在氯氣生產和使用過程中,所有和氯氣接觸的物質,當其中含有銨鹽、氨及含銨化合物等雜質時,就可能產生三氯化氮。
(1)鹽水中含有銨鹽、氨及含銨化合物等雜質,其中無機銨,例如NH4Cl、(NH4)2CO3,有機銨,例如胺(RNH2)、醯胺(RCONH2)、氨基酸[RCH(NH2)COOH)。鹽水在電解中與電解槽陽極室的氯氣或次氯酸鈉在pH<5的條件下反應,產生NCl3,其反應式如下:
NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl
2(NH4)2CO3+3Cl2=NCl3+3NH4Cl+2COa+2H2O
NH3+3HClO=3H2O+NCl3
a.由原鹽帶來,一是原鹽本身含有,二是在運輸和貯存的過程中混入;
b.由化鹽用水夾帶;
c.由鹽水精製劑、助沉劑夾帶。
(2)氯氣冷卻洗滌水、乾燥氯氣用硫酸等含有氨和某些氨基(氮基)的化合物(汙水即是典型例子),與含氯的水會發生如下反應。
NH3+HClO=H2O+NHaCl(pH>8.5)
NH3+2HClO=2H2O+NHCl2(4.2<pH<8.5)
NH3+3HClO=3H2O+NCl3(pH<4.2)
這些反應基本上是瞬間完成並同水的pH值有關。pH值在4.2-8.5時,3種形態的氯胺均會存在。
氯氣液化時因冷卻器破裂,冷凍劑混入時也會帶入含銨化合物,從而產生三氯化氮。
淺談三氯化氮的性質、危害及預防
在氯鹼生產過程中,三氯化氮爆炸事故曾多次發生,爆炸不僅會造成氯氣洩漏事故,而且爆炸本身可能造成人身傷害,因此做好三氯化氮爆炸的預防工作顯得尤為重要。
1 三氯化氮的性質及危險性
三氯化氮(NCl3)分子為三角錐形,由於分子內3個氯原子聚集在同一側,相互間有較大的排斥力和阻礙,同時氮氯元素電負性接近(氮稍大於氯),在外界較小能力的激發下,就可能引起氮氯鍵(N-Cl)斷裂而造成三氯化氮發生分解。自燃爆炸點95℃。
三氯化氮是一種危險且不穩定的物質,在60℃以下逐漸分解產生氮和氯,在一定條件下與生成反應達成可逆平衡。
純的三氯化氮和臭氧、磷化物、氧化氮、橡膠、油類等有機物相遇,可發生強烈反應。
液體加熱到60-95℃時會發生爆炸,空氣中爆炸溫度約為1700℃,密閉容器中爆炸最高溫度為2128℃,最大壓力為543.2MPa。
氣體在氣相中體積分數為5.0%-6.0%時存在潛在爆炸危險。在密閉容器中60℃時受震動或在超聲波條件下可分解爆炸,在非密閉容器中93-95℃時能自燃爆炸。在日光、鎂光照射或碰撞“能”的影響下,更易爆炸,有實驗表明三氯化氮體積分數大於1%時有電火花即可引爆。
三氯化氮爆炸前沒有任何跡象,都是突然間發生。爆炸產生的能量與NCl3積聚的濃度和數量有關,少量NCl3瞬間分解引起無損害爆鳴。大量NCl3瞬間分解可引起劇烈爆炸,併發出巨響,有時伴有閃光,破壞性很大。爆炸方程式為:
2NCl3=N2+3Cl2+459.8kJ
三氯化氮液體在空氣中易揮發,在熱水中易分解,在冷水中不溶,溶於二硫化碳、三氯化磷、氯、苯、乙醚、氯仿等。在(NH4)2SO4溶液中及暗處可以存放數天,在酸鹼介質中易分解。NCl3在溼氣中易水解生成一種常見的漂白劑,顯示酸性,NCl3與水反應的產物為HClO和NH3。水解的化學方程式:NCl3+3H2O=NH3+3HClO;NCl3遇鹼迅速分解,反應式為NCl+6NaOH=N2+3NaClO+3NaCl+3H2O
NCl3+3NaOH=NH3+3NaClO
在氯氣生產和使用過程中,所有和氯氣接觸的物質,當其中含有銨鹽、氨及含銨化合物等雜質時,就可能產生三氯化氮。
(1)鹽水中含有銨鹽、氨及含銨化合物等雜質,其中無機銨,例如NH4Cl、(NH4)2CO3,有機銨,例如胺(RNH2)、醯胺(RCONH2)、氨基酸[RCH(NH2)COOH)。鹽水在電解中與電解槽陽極室的氯氣或次氯酸鈉在pH<5的條件下反應,產生NCl3,其反應式如下:
NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl
2(NH4)2CO3+3Cl2=NCl3+3NH4Cl+2COa+2H2O
NH3+3HClO=3H2O+NCl3
a.由原鹽帶來,一是原鹽本身含有,二是在運輸和貯存的過程中混入;
b.由化鹽用水夾帶;
c.由鹽水精製劑、助沉劑夾帶。
(2)氯氣冷卻洗滌水、乾燥氯氣用硫酸等含有氨和某些氨基(氮基)的化合物(汙水即是典型例子),與含氯的水會發生如下反應。
NH3+HClO=H2O+NHaCl(pH>8.5)
NH3+2HClO=2H2O+NHCl2(4.2<pH<8.5)
NH3+3HClO=3H2O+NCl3(pH<4.2)
這些反應基本上是瞬間完成並同水的pH值有關。pH值在4.2-8.5時,3種形態的氯胺均會存在。
氯氣液化時因冷卻器破裂,冷凍劑混入時也會帶入含銨化合物,從而產生三氯化氮。
淺談三氯化氮的性質、危害及預防
在氯鹼生產過程中,三氯化氮爆炸事故曾多次發生,爆炸不僅會造成氯氣洩漏事故,而且爆炸本身可能造成人身傷害,因此做好三氯化氮爆炸的預防工作顯得尤為重要。
1 三氯化氮的性質及危險性
三氯化氮(NCl3)分子為三角錐形,由於分子內3個氯原子聚集在同一側,相互間有較大的排斥力和阻礙,同時氮氯元素電負性接近(氮稍大於氯),在外界較小能力的激發下,就可能引起氮氯鍵(N-Cl)斷裂而造成三氯化氮發生分解。自燃爆炸點95℃。
三氯化氮是一種危險且不穩定的物質,在60℃以下逐漸分解產生氮和氯,在一定條件下與生成反應達成可逆平衡。
純的三氯化氮和臭氧、磷化物、氧化氮、橡膠、油類等有機物相遇,可發生強烈反應。
液體加熱到60-95℃時會發生爆炸,空氣中爆炸溫度約為1700℃,密閉容器中爆炸最高溫度為2128℃,最大壓力為543.2MPa。
氣體在氣相中體積分數為5.0%-6.0%時存在潛在爆炸危險。在密閉容器中60℃時受震動或在超聲波條件下可分解爆炸,在非密閉容器中93-95℃時能自燃爆炸。在日光、鎂光照射或碰撞“能”的影響下,更易爆炸,有實驗表明三氯化氮體積分數大於1%時有電火花即可引爆。
三氯化氮爆炸前沒有任何跡象,都是突然間發生。爆炸產生的能量與NCl3積聚的濃度和數量有關,少量NCl3瞬間分解引起無損害爆鳴。大量NCl3瞬間分解可引起劇烈爆炸,併發出巨響,有時伴有閃光,破壞性很大。爆炸方程式為:
2NCl3=N2+3Cl2+459.8kJ
三氯化氮液體在空氣中易揮發,在熱水中易分解,在冷水中不溶,溶於二硫化碳、三氯化磷、氯、苯、乙醚、氯仿等。在(NH4)2SO4溶液中及暗處可以存放數天,在酸鹼介質中易分解。NCl3在溼氣中易水解生成一種常見的漂白劑,顯示酸性,NCl3與水反應的產物為HClO和NH3。水解的化學方程式:NCl3+3H2O=NH3+3HClO;NCl3遇鹼迅速分解,反應式為NCl+6NaOH=N2+3NaClO+3NaCl+3H2O
NCl3+3NaOH=NH3+3NaClO