液氯储罐的选材及安全防护

Guangzhou Chemical Industry Vol.41No.2January.2013

液氯储罐的选材及安全防护

朱新新1，荀照垒1

，卞

学

2

(1山东烟台和弘化工设计有限公司，山东烟台2003;2烟台富士康科技集团，山东烟台2003)

摘

要：根据液氯的物化性质，通过分析液氯储罐出现泄漏后液氯气化过程中压力、温度的变化对储罐造成的影响，提出

了液氯储罐材质的选用要求，并从安全的角度提出液氯储罐日常使用中的安全防护措施及对使用中的液氯储罐的安全管理，保证了液氯储罐的安全稳定运行，减少事故发生。

关键词：液氯储罐；泄漏；材质；安全防护；安全管理中图分类号：TQ053，TQ056

文献标识码：A

文章编号：1001－9677（2013）02－0114－02

作者简介：朱新新，女（汉），学士，助理工程师，从事化工工艺设计。

Materials Selection and Safety Protection of Liquid Chlorine Tank

ZHU Xin －xin 1，XUN Zhao －lei 1，BIAN Xue 2

（1Shandong Hehong Chemical Design Co.，Ltd.，Shandong Yantai 3003；

2Foxconn Technology Group ，Shandong Yantai 3003，China ）

Abstract ：According to the liquid chlorine physicochemical properties ，through the analysis of the change of pressure and temperature on the impact of tank liquid chlorine tank leakage liquid chlorine gas after the process ，the material selec-tion was put forward ，and from a security point of view ，liquid chlorine tank for daily use of the safety protection measures and the use of liquid chlorine tank safety management ，to ensure the safe and stable operation of liquid chlorine storage tank ，and less accident.

Key words ：liquid chlorine storage tank ；leakage ；material ；safety protection ；safety management

液氯是一种重要的化工产品和工业原料，被广泛地应用于纺织、造纸、农药、塑料、增塑剂、合成橡胶、合成纤维、稀有金属等工业。为了便于储存和运输，液氯储罐作为一种特殊的压力容器，在这些行业被广泛使用。液氯是一种危险性极高的化学物质，属于剧毒化学品并被列入国家安监总局首批重点监管的危险化学品，一旦发生泄漏对人体健康及环境危害极大，保证液氯储罐的安全稳定运行是监管部门和使用单位的首要任务。

1液氯储罐材质

由于液氯沸点为－34.5ħ，因此液氯泄露后迅速气化，气化后的氯气在常温常压下是淡黄色有刺激性气味的剧毒气体，如果泄漏会产生重大危害，由于液氯从液态转化为气态是体积

急剧膨胀到原来的456.5倍［1］

，所以液氯泄漏比气氯泄漏对环境造成的危害更大

。

图1液氯储罐泄漏点示意图

Fig.1Liguid chlorine tank leakage point

如图1中，当储罐出现一点泄露时，假设储罐绝热，则液氯气化需要吸收周围液体的热量，即给周围液体降温，直至储罐中的饱和蒸汽压为1个大气压时不再泄露。

Q 1=W 1·C V

Q 2=W 2·（t 1－t 0）C P

W =W 1+W 2

式中：W ———储罐中液氯总量，kg W 1———气化的液氯量，kg W 2———剩余未气化的液氯量，kg

Q 1———气化W 1的液氯所需热量，kg Q 2———将W 2液氯从t 1冷却到t 0所需热量，kg t 1———储罐中液氯温度，K t 0———当饱和蒸汽压为1个大气压时的液氯温度，K

C V ———液氯气化潜热，kJ /kmol C P ———液氯比热容，kJ /kmol ·K

当储罐绝热时：

Q 1=Q 2

当储罐不再泄漏时，即储罐中的饱和蒸汽压为1个大气压时，此时液氯对应的温度为－34.5ħ，故液氯储罐壳体金属的使用温度下限应低于－34.5ħ。同时可以类推出液氯输送管路、阀门及液氯储存、输送系统上的其他附件均应采用使用温度下限低于－34.5ħ的材质。

2液氯储罐安全防护措施

（1）液氯储罐的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等单位，必须遵守《固定式压力容器安全技术监察规程》［2］、《氯气安全规程》［3］的有关规定。

①与液氯储罐连接的阀门、管道应完好，连接紧密，无泄漏。

②与液氯储罐连接的阀门、管道的法兰垫片应使用耐氯垫片。

③液氯储罐应使用不与氯发生反应的润滑剂。

④液氯储罐及附件检修时应符合有关安全检修操作规程

⑤液氯储罐中液氯的充装量不应超过容器容积的80%，储罐输入和输出管道上应分别设置两个截止阀门，定期检查确保正常。

（2）由于液氯沸点为－34.5ħ，极易气化，液氯储罐宜采取必要的隔热措施，并防止阳光直射，遮阳设施应使用不燃材料。

（3）液氯储罐上的安全附件是保证储罐安全工作比不可少的重要组成部分

①安全阀是液氯储罐的重要安全附件，每个储罐上设置两个安全阀，保证液氯储罐在超压情况下得到保护。

②液氯储罐上应装有压力表、液位计、温度计，并应装有带压力、液位、温度远传记录和报警功能的安全装置［4］。

③液氯的输入、输出管线上应设置紧急切断措施。

（4）液氯储罐应与易（可）燃物、醇类、食用化学品分开存放，切忌混储。远离火种、热源，保持容器密封。

（5）钢制液氯储罐对贮存的液氯要求：

众所周知氯元素的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂，它几乎能和所有的元素直接化合，生成氯化物，但干燥、纯净的氯气腐蚀性极微，在含水量小于等于0.05%时几乎不与金属发生化学反应，湿氯气腐蚀性极大。在存储、运输过程中，如果水含量偏大，氯和水发生化学反应生成次氯酸和盐酸，化学方程式为Cl2（氯）+H2O（水）→HCl（盐酸）+HClO（次氯酸），其中次氯酸不稳，受热及光照后分解为，HClO（次氯酸）→HCl （盐酸）+（O）（新生态氧），新生态氧有很强的氧化性，次氯酸、盐酸对钢最容易产生腐蚀，对碳钢制作的容器，要严格控制其含水量。国家标准GB5138－5139－85《工业用氯》要求氯（体积）≥99.6%，水分含量≤0.05%（重量）。

（6）雷电是一种常见的自然现象，不进能击毙人、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、化工行业的一项重要的防火防爆措施。虽然液氯本身不可燃，但是能够助燃并有爆炸危险性，所以液氯储罐必须有可靠的防雷措施。

（7）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，所以液氯储罐必须有可靠的防静电措施。3液氯储罐日常安全管理［3，5］

（1）短期停用应将储罐内的残液彻底放净，并与其他相连接的管道阀门阻断，长期停用，首先要到安全监察机构和特检部门办理停用手续，将罐内进行置换，阻断与其他相连的储罐和管道，并对罐体、安全附件、阀门等进行保养，定期进行检查，启用前应申请检验合格后再投入使用。

（2）液氯储罐上新安全阀在安装之前，应根据使用情况进行调试并经质检部门检验合格后，才准安装使用。

（3）液氯储罐上压力表安装前应进行校验，在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验时间。压力表检验后应加铅封。

（4）液氯储罐的设计、制造、安装及检验检测要由具备相应资质的单位完成，以确保特种设备的安全。安全阀、压力表及液位计等安全设施选用符合有关规范和生产的具体要求，其安装及检测要由具备相应资质的单位完成，以确保其安全可靠。

（5）储罐水压试验后一定将彻底将罐内残余水分清理干净。

（6）储罐使用期间应定期应进行排污，将排污管引入碱液池或其他安全地点，防止造成泄漏。

（7）对液氯的进货渠道要严格把关，应采购一些知名度较高、质量稳定的大公司产品，有条件的应进行2次化验。

（8）基于液氯储罐的特殊危险性，在生产中应有紧急事故预防及处理预案，并每年应至少进行一次防止突发事故预防演练，以便增强紧急事故处理队伍的应变能力，时时备全事故处理所用工具，并有专人负责保管。

4结语

总之，液氯作为一种剧毒的化学品，在国内外对其储存要求较高。液氯储罐的安全不仅应选用合适的材质，在日常使用中完善液氯储罐的安全措施，加强对液氯储罐的安全管理必须引起液氯生产、使用单位的重视，一旦发生爆炸或者泄露造成的后果是非常严重的。青岛市自19991年以来已发生两起液氯泄露事故，氯气扩散范围之广，中毒人数之多，是其他介质所不能相比的，在社会上引起了极大的震动和恐慌。因此，无论是液氯生产企业还是使用企业亦或者是运输过程都要将防止泄露、爆炸放在重中之重的位置上，确保人民生命财产安全。

参考文献

［1］赵凤桐．现代氯碱和主要氯产品生产手册［M］．化学工业部锦西化工研究院，2000：69．

［2］TSG R0004－2009，《固定式压力容器安全技术监察规程》［S］．［3］GB11984－2008，《氯气安全规程》［S］．

［4］姜锦玲，高鸿海，张向阳．液氯罐的设计要点分析［D］，中国科学院上海冶金研究所，材料物理与化学（专业）博士论文2000年度．［5］安监总厅管三〔2011〕142号《首批重点监管的危险化学品安全措施和事故应急处置原则》［S］．