Хлор жидкий

Нет в наличии

Жидкий хлор — это элементарный хлор Cl₂ (CAS 7782-50-5, молекулярная масса 70,9 г/моль), сжиженный под давлением и выпускаемый по ГОСТ 6718-93 двумя сортами — высшим и первым. В таре это янтарно-жёлтая жидкость плотностью около 1,41 г/см³, которая при сбросе давления переходит в зеленовато-жёлтый газ с резким удушливым запахом, примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха; температура кипения −34 °C, плавления −101 °C, давление насыщенного пара при 20 °C около 6,8 бар. В воде хлор растворяется ограниченно (около 0,7 г на 100 мл при 20 °C) и частично гидролизуется до хлорноватистой и соляной кислот — именно эта реакция лежит в основе обеззараживания воды. Сорт высший содержит не менее 99,8 % Cl₂ при массовой доле воды не более 0,01 %, первый сорт — не менее 99,6 % при воде до 0,04 %. Продукт применяют для хлорирования питьевой и сточной воды, отбеливания целлюлозы и тканей, получения винилхлорида, соляной кислоты и других хлорпроизводных. Перевозится как груз повышенной опасности: номер ООН 1017, класс 2.3 с дополнительными опасностями 5.1 (окислитель) и 8 (коррозионное вещество).

Основные применения

  • Хлорирование и обеззараживание питьевой, технической и сточной воды
  • Отбеливание целлюлозы, бумаги и текстиля
  • Сырьё для винилхлорида, хлорорганических растворителей и соляной кислоты
  • Производство отбеливающих средств, гипохлоритов и неорганических солей

Стандарты и документы

ГОСТ 6718-93 «Хлор жидкий. Технические условия» (сорта высший и первый; методы испытаний согласованы с ИСО 2120-72 и ИСО 2121-72); транспортная маркировка по ГОСТ 19433, классификационный шифр 2243; номер ООН 1017; код ТН ВЭД 2801 10 000 0.

Характеристики

CAS
7782-50-5
Формула
Cl2
Молярная масса
70,9 г/моль
Класс вещества
галоген; сжиженный токсичный газ, сильный окислитель
Внешний вид
Под давлением — янтарно-жёлтая жидкость; при испарении — зеленовато-жёлтый газ с резким удушливым запахом
Растворимость
0,7 г/100 мл воды при 20 °C (около 7,3 г/л) с частичным гидролизом до HOCl и HCl; поглощается щелочами с образованием гипохлоритов
Плотность
жидкость ~1,41 г/см³; пар тяжелее воздуха в 2,5 раза
Температура хранения
прохладное сухое помещение, не выше 54,5 °C у баллонов
Класс опасности
токсичный газ (ООН класс 2.3, дополнительно 5.1 и 8), 2-й класс опасности по воздействию на организм; окислитель, коррозионно активный
ГОСТ / ТУ
ГОСТ 6718-93

Применение по отраслям

Обеззараживание питьевой и сточной воды

На станциях водоподготовки жидкий хлор испаряют и дозируют в воду через эжекторы: при растворении идёт реакция Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl, а образующиеся хлорноватистая кислота и гипохлорит-ионы (в сумме — активный хлор) окисляют органику и разрушают ферментные системы бактерий, вирусов и водорослей. Попутно окисляются растворённые железо и марганец, снижаются цветность и запахи. По действующим санитарным нормам свободный остаточный хлор в сети поддерживают на уровне 0,3–0,5 мг/л, связанный при аммонировании — 0,8–1,2 мг/л; дозу подбирают по остаточному хлору и мутности исходной воды, контроль ведут автоматические анализаторы. Сорт высший с минимумом воды и трёххлористого азота даёт стабильную работу испарителей и дозаторов и меньше корродирует арматуру. Хлорное хозяйство обслуживает обученный персонал, площадка оснащена датчиками утечек, аварийными комплектами СИЗ и системой поглощения хлора.

Отбеливание волокнистой массы и тканей

На целлюлозно-бумажных комбинатах хлор применяют на стадиях хлорирования и отбеливания древесной массы, чередуя их со щелочными экстракциями, — так достигается глубокая делигнификация и осветление волокна. В текстильной отрасли хлорные отбеливатели придают белизну хлопковым и льняным тканям при строгом контроле остаточного хлора и последующем дехлорировании сернистым ангидридом или тиосульфатом. Чистота сорта по ГОСТ 6718-93 напрямую влияет на количество хлорорганических соединений в стоках, поэтому для отбелки берут продукт с низким нелетучим остатком. Расход считают по молярному балансу реакций, газ подают из испарительных установок с контролем давления и температуры.

Сырьё для хлорорганического и неорганического синтеза

ГОСТ 6718-93 прямо называет области применения жидкого хлора: производство отбеливающих средств, солей и хлорорганических соединений. В крупнотоннажной химии Cl₂ служит исходным реагентом для винилхлорида, метиленхлорида, хлороформа, пропиленоксида, эпихлоргидрина и соляной кислоты, а также окислителем и агентом замещения в органическом синтезе, в металлургии и на отдельных стадиях фармацевтических производств. Сорт высший снижает накопление примесей в каталитических циклах и продлевает срок службы трубопроводов из специальных сплавов.

Практические нюансы

Показатели ГОСТ 6718-93: сорт высший и первый

Объёмная доля Cl₂ — не менее 99,8 % (высший) и 99,6 % (первый). Массовая доля воды — не более 0,01 % и 0,04 %. Трёххлористый азот — не более 0,002 % и 0,004 %. Нелетучий остаток — не более 0,015 % и 0,10 %. Код ОКП сорта высшего 21 1431 0120, код ТН ВЭД 2801 10 000 0. Наполнение тары: не более 1,25 кг на 1 дм³ баллона и 1,20 кг на 1 дм³ контейнера. Маркировка: по ГОСТ 19433 — подкласс ядовитых газов, шифр 2243; по ДОПОГ/ADR — класс 2.3 со знаками 5.1 и 8, ООН 1017.

Газовый хлор и гипохлорит натрия

Газовый Cl₂ выгоден на станциях с расходом от нескольких тонн в сутки: ниже цена тонны активного хлора, нет натрия и хлоратов в воде, но нужны дорогая инфраструктура, система поглощения и лицензированное хлорное хозяйство. Гипохлорит натрия проще в логистике и допуске персонала на малых объектах, зато менее стабилен при хранении, теряет активность на солнце и увеличивает солевой баланс воды. Выбор определяют мощность станции, наличие сертифицированного хозяйства и стоимость логистики опасного груза.

Ограничения эксплуатации и расхождения в источниках

Предельная температура тары в источниках расходится: североамериканские паспорта безопасности задают 54,5 °C для баллонов, российские транспортные справочники — не выше 50 °C; на практике ориентируются на более строгое значение и паспорт конкретного сосуда. Хлор для водоподготовки требует свидетельства о государственной регистрации дезинфицирующего средства; переливать его в неосвидетельствованную тару и переносные баллоны запрещено. Количество хлора на площадке минимизируют и обосновывают проектом, временное хранение вагонов-цистерн допускается только на отстойных путях с контролем герметичности. При обморожении от контакта с жидкостью поражённое место не растирают, а промывают водой не менее 15 минут; отёк лёгких после вдыхания может развиться через несколько часов, поэтому пострадавшего наблюдают.

Испарение и дозирование

Газообразный хлор отбирают из тары и испаряют в проточных теплообменных аппаратах, конструкция которых исключает запирание жидкой и газовой фаз и накопление взрывоопасного трёххлористого азота. Далее газ подают в эжекторы, где он растворяется в рабочей воде, а дозу регулируют по показаниям анализаторов остаточного хлора. Участки слива-налива и подключения тары оснащают локальным отсосом и системами поглощения; расход рассчитывают по молярному балансу реакций с учётом окисляемости воды.

Поведение при утечке и её ликвидация

Давление паров около 6,8 бар при 20 °C: из повреждённого сосуда хлор выходит интенсивно, а один литр жидкости даёт около 460 л газа. Облако в 2,5 раза тяжелее воздуха, стелется по земле и скапливается в низинах, подвалах и колодцах. Газовое облако осаждают завесой распылённой воды или щелочным раствором, но струю воды на жидкий хлор не направляют — это резко усиливает испарение. Аварийный сосуд поворачивают течью вверх, чтобы выходил газ, а не жидкость, и по возможности переносят в поглотитель.

Хранение и безопасность

Условия хранения
Сухое прохладное помещение с принудительной вентиляцией, без доступа посторонних и без выходов в канализацию; отдельно от пищевых продуктов, кормов и горючих материалов. Тара — только освидетельствованная, с исправной запорной арматурой.
Меры безопасности
Смертельно опасен при вдыхании, вызывает ожоги кожи и глаз, жидкая фаза при испарении даёт обморожение; ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м³. Работы ведут в газонепроницаемом костюме с автономным дыхательным аппаратом, площадка оснащена датчиками Cl₂, аварийными комплектами СИЗ, душем и ингаляторами, персонал проходит инструктаж по правилам хлорных хозяйств. При утечке — эвакуация, изоляция зоны, течь баллона поворачивают вверх; струю воды на жидкий хлор не направляют.
Перевозка
Груз повышенной опасности UN 1017, класс 2.3 с дополнительными опасностями 5.1 и 8, номер опасности 265. Только сертифицированные баллоны, контейнеры и цистерны с исправными вентилями и наполнением не выше 1,25 кг/дм³; совместная перевозка с горючими веществами запрещена; пустая тара возвращается поставщику.
Вентиляция
Постоянная приточно-вытяжная вентиляция склада и аварийная вентиляция с блокировкой по газоанализаторам; на участках слива-налива и подключения тары — локальный отсос и системы поглощения хлора. Газ тяжелее воздуха и скапливается в низинах, подвалах и колодцах, поэтому контроль воздуха ведут у пола.
Температурный режим
хранение при температуре окружающей среды, исключая перегрев тары; при пожаре баллоны и контейнеры охлаждают распылённой водой снаружи
Тара
Специализированные баллоны и контейнеры 800 дм³ по ГОСТ 949 с заглушками и защитными колпаками; наполнение не более 1,25 кг Cl₂ на 1 дм³ баллона и 1,20 кг на 1 дм³ контейнера; строгий учёт и периодическое техническое освидетельствование сосудов.

Частые вопросы

Чем жидкий хлор отличается от гипохлорита натрия?
Жидкий хлор — это сам элемент Cl₂, сжатый до жидкого состояния, а гипохлорит натрия — водный раствор соли, полученной хлорированием щёлочи. Газовый хлор дозируют через испарители и эжекторы, он дешевле в пересчёте на тонну активного хлора и не вносит в воду натрий, но требует сертифицированного хлорного хозяйства. Гипохлорит проще на малых объектах, зато теряет активность при хранении и на свету.
Чем высший сорт по ГОСТ 6718-93 отличается от первого?
У высшего сорта объёмная доля хлора не ниже 99,8 %, воды не более 0,01 %, трёххлористого азота не более 0,002 %, нелетучего остатка не более 0,015 %. Первый сорт допускает 99,6 % хлора, до 0,04 % воды, 0,004 % трёххлористого азота и 0,10 % нелетучего остатка. Лишняя влага ускоряет коррозию арматуры, а трёххлористый азот накапливается в испарителях, поэтому для водоканалов и синтеза берут сорт высший.
Почему хлор обеззараживает воду и что называют активным хлором?
При растворении хлор частично гидролизуется в хлорноватистую кислоту HOCl и гипохлорит-ион OCl⁻. Эти частицы окисляют органику и разрушают обмен веществ микроорганизмов; их сумму вместе с растворённым Cl₂ и называют активным хлором. Часть его остаётся в воде и продолжает защищать сеть от вторичного загрязнения.
Какой класс опасности и маркировка у жидкого хлора при перевозке?
Номер ООН 1017, класс 2.3 (токсичный газ) с дополнительными опасностями 5.1 и 8, классификационный код 2TOC, номер опасности 265, зона ингаляционной опасности B. По ГОСТ 19433 хлор относится к подклассу ядовитых газов с классификационным шифром 2243; по воздействию на организм это вещество 2-го класса опасности с ПДК рабочей зоны 1 мг/м³.
Почему нельзя ориентироваться на запах хлора как на сигнал утечки?
Запах ощущается уже при малых концентрациях, но при превышении ПДК обоняние быстро притупляется, и человек перестаёт чувствовать рост концентрации. Поэтому на складах и в хлораторных обязательны стационарные газоанализаторы с аварийной сигнализацией, а при работах — переносные детекторы.
Какие материалы выдерживают контакт с хлором?
Сухой хлор допускает углеродистую сталь: баллоны, контейнеры и трубопроводы делают стальными и держат абсолютно сухими. Стоит попасть влаге — образуются кислоты, и хлор разъедает большинство металлов, резину, многие пластики и покрытия. Для каждой системы совместимость проверяют по справочникам и паспортам оборудования.
В какой таре поставляют жидкий хлор и почему контейнеры ставят вертикально?
Отгружают в баллонах по ГОСТ 949, контейнерах (бочках) на 800 дм³, вагонах-цистернах и контейнерах-цистернах. Наполнение ограничено 1,25 кг на дм³ баллона и 1,20 кг на дм³ контейнера, чтобы при нагреве расширившаяся жидкость не переполнила сосуд. Вертикальная установка контейнеров снижает риск выброса жидкой фазы и оставляет вентили и предохранительные устройства доступными для осмотра.
Горит ли хлор?
Сам по себе хлор негорюч, но как сильный окислитель поддерживает горение и бурно реагирует с углеводородами, порошками металлов и восстановителями вплоть до взрыва. Поэтому его хранят отдельно от органики и источников тепла, а при пожаре тару охлаждают распылённой водой снаружи, не направляя струю на жидкий хлор.
Как нейтрализовать остатки и выбросы хлора?
Сброс хлора и кислых продуктов его гидролиза в канализацию без нейтрализации запрещён. Газовые выбросы поглощают раствором гидроксида натрия или известковым молоком в скрубберах, остаточный хлор в воде снимают тиосульфатом натрия или сернистым ангидридом, а аварийные разливы локализуют по плану ликвидации аварий.
Какие документы и оснащение нужны, чтобы применять жидкий хлор на водоканале?
С партией передают паспорт качества по ГОСТ 6718-93, паспорт безопасности с мерами при утечке, аварийную карточку и свидетельство о государственной регистрации дезинфицирующего средства. На объекте должны быть система детекции утечек с аварийной вентиляцией, поглотитель хлора и обученный персонал — без них применение жидкого хлора правилами промышленной безопасности не допускается.