液氯罐區設計的初步探討

黃春超，佟 珂，張洪剛

(中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院，吉林吉林132002)

液氯有著廣泛的用途，是農藥、橡膠、塑料、合成纖維等的重要原料，又是漂白劑和消毒劑，在工業生產中占有重要地位.然而液氯是一種危險化學品，具有劇毒性、腐蝕性、氧化性、刺激性.在儲存、運輸、使用過程中極易誘發事故，造成人員傷亡和財產損失，甚至導致生態環境的嚴重破壞.因此液氯罐區的合理設計十分重要.本文就液氯儲罐的選型及液氯罐區的設計進行了初步探討.

1 液氯的物化性質及設計要求

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，吸入人體能嚴重中毒.在15℃時比重為1.425 6，相對密度(水)為1.47.在標準狀況下，-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.本設計選擇臥式儲罐儲存液氯.

2.2 儲罐壓力和材質

液氯是高度危害介質，且為液化狀態，其設計壓力取決于設計溫度［3］，由液氯的物理性質可知，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計壓力定為1.62 MPa.

材料選擇也是儲罐設計的重要環節，它既與容器抵抗失效的能力有關，又和制造工藝密切相關.材料的選擇要綜合考慮成本及其所需的強度.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規格尺寸如表 1所示［6］:

表1 平端蓋臥式儲罐技術規格尺寸

根據液氯的總體積，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 儲罐數量

該液氯儲罐區有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;為該液氯儲罐區液氯的總質量，50 t;V為液氯的總體積，m3.

代入得:V=95.23 m3，則該儲罐區儲罐數量n為:

式中:n為儲罐的個數;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.代入得:n=2.73，為了避免儲罐發生意外泄漏，再增加一個備用儲罐，共4個.

3 儲罐區安全距離設計

3.1 儲罐與儲罐之間的安全距離

火災危險性分類如表2所示［7］.

表2 危險化學品分類

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*

本次設計儲罐采用臥式儲罐，液氯屬于乙類危險化學品，由上表可知臥式儲罐之間的間距不小于0.8 m，本次設計考慮到各種危險因素將儲罐與儲罐的間距設計為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，本次設計取4 m.儲罐具體排布如圖1所示.

圖1 液氯儲罐區儲罐排布示平面

3.2 儲罐與周邊廠房的安全距離

液氯儲罐區一旦泄漏將對周邊廠房內工作的工人造成生命威脅，儲罐區周邊建筑物的安全距離設計顯得尤為重要.由GB50016-2006《建筑設計防火規范》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，該液氯儲罐區與周圍化工企業建筑物的最小間距由上表可以查到，為了安全考慮，本次設計取.

3.3 液氯儲罐區與廠區周邊道路安全距離

儲罐區內部經常有大量的車輛通過，還應該考慮到液氯儲罐區與周邊道路的安全距離，根據GB50160-2008《石油化工企業設計防火規范》儲罐區與周邊鐵路、公路中心線的安全距離如表5所示.

表5 甲、乙、丙類液體儲罐區與周邊道路安全距離表

液氯屬于乙類危險化學品，由表5可以查到該儲罐區與周邊道路最小安全距離為:與廠內鐵路中心線的安全距離為25 m，與廠內主要道路安全距離為15 m，與廠內次要道路安全距離為10 m.現為了確保儲罐區安全將儲罐區與上述三個安全距離分別設計為 30、20、15 m.

3.4 液氯儲罐區與室外變電站、泵房的安全距離

液氯儲罐區在布置時，除了上述幾項安全距離的考慮外，還應當充分考慮與室外變配電站、泵房的安全距離，避免火災發生時造成蔓延和殃及其他，根據《危險化學品儲存》得到儲罐區與變電站、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

根據該液氯儲罐區的總儲量，結合表6可將該儲罐區室外變電站的安全距離設置為，與泵房的安全距離設置為25 m.

4 結 論

本文參照國內相關的規范，對液氯罐區進行了合理的設計，為同類罐區及其他類似物料罐區的設計提供了參考.為了確保儲罐區的安全，降低儲罐區液氯泄漏事故概率，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，設置備用罐，在日常生產過程中嚴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液氯及時轉移到備用儲罐，降低事故發生概率.

(2)在考慮儲罐區與周邊廠房安全間距時應該根據廠房內生產的產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鍵的安全間距進行了設計，在實際的儲存區設計過程應該考慮得更加詳細.

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

［2］彭登奎.壓力容器安全技術規程［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:中國標準出版社，2002:139-140.

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

［6］萬宏偉.石油化工企業設計防火規范［M］.2版.北京:化學工業出版社，2001:327-328.

［7］王凱全，邵輝.危險化學品安全經營、儲運與使用［M］.3版.北京:中國石化出版社，2005:219-220.