黃春超，佟 珂，張洪剛

(中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院，吉林吉林132002)

液氯有著廣泛的用途，是農(nóng)藥、橡膠、塑料、合成纖維等的重要原料，又是漂白劑和消毒劑，在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位.然而液氯是一種危險化學(xué)品，具有劇毒性、腐蝕性、氧化性、刺激性.在儲存、運(yùn)輸、使用過程中極易誘發(fā)事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，甚至導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞.因此液氯罐區(qū)的合理設(shè)計十分重要.本文就液氯儲罐的選型及液氯罐區(qū)的設(shè)計進(jìn)行了初步探討.

1 液氯的物化性質(zhì)及設(shè)計要求

液氯為黃綠色的油狀液體，有毒，沸點-34.6℃，溶點-103℃，在常壓下即氣化成氣體，吸入人體能嚴(yán)重中毒.在15℃時比重為1.425 6，相對密度(水)為1.47.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，-34.6℃沸騰，在 -101.5 ℃時凝固［1］.

2 儲罐的選型

2.1 儲罐的形狀

由于儲存條件不同，儲罐的形式也是多種多樣的.按形式分類:可分為立式儲罐、臥式儲罐等［2］.立式儲罐儲存時不好操作.臥式儲罐的容積一般都小于100 m3，便于操作和計量，儲存時方便操作.本設(shè)計選擇臥式儲罐儲存液氯.

2.2 儲罐壓力和材質(zhì)

液氯是高度危害介質(zhì)，且為液化狀態(tài)，其設(shè)計壓力取決于設(shè)計溫度［3］，由液氯的物理性質(zhì)可知，在50℃下，液氯的飽和蒸氣壓力1.62 MPa，因此本次液氯儲罐的設(shè)計壓力定為1.62 MPa.

材料選擇也是儲罐設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，它既與容器抵抗失效的能力有關(guān)，又和制造工藝密切相關(guān).材料的選擇要綜合考慮成本及其所需的強(qiáng)度.普通碳素鋼不適用于液氯儲槽，一般采用低合金鋼如16MnR［4］.所選用的管法蘭(蓋)的公稱壓力不低1.62 MPa，宜采用帶頸對焊管法蘭［5］.

2.3 儲罐的基本尺寸

平端蓋臥式儲罐技術(shù)規(guī)格尺寸如表 1所示［6］:

表1 平端蓋臥式儲罐技術(shù)規(guī)格尺寸

根據(jù)液氯的總體積，選擇公稱容量為15 m3，實際容量為15.6 m3，直徑2.2 m，長度為4.09 m，壁板厚度為4 m，端蓋厚度為5 m的儲罐來儲存液氯比較合適.

2.4 儲罐數(shù)量

該液氯儲罐區(qū)有50 t液氯需要儲存，液氯的總體積:式中:ρ為液氯的密度，1 470 kg/m3;為該液氯儲罐區(qū)液氯的總質(zhì)量，50 t;V為液氯的總體積，m3.

代入得:V=95.23 m3，則該儲罐區(qū)儲罐數(shù)量n為:

式中:n為儲罐的個數(shù);V為液氯的總體積;V1為所選儲罐的實際體積;0.8為儲罐的充裝系數(shù).代入得:n=2.73，為了避免儲罐發(fā)生意外泄漏，再增加一個備用儲罐，共4個.

3 儲罐區(qū)安全距離設(shè)計

3.1 儲罐與儲罐之間的安全距離

火災(zāi)危險性分類如表2所示［7］.

表2 危險化學(xué)品分類

甲、乙、丙類液體儲罐之間的防火間距如表3所示.

表3 甲、乙、丙類液體儲罐直接防火間距表*

本次設(shè)計儲罐采用臥式儲罐，液氯屬于乙類危險化學(xué)品，由上表可知臥式儲罐之間的間距不小于0.8 m，本次設(shè)計考慮到各種危險因素將儲罐與儲罐的間距設(shè)計為1 m，4個液氯儲罐采用雙排，相鄰兩排儲罐之間的距離不小于3 m，本次設(shè)計取4 m.儲罐具體排布如圖1所示.

圖1 液氯儲罐區(qū)儲罐排布示平面

3.2 儲罐與周邊廠房的安全距離

液氯儲罐區(qū)一旦泄漏將對周邊廠房內(nèi)工作的工人造成生命威脅，儲罐區(qū)周邊建筑物的安全距離設(shè)計顯得尤為重要.由GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》可知，甲、乙、丙類液體儲罐與周圍建筑物的防火間距，如表4所示.

表4 甲乙丙類液體儲罐與建筑物的防火間距表

液氯屬于乙類液體，本次液氯的總儲量在之間，而一般的廠房耐火等級為二級，該液氯儲罐區(qū)與周圍化工企業(yè)建筑物的最小間距由上表可以查到，為了安全考慮，本次設(shè)計取.

3.3 液氯儲罐區(qū)與廠區(qū)周邊道路安全距離

儲罐區(qū)內(nèi)部經(jīng)常有大量的車輛通過，還應(yīng)該考慮到液氯儲罐區(qū)與周邊道路的安全距離，根據(jù)GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》儲罐區(qū)與周邊鐵路、公路中心線的安全距離如表5所示.

表5 甲、乙、丙類液體儲罐區(qū)與周邊道路安全距離表

液氯屬于乙類危險化學(xué)品，由表5可以查到該儲罐區(qū)與周邊道路最小安全距離為:與廠內(nèi)鐵路中心線的安全距離為25 m，與廠內(nèi)主要道路安全距離為15 m，與廠內(nèi)次要道路安全距離為10 m.現(xiàn)為了確保儲罐區(qū)安全將儲罐區(qū)與上述三個安全距離分別設(shè)計為 30、20、15 m.

3.4 液氯儲罐區(qū)與室外變電站、泵房的安全距離

液氯儲罐區(qū)在布置時，除了上述幾項安全距離的考慮外，還應(yīng)當(dāng)充分考慮與室外變配電站、泵房的安全距離，避免火災(zāi)發(fā)生時造成蔓延和殃及其他，根據(jù)《危險化學(xué)品儲存》得到儲罐區(qū)與變電站、泵房的安全距離表6所示.

表6 甲乙丙類液體與室外變電站、泵房的安全距離表

根據(jù)該液氯儲罐區(qū)的總儲量，結(jié)合表6可將該儲罐區(qū)室外變電站的安全距離設(shè)置為，與泵房的安全距離設(shè)置為25 m.

4 結(jié) 論

本文參照國內(nèi)相關(guān)的規(guī)范，對液氯罐區(qū)進(jìn)行了合理的設(shè)計，為同類罐區(qū)及其他類似物料罐區(qū)的設(shè)計提供了參考.為了確保儲罐區(qū)的安全，降低儲罐區(qū)液氯泄漏事故概率，在以后的工作實踐中還可以考慮:

(1)在選擇儲罐時尤其要考慮到儲罐的材質(zhì)，設(shè)置備用罐，在日常生產(chǎn)過程中嚴(yán)格檢查儲罐罐壁的磨損、腐蝕等情況，以便對有破裂跡象的儲罐內(nèi)液氯及時轉(zhuǎn)移到備用儲罐，降低事故發(fā)生概率.

(2)在考慮儲罐區(qū)與周邊廠房安全間距時應(yīng)該根據(jù)廠房內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品來確定廠房的耐火等級，安全間距有很多分類，本文就幾個常見且關(guān)鍵的安全間距進(jìn)行了設(shè)計，在實際的儲存區(qū)設(shè)計過程應(yīng)該考慮得更加詳細(xì).

［1］錢靜華.液氯的使用危險性評估［J］.安全科學(xué)技術(shù)，2008，24(7):18-21.

［2］彭登奎.壓力容器安全技術(shù)規(guī)程［M］.3版.北京:中國勞動社會保障出版社，2001:129-130.

［3］蔣林勇.鋼制壓力容器手冊［M］.2版.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002:139-140.

［4］李毅博.石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計工程［M］.4版.北京:中國石油出版社，2003:238-239.

［5］金建祥單學(xué)凱 丁成.化工廠液氯泄漏環(huán)境風(fēng)險評價研究［J］.廣東化工，2009，11(36):75-78.

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［7］王凱全，邵輝.危險化學(xué)品安全經(jīng)營、儲運(yùn)與使用［M］.3版.北京:中國石化出版社，2005:219-220.