液氯儲(chǔ)槽泄漏環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

王 偉，魏芳麗

（陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719000）

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱北元集團(tuán)）擁有110萬t/a聚氯乙烯、80萬t/a燒堿裝置，4×125 MW抽氣式直接空冷汽輪發(fā)電裝置，240萬t/a工業(yè)廢渣水泥裝置，是國(guó)內(nèi)較大的氯堿生產(chǎn)企業(yè)?；し止旧a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有6臺(tái)53 m3液氯儲(chǔ)槽，2臺(tái)作為應(yīng)急處置備用槽。單臺(tái)設(shè)計(jì)存量為60 t，屬于一級(jí)重大危險(xiǎn)源。目前總存量小于200 t，其主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯和部分液氯，所銷售的液氯主要用于氯乙烯、環(huán)氧氯丙烷、氯丙烯、氯化石蠟、氯化試劑及水處理過程的消毒劑等工業(yè)領(lǐng)域。

1 危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)

液氯儲(chǔ)槽安全環(huán)保問題主要涉及人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境不良及管理缺陷，所以辨識(shí)依據(jù)有GB6441-1986《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T13861-2009《生產(chǎn)過程危險(xiǎn)和有害因素分類與代碼》、《職業(yè)病范圍和職業(yè)病患者處理辦法的規(guī)定》、GB5138-2006《工業(yè)用液氯》、GB11984-1989《氯氣安全規(guī)程》和首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品安全措施和應(yīng)急處置原則（安監(jiān)總廳管三[2011]142號(hào)）進(jìn)行，主要涉及的危險(xiǎn)有害因素包括：氯氣安全技術(shù)說明書（MSDS）、壓力容器、中毒窒息、機(jī)械傷害、高處墜落、環(huán)境污染及法律法規(guī)的辨識(shí)等，本文重點(diǎn)辨識(shí)液氯儲(chǔ)槽泄漏原因和后果及防控措施。

1.1 氯危險(xiǎn)性辨識(shí)

氯氣，化學(xué)式Cl2，常溫常壓下為黃綠色、有刺激性氣味的氣體；液氯為金黃色，微溶于水，易溶于二硫化碳和四氯化碳。氯氣分子量為70.91，熔點(diǎn)-101℃，沸點(diǎn)-34.5℃，氣體密度3.21 g/L，相對(duì)蒸氣密度（空氣＝1）2.5，相對(duì)密度（水＝1）1.41（20 ℃），臨界壓力7.71 MPa，臨界溫度144℃，飽和蒸氣壓673 kPa（20℃），屬于劇毒化學(xué)品，MAC（最高容許濃度，mg/m3）為1，液體平均比熱容0.96 kJ/kg·℃，汽化熱2.89×102kJ/kg等。

氯氣泄漏濃度對(duì)人體的危害，主要通過人體呼吸道、皮膚、消化道發(fā)生中毒機(jī)理，刺激眼膜，流淚、失明、咽干咳嗽、呼吸道損害、窒息、冷汗，甚至肺水腫、心力逐漸衰竭死亡等癥狀。氯在空氣中不同濃度對(duì)人體傷害見表1。

表1 氯在空氣中不同濃度對(duì)人體的危害

1.2 儲(chǔ)槽固有危險(xiǎn)辨識(shí)

液氯儲(chǔ)槽屬于Ⅲ類壓力容器，設(shè)計(jì)全容積為53 m3，設(shè)計(jì)壓力1.62 MPa，最高工作壓力1.2 MPa，耐壓試驗(yàn)2.03 MPa，設(shè)計(jì)溫度-25～50℃，安全裝料系數(shù)0.8，設(shè)備凈重14495 kg等。

液氯儲(chǔ)槽本體管道長(zhǎng)期酸性腐蝕后法蘭密封不嚴(yán)或焊口腐蝕，人員操作失誤等易造成泄漏，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境和人員造成傷害。

2 危險(xiǎn)與危害程度評(píng)價(jià)

2.1 泄漏部位

液氯泄漏的原因主要有：人員違章操作、閥門損壞、管道和容器腐蝕破裂等。氯氣是一種非?；顫姷臍怏w，幾乎能與其接觸到的各種物質(zhì)如有機(jī)物（包括許多聚合物）、金屬、氯化烴及許多無機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)。干燥的氯氣對(duì)金屬材料的腐蝕較小，潮濕的氯氣對(duì)大多數(shù)金屬有較強(qiáng)的腐蝕作用。液氯易泄漏的部位及泄漏量見表2。

表2 液氯泄漏的部位及泄漏量

2.2 液氯汽化放熱量

氯氣在儲(chǔ)槽發(fā)生破裂泄漏后迅速汽化并擴(kuò)散，造成大面積的毒害區(qū)域。假設(shè)泄漏液氯質(zhì)量為W，破裂前液氯儲(chǔ)槽溫度為t，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，儲(chǔ)槽內(nèi)壓力降至大氣壓，處于過熱狀態(tài)的液化氣溫度迅速降至標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)t0，全部液體所放出的熱量為Q，按Q=W·C（t-t0）計(jì)算，若一臺(tái)液氯儲(chǔ)槽 53 m3，最大儲(chǔ)量約60 t，則儲(chǔ)罐中液氯汽化所放出的熱量約為

2.3 液氯蒸發(fā)熱量

假設(shè)液氯所放出的熱量全部用于儲(chǔ)槽內(nèi)液體的蒸發(fā)，汽化熱為 q（kJ/kg），蒸發(fā)量為 W′，按公式W′=Q/q計(jì)算，則液氯蒸發(fā)量約為

2.4 液氯蒸氣體積

液氯的相對(duì)分子質(zhì)量為M，在沸點(diǎn)下其蒸氣的體積Vg，按液氯蒸氣體積公式Vg=（22.4W′/M）×[（273+t0）/273]計(jì)算，則液氯蒸氣體積約為

2.5 液氯擴(kuò)散有毒空氣體積

當(dāng)液氯擴(kuò)散后，有毒空氣體積為V，有毒氣體濃度為C，按公式V=Vg/C計(jì)算，人員吸入30～60 min液氯后，致死的平均體積分?jǐn)?shù)為0.005%（40～60×10-6）時(shí)，則 VCl2=VgCl2/0.005%=9868600（m3）。

2.6 液氯擴(kuò)散后毒害半徑

假設(shè)液化有毒介質(zhì)擴(kuò)散后形成的有毒空氣以半球形向地面擴(kuò)散，則毒害半徑按公式R=計(jì)算，人員吸入液氯30～60 min后，致死的體積分?jǐn)?shù)為0.005%時(shí)，則液氯毒害半徑為167.65 m。

3 安全對(duì)策措施

采取安全控制措施后，事故是可以避免的，其包括安全技術(shù)和安全管理及應(yīng)急救援措施。

3.1 安全技術(shù)措施

該公司液氯充裝站現(xiàn)有的安全設(shè)施主要有生產(chǎn)廠房密閉作業(yè)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立緊急洗眼器；液氯儲(chǔ)槽設(shè)置氯氣泄漏檢測(cè)報(bào)警儀；崗位至少配備2套以上重型防護(hù)服及防毒面具和正壓自給式空氣呼吸器；液氯氣化器、液氯儲(chǔ)槽等安全閥、壓力表、液位計(jì)、溫度計(jì)定期效驗(yàn)；液氯儲(chǔ)槽設(shè)置安裝獨(dú)立安全儀表系統(tǒng)（SIS）及緊急切斷閥?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)立事故應(yīng)急池和事故氯處置間；崗位配置消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備等。

3.2 安全管理措施

定期檢查罐體和管線上的閥門及其連接法蘭的狀況，防止泄漏發(fā)生；定期檢查罐體狀況，防止因腐蝕等原因造成罐體開裂；操作人員上崗作業(yè)時(shí)必須穿戴符合安全規(guī)定的防護(hù)用品。生產(chǎn)動(dòng)火按動(dòng)火手續(xù)辦理動(dòng)火證，并采取有效防范措施；嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，防止罐內(nèi)液體超高；輸送泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部位要保持清潔，嚴(yán)禁泄漏；強(qiáng)化員工安全思想、安全技術(shù)知識(shí)和安全管理知識(shí)教育，提高安全意識(shí)；建立健全事故應(yīng)急救援預(yù)案；健全重大危險(xiǎn)源檔案；定期對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)評(píng)價(jià)，制定安全管理制度；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置足夠數(shù)量安全警示標(biāo)志。

3.3 應(yīng)急處置措施

泄漏事故應(yīng)急處置一般包括以下幾方面。

（1）人員應(yīng)急處置。人員吸入時(shí)，迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處并保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給氧，給予2%至4%的碳酸氫鈉溶液霧化吸入。呼吸、心跳停止，立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇術(shù),就醫(yī)；眼睛接觸時(shí)立即分開眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗，就醫(yī)。皮膚接觸時(shí)立即脫去污染的衣著，用流動(dòng)清水徹底沖洗，就醫(yī)。

（2）泄漏應(yīng)急處置。鋼瓶瓶閥密封填料處泄漏時(shí)，應(yīng)查壓緊螺帽是否松動(dòng)或擰緊壓緊螺帽；瓶閥出口泄漏時(shí)，應(yīng)查瓶閥是否關(guān)緊或關(guān)緊瓶閥，或用銅六角螺帽封閉瓶閥口；瓶體泄漏點(diǎn)為孔洞時(shí)，可使用堵漏器材（如竹簽、木塞、止漏器等）處理。液氯小量泄漏，初始隔離60 m，下風(fēng)向疏散白天400 m、夜晚1600 m；大量泄漏，初始隔離600 m，下風(fēng)向疏散白天3500 m、夜晚8000 m。

（3）應(yīng)急滅火處置。本品不燃，但周圍起火時(shí)應(yīng)切斷氣源。氯氣泄漏時(shí)，應(yīng)用細(xì)水霧驅(qū)趕泄漏的氣體?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置干粉滅火器、霧狀水水霧噴淋設(shè)施、氯氣。

4 結(jié)論

液氯泄漏事故應(yīng)急救援是一項(xiàng)綜合型系統(tǒng)工程，必須引起政府和企業(yè)高度重視，政府應(yīng)統(tǒng)籌合理規(guī)劃區(qū)域、人員居住及應(yīng)急疏散、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)方面等。作為企業(yè)要做到本質(zhì)安全設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工，重點(diǎn)強(qiáng)化人員安全技能及安全素質(zhì)，并建立企業(yè)內(nèi)部專職應(yīng)急救援隊(duì)伍，做到第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)處置，將事故降到最低損失。