液氯储存的安全设施设计初探

朱升干

(浙江省天正设计工程有限公司，浙江 杭州 310038)

液氯是一种非常重要的基础化工原料，广泛的应用于精细化工、冶金、纺织、水处理等行业。根据《危险化学品目录》(2015年版)，氯属于剧毒化学品；根据《高毒物品目录》(卫法监发[2003]142号)，氯属于高毒化学品。近年来化工行业安全事故频发，国家越来越关注企业的安全生产，液氯由于自身易气化、三氯化氮易爆炸等特点，一旦发生泄漏，会发生人员中毒、爆炸、环境污染等事故发生[1-4]，将会对人和环境造成非常严重的后果，因此，从工程设计的源头出发，对液氯储存过程进行安全设施设计至关重要。

1 液氯危险性分析

液氯为黄绿色液体，20℃时密度为1408 kg/m3，沸点为-34.6℃，熔点为-103℃，在常温常压下即气化成气体，可溶于水、易溶于碱液，遇水生成次氯酸和盐酸[1]。液氯为高度危害介质，对眼、呼吸系统粘膜有刺激作用，不会燃烧，可助燃，能与氨、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。

2 液氯安全设施设计及分析

2.1 液氯储存单元的设计

液氯储存单元设计过程中，除应符合《石油化工企业设计防火标准》(GB50160-2008)(2018年版)、《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)(2018年版)等规范要求外，还应满足《关于氯气安全设施和应急技术的指导意见》(中国氯碱工业协会(2010)协字第070号)、《关于下发《关于氯气安全设施和应急技术的补充指导意见》的通知》、《关于氯气安全设施和应急技术的指导意见》、《氯气安全规程》(GB11984-2009)、《液氯使用安全技术要求》(AQ3014-2008)、《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》(安监总管三〔2011〕95号)等要求，主要采取的安全措施如下：

(1)液氯储罐液氯进出口管道应设置双切断阀，并设置一台备用储罐，平时空置，并具备倒罐功能，容积不低于最大容积的液氯储罐，如一台储罐发生泄漏，可在泵或氮气等外力作用下，输送至备用储槽内。

(2)提高液氯储罐的自动化控制水平。

①液氯储罐应设置两种不同形式的液位计，均具备高低液位报警功能，信号远传至控制室内，液氯储存量不高于液氯储罐容量的80%。其中一台液位计设置有高液位关闭液氯进口管道开关阀功能，防止过多液氯进入储罐而溢流出来，设置有低液位关闭出口管道开关阀、停出料泵的功能，防止储罐抽空和输送泵损坏。

②液氯储罐应设置有温度计、压力表，具备高温报警、高压报警功能，信号远传至控制室内，储罐上设置有安全阀、爆破片等安全设施，安全阀出口接至尾气吸收系统，防止储罐内压力过高。

(3)提高液氯储罐的安全控制水平。

①液氯储罐顶部设置有抽真空系统和氮气置换系统，如储罐发生泄漏或设备检修过程中，对储罐内的氯进行置换处理，保证生产过程的安全。

②液氯储罐应设置在封闭房间内，四周墙体采用固定窗，仅用于照明，设置门(平时关闭)，室内在门、窗的室外设置水喷淋系统，水喷淋管道上设置的开关阀与封闭房间内有毒气体报警装置联锁，一旦有毒气体报警装置响起，立即启动水喷淋系统，对门、窗进行喷淋，禁止向液氯储罐直接喷淋水。喷淋水输送泵应为二级供电负荷。

③液氯储罐底部设置有双阀，定期打开，将沉积在储罐底部的三氯化氮及少量液氯通过管道送至室外的液碱吸收池进行吸收处理，防止管道内三氯化氮积聚爆炸。

④液氯储罐附件应设置可移动式吸收装置，如管道或阀门发生泄漏，需要检修时，可将移动式吸收装置对接泄漏点，将泄漏的氯气通过移动式吸收装置，送至尾气吸收系统处理。

⑤应根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2018)对液氯储罐进行重大危险源辨识，因液氯临界量较小，因此，液氯储存单元常常构成一级或二级重大危险源。应对液氯的储存工艺进行HAZOP分析和SIL定级，并根据SIL定级报告的结果，设置安全仪表系统(SIS系统)，待安全仪表采购完成后，企业应委托有资质单位对SIS系统的SIL等级进行验算，确保SIS系统的设施满足SIL定级报告的要求。

对于液氯储罐，除了采取上述安全措施外，还需加强相应的安全管理，主要如下：

(1)液氯封闭房间内部、外部以及厂区主要通道应设置有视频监控系统，并在液氯封闭房间周界设置入侵报警装置，信号送至控制室内，实现24 h在线监控。

(2)对液氯封闭房间配备双人双锁，配置防盗装置，实行"五双"管理：双人收发、双人记账、双人双锁、双人运输、双人使用，建立相应的监管体系，并定期进行检查。

(3)封闭房间外部设置带冲淋的洗眼器，并根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T50493-2019)要求，设置有毒气体报警装置。

(4)加强液氯储罐的日常管理，要求员工必须穿好化学防护服、过滤式防毒面具等防护措施，携带便携式氯气检测报警仪，并在确保液氯储槽间安全情况下，方可进入。

2.2 建筑、消防设计

(1)封闭房间应为混凝土框架结构，单层，耐火等级为二级，储罐顶部设置有钢平台，四周为实体墙，屋顶为混凝土结构，防止氯气泄漏至室外，并按照《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)(2018年版)的相关要求设置疏散门。

靠近马路的一侧可设置卷帘门，用于储罐的安装与检修，卷帘门平时关闭，并与有毒气体报警装置联锁，一旦有毒气体报警装置响起，确保卷帘门处于关闭状态，同时，卷帘门内外均应设置有开启开关，防止卷帘门失效，造成封闭房间内人员中毒事故发生。

(2)液氯封闭房间四周设置环形消防通道，道路宽度不小于4 m，转弯半径不小于9 m，满足消防安全的相关要求。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)，液氯封闭房间四周设置有环形消防管网，沿道路配备一定数量的消火栓，两个消火栓之间的间距不应超过60 m。根据《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)，室内设置一定数量的MF/ABC5型干粉灭火器。

2.3 防雷、防静电设计

根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)、《石油化工装置防雷设计规范》(GB50650-2011)等规定，液氯储罐封闭房间按二类防雷建筑物设防，屋面设10 m×10 m或12 m×8 m网格的避雷网，电气可按不防爆设计，储罐接地采用罐体直接接地，环型防雷接地，接地点不少于两处。储罐和输送管道设置静电接地装置。

2.4 三废处理系统的设计

(1)室外设置有尾气吸收装置，包含事故风机、输送泵及二级尾气吸收塔，吸收介质为液碱，尾气吸收装置具备完全处理正常状态和事故状态下排放的氯气能力，事故风机及输送泵应设置二级供电负荷。将有毒气体报警装置与事故风机联锁，当有毒气体报警装置报警时，自动打开事故风机，将房间内泄漏的氯气通过尾气风管送至尾气吸收装置处理，达标后高空排放。

(2)液氯储罐周围地面设置地沟，室外设置有污水处理水池，混凝土结构，四周进行防碱性腐蚀和防渗处理，地沟和污水处理池联通并加盖栅板，收集事故状态下水喷淋废水，通过提升泵送给污水处理站进行处理。

2.5 应急救援设施

企业应成立应急救援组织机构，配备专职安全管理人员，进行事故风险评估和应急资源调查，编制液氯泄漏中毒、三氯化氮爆炸的应急救援预案，并定期进行应急预案的演练。同时，企业应根据《危险化学品单位应急救援物质配备要求》(GB30077-2013)的相关要求，配备防毒面具、重型防化服、正压式空气呼吸器等应急救援物质，并根据《气体防护站设计规范》(SYT 6772-2009)的相关要求，设置气防站，配备急救设备、有毒气体检测等设施。由专人负责管理，日常维护，确保应急救援设施的可靠使用。

3 结论

企业应充分认知液氯的危险性，加强对液氯储存、使用的监管，提高企业的风险防范能力，提升员工的安全防护意识。更重要的是，要从工程设计的源头出发，对液氯储存单元进行安全设施的设计，采取有效的防范措施，提高液氯储存的自动化控制水平和安全管控能力，才能真正意义上做到本质安全，为液氯的储存和使用提供安全可靠的保障。