涉氯企業最小隔離區域劃分探討

沈忠江，關磊，王大力,高玉格，李重謙

（1.天津渤海精細化工有限公司，天津300457；2.中國安全生產科學研究院，北京100012；3.夏暉物流（北京）有限公司,北京100012）

國家重點研發計劃“重大事故智能防控技術及裝備示范應用”項目在天津渤海精細化工有限公司進行示范應用。選取氯氣在天津渤海精細化工有限公司進行最小隔離區域劃分探討。

1 提出最小隔離區域劃分方法

依據《危險化學品目錄（2015 版）》[1]（國家十部委公告[2015]第5 號），氯（第1381 項）為劇毒。早在2011 年，氯作為重點監管的危險化學品列入安監總管三〔2011〕95 號《首批重點監管的危險化學品名錄》[2]里。根據《職業性接觸毒物危害程度分級》[3]（GBZ 230-2010）規定，氯屬于Ⅱ級高度危害毒物，最高容許濃度（MAC）為1mg/m3。

根據氯的職業接觸限值提出：當氯泄漏時，氯的濃度≥1 mg/m3（約等于2.8999ppm）的所有區域劃分為氯泄漏最小隔離區域。

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

標準里沒有給出什么規格儲存液氯容器泄漏初始疏散、隔離距離應遵循表1。隨著儲氯設備容積、壓力和體積變化，氯泄漏時風速和環境以及時間的不同，同一距離，氯的濃度可能會有較大差別。

表1 液氯泄漏初始疏散、隔離距離

利用便攜式報警儀或復雜氣體立體濃度場的大范圍（1.5km）快速掃描監測技術根據測出實際測量到的濃度來劃分最小隔離區域，安全經濟實效。

2 某個涉氯企業液氯基本工藝流程

原料氯由外購液氯鋼瓶（500 kg）提供，液氯鋼瓶的液氯匯總到液氯收集盤去液氯蒸發器蒸發為0.4MPa(g)氣氯，進入氯氣緩沖罐緩沖。蒸發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。切換液氯鋼瓶時管道內廢氯氣經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液氯鋼瓶作為研究對象，液氯質量 500kg，規格尺寸 Φ 608×1800、壓力（1.0MPa（G），溫度 20℃），不同濃度氯氣對人體影響情況見表2。

表2 不同濃度氯氣對人體影響情況

3.1 第一種軟件模擬結果

采用中國安全生產科學研究院開發的化工園區風險評估與管理軟件模擬，事故模擬結果如圖3 和表1 所示。模擬條件：液氯鋼瓶壓力1.0MPa（G），體積 0.5m3，環境溫度：20℃，1 個大氣壓；大氣穩定度：E，時間：10min。

圖1 液氯鋼瓶事故模擬圖

表3 不同區域對應的氯濃度 單位：ppm

表4 液氯鋼瓶事故模擬后果表 單位：m

3.2 第二種軟件模擬結果

采用挪威DNV 公司的SAFETI 軟件進行模擬，選取液氯鋼瓶(規格為500kg)完全發生破裂的事故情景進行模擬分析。模擬計算主要參數見表5。

由圖2 可以看出，氯氣在泄漏擴散600s 后會擴散在較大區域，不同區域的濃度不同，氯氣擴散到濃度為ERPGl 的最遠距離約2000m，擴散到濃度為ERPG2 的最遠距離約為1850m，擴散到濃度為ERPG3 的最遠距離約為1000m，擴散到濃度為30ppm 的最遠距離約為830m。

表5 模擬計算參數

圖2 10 min 液氯鋼瓶全破裂氯氣泄漏擴散最大濃度投影圖

3.3 兩種軟件相比較分析結果

選擇第一種模擬軟件模擬結果輕傷半徑（綠色圈內，對應氯濃度15ppm）和第二種模擬軟件模擬結果ERPG3（對應氯濃度20ppm）相比較，由表可以看出，第二種軟件模擬結果要比第一種軟件模擬結果更保守，擴散距離遠，擴散面積大。

表6 兩種軟件相比較分析結果

4 最小隔離區域劃分

500kg 液氯鋼瓶全破裂，根據第二種軟件模擬結果ERPG2（對應氯濃度3ppm），氯氣擴散到濃度為ERPG2 的最遠距離約1850m，最小隔離區域劃分為距離泄漏源下風向1850m 處。因為風向不定，保險劃法將以1850m 為半徑的這個圈采用國家重點研發計劃“重大事故智能防控技術及裝備示范應用”課題里提到的復雜氣體立體濃度場的大范圍（1.5km）快速掃描監測技術，根據測出濃度來劃分最小隔離區域，將更經濟安全實效。

5 結論

5.1 提出了將氯的濃度≥1mg/m3的所有區域劃歸氯泄漏最小隔離區。

5.2 《液氯泄漏的處理處置方法》（HGT 4684-2014）根據氯泄漏量大和少給出初始疏散、隔離距離，但沒有給出儲存液氯容器具體規格。隨著儲氯設備容積、壓力和體積變化，氯泄漏時風速和環境以及時間的不同，同一距離，氯的濃度可能會有較大差別。

5.3 選取液氯鋼瓶(規格為500kg)完全發生破裂的事故情景分別采用中國安全生產科學研究院開發的化工園區風險評估與管理軟件模擬和挪威DNV 公司的SAFETI 軟件進行模擬，同樣時間里，第二種軟件模擬結果要比第一種軟件模擬結果更保守，擴散距離遠，擴散面積大。

5.4 采用國家重點研發計劃“重大事故智能防控技術及裝備示范應用”課題里提到的復雜氣體立體濃度場的大范圍（1.5km）快速掃描監測技術，根據測出濃度來劃分最小隔離區域，將更經濟安全實效。