液氯储罐区及液氯气化相关知识

液氯储罐区及液氯气化相关知识内容介绍•第一部分：液氯的物化性质、液氯的危害特性；•第二部分：液氯储罐区安全设计；•第三部分：液氯气化知识。液氯的物化性质、液氯的危害特性第一部分1.1液氯的物化性质1.1.1液氯的物理性质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1.4256，相对密度（水）1470Kg/m3。在标准状况下，-34.6℃沸腾，气化热为62kcal/kg（36℃）,在-101.5℃时凝固。1.1.2液氯的化学性质液氯具有有强烈的刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸。氯是很活泼的元素，可以和大多数元素(或化合物)起反应，氯的化学性质非常活泼，能与金属、非金属及其化合物进行反应，与有机化合物也能发生取代、加成反应。如遇有水份对钢铁有强烈腐蚀性。1.2液氯的危害特性液氯是我国危险化学品事故发生率最多的化学品之一，液氯泄漏和爆炸等事故会导致许多人员中毒或死亡，给人民的生命健康和环境安全造成非常严重的影响。液氯的具体危害特性如下：（1）强氧化性液氯为强氧化剂，空气中不能燃烧，但能助燃，一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。与可燃性气体形成爆炸性混合物，它的“化学亲和力”很强，能与绝大多数化学元素和化合物反应，它与许多物质混合后会发生爆炸，如与氢气的混合物，在没有空气和火源，遇到光照，也能发生爆炸。–（2）毒害性氯气对人具有严重的危险性，为剧毒物品。液氯作为一种刺激性毒液，泄漏后闪蒸形成气体，其毒害机理为刺激呼吸道和肺，最终导致肺气肿引发死亡。特别是在风力比较大的请况下，有毒气体会顺风扩散到很远，使污染范围扩大，广大群众受到严重威胁。氯气对眼、呼吸系统黏膜有刺激作用，可引起迷走神经兴奋、反射性心跳骤停导致死亡。–（3）爆炸危险性我国最普遍的液氯包装容器为0.5t、1t的液氯钢瓶，以及10m3、30m3不等的液氯储罐。液氯要加压后才能进入钢瓶或其他储罐，所以必须对液氯进行再次加压。无论是钢瓶还是储罐都是带压储存，存在着泄漏及物理爆炸的危险性。1.3我国液氯储罐区采取的控制措施液氯作为储存物品，本身不具燃烧性，但因为其有助燃性和氧化性，液氯（氯气）最大的危害是其具有高度毒性，一旦泄漏度危害人民生命和环境。所以何确保液氯的储存安全，不致泄漏影响环境是液氯储罐区安全管理工作的重点。目前我国对液氯储罐区的安全控制措施如下：（1）严格控制储罐区液氯的储存量；（2）完善液氯储存设施的监控及应急处理设施的改造；（3）加强对液氯储罐的日常管理；（4）强化对液氯用户的安全用氯指导；（5）积极开展液氯使用单位岗位操作人员安全培训工作；（6）在罐区设置安全生产责任牌、危险性告知牌、安全操作牌；（7）制定应急预案，积极开展应急预案演练；（8）定期对全区所有使用液氯单位要进行一次专业性大检查。第二部分液氯储罐区安全设计设计液氯储罐区:包括选择合适的储罐来储存，并合理布局液氯储罐的排布，设计好安全距离，包括储罐与储罐之间的距离、储罐区与周边厂房的距离、储罐区与周边道路、铁路、泵站等安全距离等。同时对储罐区防雷、防静电、防火等提出控制措施。2.1储罐的选择2.1.1储罐的形状一般设备的选型首先要满足工艺过程的要求,其次要尽可能满足强度及制造工艺的要求，液氯储罐的选型也应满足以上原则。由于储存介质的不同，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。（1）立式储罐不太方便计量,而且储存时不太好操作。（2）卧式储罐的容积一般都小于100m3，便于操作和计量，储存时方便操作。如仅从经济方面考虑,首选球形容器,因为它单位容积所花的材料最少,考虑到本厂该液氯罐区只起到临时储存,所以选择卧式储罐储存液氯，如图2.1所示•图2.1卧式液氯储罐2.1.2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，由液氯的物理性质可知，在50℃下，液氯的饱和蒸气压力1.62MPa，因此本次液氯储罐的设计压力定为1.62MPa。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，贵重的材料会提高成本，而如果强度不够则不能使用。例如设备封头的最小壁厚应尽量标注，这样可以节约材料，同时满足强度要求。普通碳素钢不适用于液氯储槽，一般采用低合金钢如16MnR钢板即可满足要求。对选用的钢板，还应逐张进行超声检测，钢板的合格等级不应低于规定的%级合格，并应对所选取材料进行复验，所选用的管法兰(盖)的公称压力不低1.62Mpa，且采用带颈对焊管法兰。•鉴于钢材随着使用温度的降低,会由延性状态向脆性状态转变,降低了抗冲击性能;当有难以避免的缺陷时,在低于脆性转变温度下受力,会导致脆断。所以,低温容器除了对所有钢材提出较严格的抗冲击性能要求外,在结构设计上应充分考虑如下五个方面:•（1）结构应尽量简单,减少约束；•（2）避免产生过大的温度梯度；•（3）应尽量避免结构形状的突然变化，以减小局部应力；•（4）不应使用不连续的或点焊连接焊接；•（5）容器的支座需放置垫板,不得直接焊在壳体上。平端盖卧式储罐技术规格尺寸如表2.1所示：表2.1平端盖卧式储罐技术规格尺寸2.1.3储罐的基本尺寸平端盖卧式储罐技术规格m381530405060实际容量m38.515.631395360直径m1.92.22.22.22.552.55长度m3.04.098.1910.3410.3411.77壁板厚度mm444444端盖厚度mm455555•2.1.4储罐数量•该液氯储罐区有液氯需要储存210t(3天的量)，液氯的总体积：(2.1)•式中：—液氯的密度，；•M—该液氯储罐区液氯的总质量，210000Kg；•V—液氯的总体积，m3。•代入得：v=142.85m3•该储罐区储罐数量n：(2.2)•式中：n—储罐的个数；•V—液氯的总体积，；•V1—所选储罐的实际体积，；•0.9—储罐的充装系数。•代入得：n=2.99•考虑到实际，取3个储罐，为了避免储罐发生意外泄漏没有储罐用来转移液氯，再增加一个备用储罐，该储罐区共需要储罐4个。ρMV3/1470mkgρ19.0VVn•2.2.1储罐与储罐之间的安全距离火灾危险性分类如表2.2所示2.2储罐区安全距离设计表2.2危险化学品分类类别火灾危险性的特征储存物品示例甲类闪点＜28℃的液体己烷，戊烷，甲苯，甲醇，丙酮，丙烯，乙类闪点≥28℃至＜60℃煤油，液氯，异戊醇，丁醚，硝酸，硝酸汞丙类闪点≥60℃的液体动物油，植物油，沥青，蜡，润滑油，糠醛甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距如表2.3所示。表2.3甲、乙、丙类液体储罐直接防火间距表液体类别单罐容量m3地上式固定顶罐半地下式固定顶罐地下式固定顶罐浮顶储罐卧式储罐甲、乙类10000.75D0.5D0.4D0.4D不小于0.8米10000.6D丙类不论容量大小0.4D不限不限--注:（1）D为相邻储罐中较大储罐的直径；（2）不同液体、不同形式储罐之间的防火间距，应采用本表规定的较大值（3）两排卧罐之间的防火间距不应小于3米。•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GBJ16-87《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2.4所示。2.2.2储罐与周边厂房的安全距离，表2.4甲乙丙类液体储罐与建筑物的防火间距表名称一个罐区的总容量（m3）建筑物耐火等级及防火间距（m）一、二级三级四级甲乙类液体1-5012152051-200152025201-10002025301001-5000253040丙类液体5-250121520251-10001520251001-50002025305001-25000253040液氯属于乙类液体，本次液氯的总储量在51~200m3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15m。2.2.3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GBJ16-87《建筑设计防火规范》储罐区与周边铁路、公路中心线的安全距离如表2.5所示。表2.5甲、乙、丙类液体储罐区与周边道路安全距离表防火间距（m）铁路、道路厂内铁路中心线厂内道路路边主要次要名称液化石油气储罐351510甲类物品库房30105甲、乙类液体储罐251510丙类液体储罐20105可燃、助燃气体储罐20105液氯属于乙类危险化学品，由表2.5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25m，与厂内主要道路安全距离为15m，与厂内次要道路安全距离为10m。2.2.4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2.6所示。表2.6甲乙丙类液体与室外变电站、泵房的安全距离表名称一个灌区的总储量（m3）室外变电站安全距离/m泵房安全距离/m甲乙类液体1-50251551-2003020201-100040301001-50005040该液氯储罐区的总储量为142.85m3，结合表2.6可将该储罐区室外变电站的安全距离设置为30m,与泵房的安全距离设置为20m。2.3储罐区的防雷防静电措施2.3.1储罐区的防雷措施雷电是一种一种常见的自然现象，不仅能击毙人、畜，劈裂树木、电杆，破坏建筑物，还能引起火灾和爆炸事故。因此，防雷是石油、化工行业一项重要的防火防暴安全措施。所以必须为该液氯储罐区设计防雷措施，具体做法如下：危险化学品液体储罐，当壁厚不小于4mm时，不装避雷针，只要将其接地即可，接地电阻不大于30Ω。本次储罐的壁厚是4mm，基本符合不小于4mm的要求，所以只需要在储罐上接个20Ω的电阻并埋于地下即可。2.3.2储罐区的防静电措施在生活中，静电能使人体受到伤害,在化工行业中，静电能引发火灾爆炸事故，造成损失。静电引发的储罐火灾占全部火灾爆炸的10%以上。在日常安全检查中，我们发现许多企业不重视危险化学品储罐区静电的防治，一旦发生火灾爆炸事故后果惨重。储罐区的静电的消除措施如下：（1）静电接地：接地是消除静电灾害最简单、最常用的方法，主要用来消除导体上的静电。储罐内的各金属构件，尤其是金属浮体应该可靠接地，金属取样器及检尺工具也必须可靠接地，也是为了防止形成孤立导体。（2）增湿：提高空气中相对湿度有利于消除现场存在的静电。提高空气中相对湿度就是提高空气中水蒸气的饱和程度，在物体表面会吸收或吸附一定的水分，从而降低了物体表面的电阻系数，有利于静电电荷导入大地。用增加空气湿度消除静电也有其局限性，它应以不损害人员健康、不损坏设备和危险化学品品的质量为原则。在实施增湿消除静电时，一般相对湿度在70%左右，静电积累会很快减少。（3）工艺控制法：液氯在管道中流动所产生的静电量，与它流速的二次方成正比。降低流速便降低了摩擦程度，可减少静电的产生。所以当储罐输入液氯和输出的时候，控制液氯输送流速是减少静电电荷产生的一个有效方法。（4）消除人体静电：人体静电的消除，可以利用接地、穿防静电鞋、防静电服等具体措施，减少静电在人体上的积累。泥土、砂石、水泥等地面，电阻都不会超过106Ω，都是静电导体。在储罐区，应穿防静电鞋，其电阻必须在(0.5×105)～(1×108)Ω之间，还应穿防静电工作服，戴手套、帽子。穿防静电鞋时，必须考虑所穿袜子的导电性能，应穿可导电的防静电袜，以保障人体的静电能顺利通过防静电鞋导入地下，同时也要注意不