液氯罐区设计的初步探讨

黄春超，佟 珂，张洪刚

(中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院，吉林吉林132002)

液氯有着广泛的用途，是农药、橡胶、塑料、合成纤维等的重要原料，又是漂白剂和消毒剂，在工业生产中占有重要地位.然而液氯是一种危险化学品，具有剧毒性、腐蚀性、氧化性、刺激性.在储存、运输、使用过程中极易诱发事故，造成人员伤亡和财产损失，甚至导致生态环境的严重破坏.因此液氯罐区的合理设计十分重要.本文就液氯储罐的选型及液氯罐区的设计进行了初步探讨.

1 液氯的物化性质及设计要求

液氯为黄绿色的油状液体，有毒，沸点-34.6℃，溶点-103℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒.在15℃时比重为1.425 6，相对密度(水)为1.47.在标准状况下，-34.6℃沸腾，在 -101.5 ℃时凝固［1］.

2 储罐的选型

2.1 储罐的形状

由于储存条件不同，储罐的形式也是多种多样的.按形式分类:可分为立式储罐、卧式储罐等［2］.立式储罐储存时不好操作.卧式储罐的容积一般都小于100 m3，便于操作和计量，储存时方便操作.本设计选择卧式储罐储存液氯.

2.2 储罐压力和材质

液氯是高度危害介质，且为液化状态，其设计压力取决于设计温度［3］，由液氯的物理性质可知，在50℃下，液氯的饱和蒸气压力1.62 MPa，因此本次液氯储罐的设计压力定为1.62 MPa.

材料选择也是储罐设计的重要环节，它既与容器抵抗失效的能力有关，又和制造工艺密切相关.材料的选择要综合考虑成本及其所需的强度.普通碳素钢不适用于液氯储槽，一般采用低合金钢如16MnR［4］.所选用的管法兰(盖)的公称压力不低1.62 MPa，宜采用带颈对焊管法兰［5］.

2.3 储罐的基本尺寸

平端盖卧式储罐技术规格尺寸如表 1所示［6］:

表1 平端盖卧式储罐技术规格尺寸

根据液氯的总体积，选择公称容量为15 m3，实际容量为15.6 m3，直径2.2 m，长度为4.09 m，壁板厚度为4 m，端盖厚度为5 m的储罐来储存液氯比较合适.

2.4 储罐数量

该液氯储罐区有50 t液氯需要储存，液氯的总体积:式中:ρ为液氯的密度，1 470 kg/m3;为该液氯储罐区液氯的总质量，50 t;V为液氯的总体积，m3.

代入得:V=95.23 m3，则该储罐区储罐数量n为:

式中:n为储罐的个数;V为液氯的总体积;V1为所选储罐的实际体积;0.8为储罐的充装系数.代入得:n=2.73，为了避免储罐发生意外泄漏，再增加一个备用储罐，共4个.

3 储罐区安全距离设计

3.1 储罐与储罐之间的安全距离

火灾危险性分类如表2所示［7］.

表2 危险化学品分类

甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距如表3所示.

表3 甲、乙、丙类液体储罐直接防火间距表*

本次设计储罐采用卧式储罐，液氯属于乙类危险化学品，由上表可知卧式储罐之间的间距不小于0.8 m，本次设计考虑到各种危险因素将储罐与储罐的间距设计为1 m，4个液氯储罐采用双排，相邻两排储罐之间的距离不小于3 m，本次设计取4 m.储罐具体排布如图1所示.

图1 液氯储罐区储罐排布示平面

3.2 储罐与周边厂房的安全距离

液氯储罐区一旦泄漏将对周边厂房内工作的工人造成生命威胁，储罐区周边建筑物的安全距离设计显得尤为重要.由GB50016-2006《建筑设计防火规范》可知，甲、乙、丙类液体储罐与周围建筑物的防火间距，如表4所示.

表4 甲乙丙类液体储罐与建筑物的防火间距表

液氯属于乙类液体，本次液氯的总储量在之间，而一般的厂房耐火等级为二级，该液氯储罐区与周围化工企业建筑物的最小间距由上表可以查到，为了安全考虑，本次设计取.

3.3 液氯储罐区与厂区周边道路安全距离

储罐区内部经常有大量的车辆通过，还应该考虑到液氯储罐区与周边道路的安全距离，根据GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》储罐区与周边铁路、公路中心线的安全距离如表5所示.

表5 甲、乙、丙类液体储罐区与周边道路安全距离表

液氯属于乙类危险化学品，由表5可以查到该储罐区与周边道路最小安全距离为:与厂内铁路中心线的安全距离为25 m，与厂内主要道路安全距离为15 m，与厂内次要道路安全距离为10 m.现为了确保储罐区安全将储罐区与上述三个安全距离分别设计为 30、20、15 m.

3.4 液氯储罐区与室外变电站、泵房的安全距离

液氯储罐区在布置时，除了上述几项安全距离的考虑外，还应当充分考虑与室外变配电站、泵房的安全距离，避免火灾发生时造成蔓延和殃及其他，根据《危险化学品储存》得到储罐区与变电站、泵房的安全距离表6所示.

表6 甲乙丙类液体与室外变电站、泵房的安全距离表

根据该液氯储罐区的总储量，结合表6可将该储罐区室外变电站的安全距离设置为，与泵房的安全距离设置为25 m.

4 结 论

本文参照国内相关的规范，对液氯罐区进行了合理的设计，为同类罐区及其他类似物料罐区的设计提供了参考.为了确保储罐区的安全，降低储罐区液氯泄漏事故概率，在以后的工作实践中还可以考虑:

(1)在选择储罐时尤其要考虑到储罐的材质，设置备用罐，在日常生产过程中严格检查储罐罐壁的磨损、腐蚀等情况，以便对有破裂迹象的储罐内液氯及时转移到备用储罐，降低事故发生概率.

(2)在考虑储罐区与周边厂房安全间距时应该根据厂房内生产的产品来确定厂房的耐火等级，安全间距有很多分类，本文就几个常见且关键的安全间距进行了设计，在实际的储存区设计过程应该考虑得更加详细.

［1］钱静华.液氯的使用危险性评估［J］.安全科学技术，2008，24(7):18-21.

［2］彭登奎.压力容器安全技术规程［M］.3版.北京:中国劳动社会保障出版社，2001:129-130.

［3］蒋林勇.钢制压力容器手册［M］.2版.北京:中国标准出版社，2002:139-140.

［4］李毅博.石油化工储运系统罐区设计工程［M］.4版.北京:中国石油出版社，2003:238-239.

［5］金建祥单学凯 丁成.化工厂液氯泄漏环境风险评价研究［J］.广东化工，2009，11(36):75-78.

［6］万宏伟.石油化工企业设计防火规范［M］.2版.北京:化学工业出版社，2001:327-328.

［7］王凯全，邵辉.危险化学品安全经营、储运与使用［M］.3版.北京:中国石化出版社，2005:219-220.