El tricloruro de nitrógeno (NCl3) es una impureza explosiva que se puede formar en pequeñas cantidades en la industria del cloro. Pequeñas trazas de NCl3 pueden descomponerse explosivamente cuando se calientan, exponen a la luz u otras fuentes de energía, lo que representa un riesgo potencial para los sistemas de cloro. Es importante monitorear y controlar las fuentes de compuestos de nitrógeno para prevenir la acumulación de NCl3.
1. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Tricloruro de Nitrógeno
Impureza a nivel de trazas en industria de cloro soda que puede llevar a
una explosiva descomposición en los sistema que contienen cloro.
El poder explosivo de pequeñas cantidades de NCl3 puede ser
catastrófica.
Película de NCl3 tan pequeña como 1.5 gr/cm2 puede fracturar pared de
estanque de ½" espesor.
Causas de iniciación de detonación: Impacto, calor, luz, irradiación
ultrasónica, otras fuentes de energía.
NCl3 tiene una fuerza explosiva de aprox. 30 a 40% del TNT.
2. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Dulong en 1811 fue el primero en identificar el líquido
aceitoso amarillento con características explosivas. Perdió un
ojo y tres dedos en sus experimentos.
Explota violentamente cuando:
· Se calienta sobre 93°C.
· Se expone a la luz
· Se pone en contacto con sustancias como: ozono, P, As,
álcali y materia orgánica.
POTENCIAL DE RIESGO ESTA SIEMPRE PRESENTE CUANDO
SE ACUMULA EN SISTEMAS DE CLORO.
Tricloruro de Nitrógeno
3. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Incidente Localidad Fecha
Explosión de un carro FFCC que había sido
descargado vía fase gas
Bélgica Feb
1995
Explosión en succión del enfriador de cloro Louisiana Marzo
1994
Explosión de cañería de drenaje en la
succión del enfriador de cloro. Matando 2
personas y dañando seriamente la pierna de
otra
Colombia Nov
1993
Estanque base (marmita) de columna de
purificación explotó matando una persona
Virginia del Oeste Marzo
1983
Torre de enfriamiento (se cree que fue la
succión del enfriador de cloro) explotó
matando a uno
Michigan Nov
1978
Dos explosiones en vaporizadores de cloro
han sido reportado, sin detalles
Brasil Desco
nocida
Contenedor de una ton explotó Desconocida Febr
1949
Contenedor de una ton explotó Desconocida Nov
1948
Cubierta de carro estanque voló por el aire
matando 2 personas
Noruega Enero
1940
Dos ton container explotan Desconocida Jul
1928
Tres estanques de almacenamiento de cloro
(45 ton totales) en industria papelera explotó
liberando 21 ton
Rumania Dic
1939
Explosionessospechosasdesercausadas
porNCl3
4. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Propiedades físicas
· Apariencia: Amarilla, aceite volátil
· Olor Picante, punzante
· Peso molecular 120.38
· Gravedad específica 1.65 @ 20°C
· Punto fusión < -40 °C
· Punto ebullición 71 °C
· Solubilidad Prácticamente insol. en agua
2000 ppm
· Soluble en cloro, benceno, cloroformo, etc.
5. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Descomposición
NCl3 → ½ N2 (g) + 3
/2 Cl2 (g) ∆H = -54.7
Kcal/mol
La cadena de iniciación de su descomposición se propone
como:
NCl3 → NCl2 + Cl ∆H = +53.9 Kcal/mol
Lo cual requiere cantidades significativas de energía para iniciar
la descomposición. ( calor, luz o chispas).
7. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Presión total vs Concentración
NCl3
Concentración de NCl3 (% en peso)
PresiónTotal(psig)a212°F
Límite Máximo Seguro
Recomendado
8. OxyChileOXY STAR WORKSITE
FORMACION DE TRICLORURO DE
NITROGENO
Fuentes: Sustancias que contengan compuestos nitrogenados y
que se alimentan a las celdas electrolíticas:
· Sal
· HCl
· NaOH
· Agua que recircula por torre enfriamiento de cloro 406-T1.
Se reporta que 1 ppm de amoníaco en la sal resulta en 54 a 77 ppm
de NCl3 en cloro. Sal procesada con explosivos de nitrato de
amonio, pueden producir sal con mayores contenidos de
amoníaco.
9. OxyChileOXY STAR WORKSITE
FORMACION DE TRICLORURO DE
NITROGENO
Otras fuentes de contaminación:
· Vapor y agua tratada con químicos que contienen compuestos
nitrogenados.
· Contaminación con úrea durante descarga de sal fue la causa
posible de explosión que mató dos personas en 1933.
· H2SO4 contaminado con NH3 puede causar un incremento en
concentración de NCl3.
10. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Gas nitrógeno usado como gas de empuje no
forma NCl3, bajo condiciones normales de
operación de plantas de cloro soda.
COMPUESTOS NITROGENADOS QUE
NO FORMAN NCl3
11. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Toda vez que se cambie el proceso de producción o
fuentes de materia primas (agua, sal, salmuera,
químicos empleados en tratamiento de salmuera,
ácido de secado) se debe verificar que no se está
introduciendo fuentes nitrogenadas.
CONTROL Y MONITOREO
12. OxyChileOXY STAR WORKSITE
Parámetros de proceso:
Determinar línea base, verificando por compuestos
amoniacales en:
· Agua
· Sal
· Salmuera
· Químicos de salmuera
· Salmuera alimentada a celdas
· HCl
· H2SO4
· NCl3 en cloro líquido.
· Puntos de acumulación de NCl3.
Frecuencia de monitoreo determinado por un procedimiento
de Control Estadístico de Proceso
CONTROL Y MONITOREO
14. AMONIO EN SALMUERA UP
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
Ene-99Feb-99M
ar-99Abr-99M
ay-99Jun-99
Jul-99Ago-99Sep-99O
ct-99Nov-99Dic-99Ene-00Feb-00M
ar-00Abr-00M
ay-00Jun-00
Jul-00Ago-00Sep-00O
ct-00Nov-00Dic-00Ene-01Feb-01M
ar-01Abr-01M
ay-01Jun-01
Jul-01Ago-01
AMONIO[ppm]
UCL
LCL
X
15. Tricloruro de Nitrógeno en Proceso
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Ene-97
M
ar-97
M
ay-97
Jul-97
Sep-97
Nov-97
Ene-98
M
ar-98
M
ay-98
Jul-98
Sep-98
Nov-98
Ene-99
M
ar-99
M
ay-99
Jul-99
Sep-99
Nov-99
Ene-00
M
ar-00
M
ay-00
Jul-00
Sep-00
Nov-00
Ene-01
M
ar-01
M
ay-01
Jul-01
NCl3[ppm]
UCL
LCL
X
16. Tricloruro de Nitrógeno en Contenedores
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Ene-97
M
ar-97
M
ay-97
Jul-97
Sep-97
Nov-97
Ene-98
M
ar-98
M
ay-98
Jul-98
Sep-98
Nov-98
Ene-99
M
ar-99
M
ay-99
Jul-99
Sep-99
Nov-99
Ene-00
M
ar-00
M
ay-00
Jul-00
Sep-00
Nov-00
Ene-01
M
ar-01
M
ay-01
Jul-01
NCl3[ppm]
UCL
LCL
X
17. OxyChileOXY STAR WORKSITE
En algunas instalaciones que tienen evaporadores
de cloro, se recomienda evitar alcanzar niveles de
2%, 20.000 ppm.
El Instituto del Cloro recomienda no exceder un
máximo de 20 ppm.
OxyChile recomienda no exceder 10 ppm en
instalaciones o estanques de proceso o transporte.
OBJETIVO:
