5，將鋼瓶1與氣動切斷閥7之間的管線內(nèi)的液氯吸入氯氣尾氣吸收系統(tǒng)，至此液氯輸送管道內(nèi)不存液氯。

為防止氣動切斷閥7出現(xiàn)故障，氣動切斷閥7前端安有旁通閥a23，一旦氣動切斷閥7無法正常輸送液氯，人工打開旁通閥a23，使液氯輸送正常進行。爆破片在壓力超過2.5mpa會破裂，液氯從安全閥a12自動泄壓至氯氣泄漏事故應(yīng)急處理系統(tǒng)，避免管道內(nèi)壓力過高帶來的風(fēng)險。

緩沖罐13放在氯化反應(yīng)釜15的上方，容積與反應(yīng)釜相同，液氯通過壓力和重力流經(jīng)緩沖罐，緩沖罐外部采用可靠的保冷措施和保冷材料進行保冷,以防止液氯汽化。

緩沖罐13與反應(yīng)釜15之間設(shè)有雙級單向閥14，可以有效地避免反應(yīng)物料在異常情況下倒流進入液氯輸送管道內(nèi)引發(fā)事故。

液氯在反應(yīng)釜內(nèi)的安全使用是通過液氯使用控制單元實現(xiàn)的，液氯使用控制單元包括氯化反應(yīng)釜15、溫度表16、壓力表b17、帶有爆破片22的常開閥b26和安全閥b21；

氯化反應(yīng)設(shè)備上的溫度表16和壓力表b17與液氯輸送管線上的氣動切斷閥7和氣動切斷閥20連鎖，一旦反應(yīng)異常，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力值超過設(shè)定值，體系進行報警，自動切斷液氯的輸送。

為防止氣動切斷閥20出現(xiàn)故障，在單向閥14和反應(yīng)釜15之間的管道上安有旁通閥b24，一旦氣動切斷閥20無法正常工作，人工打開旁通閥b24，使液氯輸送正常進行。

液氯是低壓液化氣體，屬于危險品；液氯具有很高的膨脹系數(shù)，液氯氣化時，體積膨脹很大，如將1體積的10℃的液氯氣化為1大氣壓的0℃氯氣時，體積增大到約465倍。因此如何確保液氯在使用中的安全，是廣大液氯用戶非常關(guān)注的問題。為了保護液氯使用單位作業(yè)人員的安全和健康，防范液氯事故的發(fā)生，國家制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和使用安全技術(shù)要求，本發(fā)明的一種工業(yè)液氯直接使用液體進行氯化反應(yīng)的方法，技術(shù)上完全符合上述的標(biāo)準(zhǔn)和安全技術(shù)要求。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。