液氯储槽泄漏环境风险评价

王 伟，魏芳丽

（陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719000）

陕西北元化工集团股份有限公司（以下简称北元集团）拥有110万t/a聚氯乙烯、80万t/a烧碱装置，4×125 MW抽气式直接空冷汽轮发电装置，240万t/a工业废渣水泥装置，是国内较大的氯碱生产企业。化工分公司生产现场有6台53 m3液氯储槽，2台作为应急处置备用槽。单台设计存量为60 t，属于一级重大危险源。目前总存量小于200 t，其主要用于生产聚氯乙烯和部分液氯，所销售的液氯主要用于氯乙烯、环氧氯丙烷、氯丙烯、氯化石蜡、氯化试剂及水处理过程的消毒剂等工业领域。

1 危险有害因素辨识

液氯储槽安全环保问题主要涉及人的不安全行为、物的不安全状态、环境不良及管理缺陷，所以辨识依据有GB6441-1986《企业职工伤亡事故分类标准》、GB/T13861-2009《生产过程危险和有害因素分类与代码》、《职业病范围和职业病患者处理办法的规定》、GB5138-2006《工业用液氯》、GB11984-1989《氯气安全规程》和首批重点监管的危险化学品安全措施和应急处置原则（安监总厅管三[2011]142号）进行，主要涉及的危险有害因素包括：氯气安全技术说明书（MSDS）、压力容器、中毒窒息、机械伤害、高处坠落、环境污染及法律法规的辨识等，本文重点辨识液氯储槽泄漏原因和后果及防控措施。

1.1 氯危险性辨识

氯气，化学式Cl2，常温常压下为黄绿色、有刺激性气味的气体；液氯为金黄色，微溶于水，易溶于二硫化碳和四氯化碳。氯气分子量为70.91，熔点-101℃，沸点-34.5℃，气体密度3.21 g/L，相对蒸气密度（空气＝1）2.5，相对密度（水＝1）1.41（20 ℃），临界压力7.71 MPa，临界温度144℃，饱和蒸气压673 kPa（20℃），属于剧毒化学品，MAC（最高容许浓度，mg/m3）为1，液体平均比热容0.96 kJ/kg·℃，汽化热2.89×102kJ/kg等。

氯气泄漏浓度对人体的危害，主要通过人体呼吸道、皮肤、消化道发生中毒机理，刺激眼膜，流泪、失明、咽干咳嗽、呼吸道损害、窒息、冷汗，甚至肺水肿、心力逐渐衰竭死亡等症状。氯在空气中不同浓度对人体伤害见表1。

表1 氯在空气中不同浓度对人体的危害

1.2 储槽固有危险辨识

液氯储槽属于Ⅲ类压力容器，设计全容积为53 m3，设计压力1.62 MPa，最高工作压力1.2 MPa，耐压试验2.03 MPa，设计温度-25～50℃，安全装料系数0.8，设备净重14495 kg等。

液氯储槽本体管道长期酸性腐蚀后法兰密封不严或焊口腐蚀，人员操作失误等易造成泄漏，会对周围环境和人员造成伤害。

2 危险与危害程度评价

2.1 泄漏部位

液氯泄漏的原因主要有：人员违章操作、阀门损坏、管道和容器腐蚀破裂等。氯气是一种非常活泼的气体，几乎能与其接触到的各种物质如有机物（包括许多聚合物）、金属、氯化烃及许多无机化合物发生反应。干燥的氯气对金属材料的腐蚀较小，潮湿的氯气对大多数金属有较强的腐蚀作用。液氯易泄漏的部位及泄漏量见表2。

表2 液氯泄漏的部位及泄漏量

2.2 液氯汽化放热量

氯气在储槽发生破裂泄漏后迅速汽化并扩散，造成大面积的毒害区域。假设泄漏液氯质量为W，破裂前液氯储槽温度为t，当发生泄漏时，储槽内压力降至大气压，处于过热状态的液化气温度迅速降至标准沸点t0，全部液体所放出的热量为Q，按Q=W·C（t-t0）计算，若一台液氯储槽 53 m3，最大储量约60 t，则储罐中液氯汽化所放出的热量约为

2.3 液氯蒸发热量

假设液氯所放出的热量全部用于储槽内液体的蒸发，汽化热为 q（kJ/kg），蒸发量为 W′，按公式W′=Q/q计算，则液氯蒸发量约为

2.4 液氯蒸气体积

液氯的相对分子质量为M，在沸点下其蒸气的体积Vg，按液氯蒸气体积公式Vg=（22.4W′/M）×[（273+t0）/273]计算，则液氯蒸气体积约为

2.5 液氯扩散有毒空气体积

当液氯扩散后，有毒空气体积为V，有毒气体浓度为C，按公式V=Vg/C计算，人员吸入30～60 min液氯后，致死的平均体积分数为0.005%（40～60×10-6）时，则 VCl2=VgCl2/0.005%=9868600（m3）。

2.6 液氯扩散后毒害半径

假设液化有毒介质扩散后形成的有毒空气以半球形向地面扩散，则毒害半径按公式R=计算，人员吸入液氯30～60 min后，致死的体积分数为0.005%时，则液氯毒害半径为167.65 m。

3 安全对策措施

采取安全控制措施后，事故是可以避免的，其包括安全技术和安全管理及应急救援措施。

3.1 安全技术措施

该公司液氯充装站现有的安全设施主要有生产厂房密闭作业；现场设立紧急洗眼器；液氯储槽设置氯气泄漏检测报警仪；岗位至少配备2套以上重型防护服及防毒面具和正压自给式空气呼吸器；液氯气化器、液氯储槽等安全阀、压力表、液位计、温度计定期效验；液氯储槽设置安装独立安全仪表系统（SIS）及紧急切断阀。现场设立事故应急池和事故氯处置间；岗位配置消防器材及泄漏应急处理设备等。

3.2 安全管理措施

定期检查罐体和管线上的阀门及其连接法兰的状况，防止泄漏发生；定期检查罐体状况，防止因腐蚀等原因造成罐体开裂；操作人员上岗作业时必须穿戴符合安全规定的防护用品。生产动火按动火手续办理动火证，并采取有效防范措施；严格控制工艺参数，防止罐内液体超高；输送泵的转动部位要保持清洁，严禁泄漏；强化员工安全思想、安全技术知识和安全管理知识教育，提高安全意识；建立健全事故应急救援预案；健全重大危险源档案；定期对重大危险源进行辨识评价，制定安全管理制度；生产现场设置足够数量安全警示标志。

3.3 应急处置措施

泄漏事故应急处置一般包括以下几方面。

（1）人员应急处置。人员吸入时，迅速脱离现场至空气新鲜处并保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给氧，给予2%至4%的碳酸氢钠溶液雾化吸入。呼吸、心跳停止，立即进行心肺复苏术,就医；眼睛接触时立即分开眼睑，用流动清水或生理盐水彻底冲洗，就医。皮肤接触时立即脱去污染的衣着，用流动清水彻底冲洗，就医。

（2）泄漏应急处置。钢瓶瓶阀密封填料处泄漏时，应查压紧螺帽是否松动或拧紧压紧螺帽；瓶阀出口泄漏时，应查瓶阀是否关紧或关紧瓶阀，或用铜六角螺帽封闭瓶阀口；瓶体泄漏点为孔洞时，可使用堵漏器材（如竹签、木塞、止漏器等）处理。液氯小量泄漏，初始隔离60 m，下风向疏散白天400 m、夜晚1600 m；大量泄漏，初始隔离600 m，下风向疏散白天3500 m、夜晚8000 m。

（3）应急灭火处置。本品不燃，但周围起火时应切断气源。氯气泄漏时，应用细水雾驱赶泄漏的气体。现场设置干粉灭火器、雾状水水雾喷淋设施、氯气。

4 结论

液氯泄漏事故应急救援是一项综合型系统工程，必须引起政府和企业高度重视，政府应统筹合理规划区域、人员居住及应急疏散、战术技术方面等。作为企业要做到本质安全设计、建设、施工，重点强化人员安全技能及安全素质，并建立企业内部专职应急救援队伍，做到第一时间发现处置，将事故降到最低损失。