沈忠江，關(guān)磊，王大力,高玉格，李重謙

（1.天津渤海精細(xì)化工有限公司，天津300457；2.中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，北京100012；3.夏暉物流（北京）有限公司,北京100012）

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大事故智能防控技術(shù)及裝備示范應(yīng)用”項(xiàng)目在天津渤海精細(xì)化工有限公司進(jìn)行示范應(yīng)用。選取氯氣在天津渤海精細(xì)化工有限公司進(jìn)行最小隔離區(qū)域劃分探討。

1 提出最小隔離區(qū)域劃分方法

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄（2015 版）》[1]（國(guó)家十部委公告[2015]第5 號(hào)），氯（第1381 項(xiàng)）為劇毒。早在2011 年，氯作為重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品列入安監(jiān)總管三〔2011〕95 號(hào)《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》[2]里。根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》[3]（GBZ 230-2010）規(guī)定，氯屬于Ⅱ級(jí)高度危害毒物，最高容許濃度（MAC）為1mg/m3。

根據(jù)氯的職業(yè)接觸限值提出：當(dāng)氯泄漏時(shí)，氯的濃度≥1 mg/m3（約等于2.8999ppm）的所有區(qū)域劃分為氯泄漏最小隔離區(qū)域。

《液氯泄漏的處理處置方法》（HGT 4684-2014）[4]根據(jù)氯泄漏量大和少給出初始疏散、隔離距離見表1。

標(biāo)準(zhǔn)里沒有給出什么規(guī)格儲(chǔ)存液氯容器泄漏初始疏散、隔離距離應(yīng)遵循表1。隨著儲(chǔ)氯設(shè)備容積、壓力和體積變化，氯泄漏時(shí)風(fēng)速和環(huán)境以及時(shí)間的不同，同一距離，氯的濃度可能會(huì)有較大差別。

表1 液氯泄漏初始疏散、隔離距離

利用便攜式報(bào)警儀或復(fù)雜氣體立體濃度場(chǎng)的大范圍（1.5km）快速掃描監(jiān)測(cè)技術(shù)根據(jù)測(cè)出實(shí)際測(cè)量到的濃度來劃分最小隔離區(qū)域，安全經(jīng)濟(jì)實(shí)效。

2 某個(gè)涉氯企業(yè)液氯基本工藝流程

原料氯由外購(gòu)液氯鋼瓶（500 kg）提供，液氯鋼瓶的液氯匯總到液氯收集盤去液氯蒸發(fā)器蒸發(fā)為0.4MPa(g)氣氯，進(jìn)入氯氣緩沖罐緩沖。蒸發(fā)器用熱水為下一工段合成器的撤熱水，熱水流量由氣氯溫度控制。切換液氯鋼瓶時(shí)管道內(nèi)廢氯氣經(jīng)廢氯收集盤收集去堿處理槽破壞處理。

3 采用兩種軟件模擬液氯鋼瓶泄漏后果

本文選取該涉氯企業(yè)液氯鋼瓶作為研究對(duì)象，液氯質(zhì)量 500kg，規(guī)格尺寸 Φ 608×1800、壓力（1.0MPa（G），溫度 20℃），不同濃度氯氣對(duì)人體影響情況見表2。

表2 不同濃度氯氣對(duì)人體影響情況

3.1 第一種軟件模擬結(jié)果

采用中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院開發(fā)的化工園區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理軟件模擬，事故模擬結(jié)果如圖3 和表1 所示。模擬條件：液氯鋼瓶壓力1.0MPa（G），體積 0.5m3，環(huán)境溫度：20℃，1 個(gè)大氣壓；大氣穩(wěn)定度：E，時(shí)間：10min。

圖1 液氯鋼瓶事故模擬圖

表3 不同區(qū)域?qū)?yīng)的氯濃度 單位：ppm

表4 液氯鋼瓶事故模擬后果表 單位：m

3.2 第二種軟件模擬結(jié)果

采用挪威DNV 公司的SAFETI 軟件進(jìn)行模擬，選取液氯鋼瓶(規(guī)格為500kg)完全發(fā)生破裂的事故情景進(jìn)行模擬分析。模擬計(jì)算主要參數(shù)見表5。

由圖2 可以看出，氯氣在泄漏擴(kuò)散600s 后會(huì)擴(kuò)散在較大區(qū)域，不同區(qū)域的濃度不同，氯氣擴(kuò)散到濃度為ERPGl 的最遠(yuǎn)距離約2000m，擴(kuò)散到濃度為ERPG2 的最遠(yuǎn)距離約為1850m，擴(kuò)散到濃度為ERPG3 的最遠(yuǎn)距離約為1000m，擴(kuò)散到濃度為30ppm 的最遠(yuǎn)距離約為830m。

表5 模擬計(jì)算參數(shù)

圖2 10 min 液氯鋼瓶全破裂氯氣泄漏擴(kuò)散最大濃度投影圖

3.3 兩種軟件相比較分析結(jié)果

選擇第一種模擬軟件模擬結(jié)果輕傷半徑（綠色圈內(nèi)，對(duì)應(yīng)氯濃度15ppm）和第二種模擬軟件模擬結(jié)果ERPG3（對(duì)應(yīng)氯濃度20ppm）相比較，由表可以看出，第二種軟件模擬結(jié)果要比第一種軟件模擬結(jié)果更保守，擴(kuò)散距離遠(yuǎn)，擴(kuò)散面積大。

表6 兩種軟件相比較分析結(jié)果

4 最小隔離區(qū)域劃分

500kg 液氯鋼瓶全破裂，根據(jù)第二種軟件模擬結(jié)果ERPG2（對(duì)應(yīng)氯濃度3ppm），氯氣擴(kuò)散到濃度為ERPG2 的最遠(yuǎn)距離約1850m，最小隔離區(qū)域劃分為距離泄漏源下風(fēng)向1850m 處。因?yàn)轱L(fēng)向不定，保險(xiǎn)劃法將以1850m 為半徑的這個(gè)圈采用國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大事故智能防控技術(shù)及裝備示范應(yīng)用”課題里提到的復(fù)雜氣體立體濃度場(chǎng)的大范圍（1.5km）快速掃描監(jiān)測(cè)技術(shù)，根據(jù)測(cè)出濃度來劃分最小隔離區(qū)域，將更經(jīng)濟(jì)安全實(shí)效。

5 結(jié)論

5.1 提出了將氯的濃度≥1mg/m3的所有區(qū)域劃歸氯泄漏最小隔離區(qū)。

5.2 《液氯泄漏的處理處置方法》（HGT 4684-2014）根據(jù)氯泄漏量大和少給出初始疏散、隔離距離，但沒有給出儲(chǔ)存液氯容器具體規(guī)格。隨著儲(chǔ)氯設(shè)備容積、壓力和體積變化，氯泄漏時(shí)風(fēng)速和環(huán)境以及時(shí)間的不同，同一距離，氯的濃度可能會(huì)有較大差別。

5.3 選取液氯鋼瓶(規(guī)格為500kg)完全發(fā)生破裂的事故情景分別采用中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院開發(fā)的化工園區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理軟件模擬和挪威DNV 公司的SAFETI 軟件進(jìn)行模擬，同樣時(shí)間里，第二種軟件模擬結(jié)果要比第一種軟件模擬結(jié)果更保守，擴(kuò)散距離遠(yuǎn)，擴(kuò)散面積大。

5.4 采用國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大事故智能防控技術(shù)及裝備示范應(yīng)用”課題里提到的復(fù)雜氣體立體濃度場(chǎng)的大范圍（1.5km）快速掃描監(jiān)測(cè)技術(shù)，根據(jù)測(cè)出濃度來劃分最小隔離區(qū)域，將更經(jīng)濟(jì)安全實(shí)效。