液氯儲存的安全設施設計初探

朱升干

(浙江省天正設計工程有限公司，浙江 杭州 310038)

液氯是一種非常重要的基礎化工原料，廣泛的應用于精細化工、冶金、紡織、水處理等行業。根據《危險化學品目錄》(2015年版)，氯屬于劇毒化學品；根據《高毒物品目錄》(衛法監發[2003]142號)，氯屬于高毒化學品。近年來化工行業安全事故頻發，國家越來越關注企業的安全生產，液氯由于自身易氣化、三氯化氮易爆炸等特點，一旦發生泄漏，會發生人員中毒、爆炸、環境污染等事故發生[1-4]，將會對人和環境造成非常嚴重的后果，因此，從工程設計的源頭出發，對液氯儲存過程進行安全設施設計至關重要。

1 液氯危險性分析

液氯為黃綠色液體，20℃時密度為1408 kg/m3，沸點為-34.6℃，熔點為-103℃，在常溫常壓下即氣化成氣體，可溶于水、易溶于堿液，遇水生成次氯酸和鹽酸[1]。液氯為高度危害介質，對眼、呼吸系統粘膜有刺激作用，不會燃燒，可助燃，能與氨、烴類、氫氣、金屬粉末等猛烈反應發生爆炸或生成爆炸性物質。

2 液氯安全設施設計及分析

2.1 液氯儲存單元的設計

液氯儲存單元設計過程中，除應符合《石油化工企業設計防火標準》(GB50160-2008)(2018年版)、《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)(2018年版)等規范要求外，還應滿足《關于氯氣安全設施和應急技術的指導意見》(中國氯堿工業協會(2010)協字第070號)、《關于下發《關于氯氣安全設施和應急技術的補充指導意見》的通知》、《關于氯氣安全設施和應急技術的指導意見》、《氯氣安全規程》(GB11984-2009)、《液氯使用安全技術要求》(AQ3014-2008)、《國家安全監管總局關于公布首批重點監管的危險化學品名錄的通知》(安監總管三〔2011〕95號)等要求，主要采取的安全措施如下：

(1)液氯儲罐液氯進出口管道應設置雙切斷閥，并設置一臺備用儲罐，平時空置，并具備倒罐功能，容積不低于最大容積的液氯儲罐，如一臺儲罐發生泄漏，可在泵或氮氣等外力作用下，輸送至備用儲槽內。

(2)提高液氯儲罐的自動化控制水平。

①液氯儲罐應設置兩種不同形式的液位計，均具備高低液位報警功能，信號遠傳至控制室內，液氯儲存量不高于液氯儲罐容量的80%。其中一臺液位計設置有高液位關閉液氯進口管道開關閥功能，防止過多液氯進入儲罐而溢流出來，設置有低液位關閉出口管道開關閥、停出料泵的功能，防止儲罐抽空和輸送泵損壞。

②液氯儲罐應設置有溫度計、壓力表，具備高溫報警、高壓報警功能，信號遠傳至控制室內，儲罐上設置有安全閥、爆破片等安全設施，安全閥出口接至尾氣吸收系統，防止儲罐內壓力過高。

(3)提高液氯儲罐的安全控制水平。

①液氯儲罐頂部設置有抽真空系統和氮氣置換系統，如儲罐發生泄漏或設備檢修過程中，對儲罐內的氯進行置換處理，保證生產過程的安全。

②液氯儲罐應設置在封閉房間內，四周墻體采用固定窗，僅用于照明，設置門(平時關閉)，室內在門、窗的室外設置水噴淋系統，水噴淋管道上設置的開關閥與封閉房間內有毒氣體報警裝置聯鎖，一旦有毒氣體報警裝置響起，立即啟動水噴淋系統，對門、窗進行噴淋，禁止向液氯儲罐直接噴淋水。噴淋水輸送泵應為二級供電負荷。

③液氯儲罐底部設置有雙閥，定期打開，將沉積在儲罐底部的三氯化氮及少量液氯通過管道送至室外的液堿吸收池進行吸收處理，防止管道內三氯化氮積聚爆炸。

④液氯儲罐附件應設置可移動式吸收裝置，如管道或閥門發生泄漏，需要檢修時，可將移動式吸收裝置對接泄漏點，將泄漏的氯氣通過移動式吸收裝置，送至尾氣吸收系統處理。

⑤應根據《危險化學品重大危險源辨識》(GB18218-2018)對液氯儲罐進行重大危險源辨識，因液氯臨界量較小，因此，液氯儲存單元常常構成一級或二級重大危險源。應對液氯的儲存工藝進行HAZOP分析和SIL定級，并根據SIL定級報告的結果，設置安全儀表系統(SIS系統)，待安全儀表采購完成后，企業應委托有資質單位對SIS系統的SIL等級進行驗算，確保SIS系統的設施滿足SIL定級報告的要求。

對于液氯儲罐，除了采取上述安全措施外，還需加強相應的安全管理，主要如下：

(1)液氯封閉房間內部、外部以及廠區主要通道應設置有視頻監控系統，并在液氯封閉房間周界設置入侵報警裝置，信號送至控制室內，實現24 h在線監控。

(2)對液氯封閉房間配備雙人雙鎖，配置防盜裝置，實行"五雙"管理：雙人收發、雙人記賬、雙人雙鎖、雙人運輸、雙人使用，建立相應的監管體系，并定期進行檢查。

(3)封閉房間外部設置帶沖淋的洗眼器，并根據《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》(GB/T50493-2019)要求，設置有毒氣體報警裝置。

(4)加強液氯儲罐的日常管理，要求員工必須穿好化學防護服、過濾式防毒面具等防護措施，攜帶便攜式氯氣檢測報警儀，并在確保液氯儲槽間安全情況下，方可進入。

2.2 建筑、消防設計

(1)封閉房間應為混凝土框架結構，單層，耐火等級為二級，儲罐頂部設置有鋼平臺，四周為實體墻，屋頂為混凝土結構，防止氯氣泄漏至室外，并按照《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)(2018年版)的相關要求設置疏散門。

靠近馬路的一側可設置卷簾門，用于儲罐的安裝與檢修，卷簾門平時關閉，并與有毒氣體報警裝置聯鎖，一旦有毒氣體報警裝置響起，確保卷簾門處于關閉狀態，同時，卷簾門內外均應設置有開啟開關，防止卷簾門失效，造成封閉房間內人員中毒事故發生。

(2)液氯封閉房間四周設置環形消防通道，道路寬度不小于4 m，轉彎半徑不小于9 m，滿足消防安全的相關要求。

根據《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB50974-2014)，液氯封閉房間四周設置有環形消防管網，沿道路配備一定數量的消火栓，兩個消火栓之間的間距不應超過60 m。根據《建筑滅火器配置設計規范》(GB50140-2005)，室內設置一定數量的MF/ABC5型干粉滅火器。

2.3 防雷、防靜電設計

根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)、《石油化工裝置防雷設計規范》(GB50650-2011)等規定，液氯儲罐封閉房間按二類防雷建筑物設防，屋面設10 m×10 m或12 m×8 m網格的避雷網，電氣可按不防爆設計，儲罐接地采用罐體直接接地，環型防雷接地，接地點不少于兩處。儲罐和輸送管道設置靜電接地裝置。

2.4 三廢處理系統的設計

(1)室外設置有尾氣吸收裝置，包含事故風機、輸送泵及二級尾氣吸收塔，吸收介質為液堿，尾氣吸收裝置具備完全處理正常狀態和事故狀態下排放的氯氣能力，事故風機及輸送泵應設置二級供電負荷。將有毒氣體報警裝置與事故風機聯鎖，當有毒氣體報警裝置報警時，自動打開事故風機，將房間內泄漏的氯氣通過尾氣風管送至尾氣吸收裝置處理，達標后高空排放。

(2)液氯儲罐周圍地面設置地溝，室外設置有污水處理水池，混凝土結構，四周進行防堿性腐蝕和防滲處理，地溝和污水處理池聯通并加蓋柵板，收集事故狀態下水噴淋廢水，通過提升泵送給污水處理站進行處理。

2.5 應急救援設施

企業應成立應急救援組織機構，配備專職安全管理人員，進行事故風險評估和應急資源調查，編制液氯泄漏中毒、三氯化氮爆炸的應急救援預案，并定期進行應急預案的演練。同時，企業應根據《危險化學品單位應急救援物質配備要求》(GB30077-2013)的相關要求，配備防毒面具、重型防化服、正壓式空氣呼吸器等應急救援物質，并根據《氣體防護站設計規范》(SYT 6772-2009)的相關要求，設置氣防站，配備急救設備、有毒氣體檢測等設施。由專人負責管理，日常維護，確保應急救援設施的可靠使用。

3 結論

企業應充分認知液氯的危險性，加強對液氯儲存、使用的監管，提高企業的風險防范能力，提升員工的安全防護意識。更重要的是，要從工程設計的源頭出發，對液氯儲存單元進行安全設施的設計，采取有效的防范措施，提高液氯儲存的自動化控制水平和安全管控能力，才能真正意義上做到本質安全，為液氯的儲存和使用提供安全可靠的保障。