涉氯企业最小隔离区域划分探讨

2019-08-20沈忠江关磊王大力高玉格李重谦

天津化工 2019年4期

沈忠江，关磊，王大力,高玉格，李重谦

（1.天津渤海精细化工有限公司，天津300457；2.中国安全生产科学研究院，北京100012；3.夏晖物流（北京）有限公司,北京100012）

国家重点研发计划“重大事故智能防控技术及装备示范应用”项目在天津渤海精细化工有限公司进行示范应用。选取氯气在天津渤海精细化工有限公司进行最小隔离区域划分探讨。

1 提出最小隔离区域划分方法

依据《危险化学品目录（2015 版）》[1]（国家十部委公告[2015]第5 号），氯（第1381 项）为剧毒。早在2011 年，氯作为重点监管的危险化学品列入安监总管三〔2011〕95 号《首批重点监管的危险化学品名录》[2]里。根据《职业性接触毒物危害程度分级》[3]（GBZ 230-2010）规定，氯属于Ⅱ级高度危害毒物，最高容许浓度（MAC）为1mg/m3。

根据氯的职业接触限值提出：当氯泄漏时，氯的浓度≥1 mg/m3（约等于2.8999ppm）的所有区域划分为氯泄漏最小隔离区域。

《液氯泄漏的处理处置方法》（HGT 4684-2014）[4]根据氯泄漏量大和少给出初始疏散、隔离距离见表1。

标准里没有给出什么规格储存液氯容器泄漏初始疏散、隔离距离应遵循表1。随着储氯设备容积、压力和体积变化，氯泄漏时风速和环境以及时间的不同，同一距离，氯的浓度可能会有较大差别。

表1 液氯泄漏初始疏散、隔离距离

利用便携式报警仪或复杂气体立体浓度场的大范围（1.5km）快速扫描监测技术根据测出实际测量到的浓度来划分最小隔离区域，安全经济实效。

2 某个涉氯企业液氯基本工艺流程

原料氯由外购液氯钢瓶（500 kg）提供，液氯钢瓶的液氯汇总到液氯收集盘去液氯蒸发器蒸发为0.4MPa(g)气氯，进入氯气缓冲罐缓冲。蒸发器用热水为下一工段合成器的撤热水，热水流量由气氯温度控制。切换液氯钢瓶时管道内废氯气经废氯收集盘收集去碱处理槽破坏处理。

3 采用两种软件模拟液氯钢瓶泄漏后果

本文选取该涉氯企业液氯钢瓶作为研究对象，液氯质量 500kg，规格尺寸 Φ 608×1800、压力（1.0MPa（G），温度 20℃），不同浓度氯气对人体影响情况见表2。

表2 不同浓度氯气对人体影响情况

3.1 第一种软件模拟结果

采用中国安全生产科学研究院开发的化工园区风险评估与管理软件模拟，事故模拟结果如图3 和表1 所示。模拟条件：液氯钢瓶压力1.0MPa（G），体积 0.5m3，环境温度：20℃，1 个大气压；大气稳定度：E，时间：10min。

图1 液氯钢瓶事故模拟图

表3 不同区域对应的氯浓度单位：ppm

表4 液氯钢瓶事故模拟后果表单位：m

3.2 第二种软件模拟结果

采用挪威DNV 公司的SAFETI 软件进行模拟，选取液氯钢瓶(规格为500kg)完全发生破裂的事故情景进行模拟分析。模拟计算主要参数见表5。

由图2 可以看出，氯气在泄漏扩散600s 后会扩散在较大区域，不同区域的浓度不同，氯气扩散到浓度为ERPGl 的最远距离约2000m，扩散到浓度为ERPG2 的最远距离约为1850m，扩散到浓度为ERPG3 的最远距离约为1000m，扩散到浓度为30ppm 的最远距离约为830m。

表5 模拟计算参数

图2 10 min 液氯钢瓶全破裂氯气泄漏扩散最大浓度投影图

3.3 两种软件相比较分析结果

选择第一种模拟软件模拟结果轻伤半径（绿色圈内，对应氯浓度15ppm）和第二种模拟软件模拟结果ERPG3（对应氯浓度20ppm）相比较，由表可以看出，第二种软件模拟结果要比第一种软件模拟结果更保守，扩散距离远，扩散面积大。

表6 两种软件相比较分析结果

4 最小隔离区域划分

500kg 液氯钢瓶全破裂，根据第二种软件模拟结果ERPG2（对应氯浓度3ppm），氯气扩散到浓度为ERPG2 的最远距离约1850m，最小隔离区域划分为距离泄漏源下风向1850m 处。因为风向不定，保险划法将以1850m 为半径的这个圈采用国家重点研发计划“重大事故智能防控技术及装备示范应用”课题里提到的复杂气体立体浓度场的大范围（1.5km）快速扫描监测技术，根据测出浓度来划分最小隔离区域，将更经济安全实效。