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液氯储罐区及液氯气化相关知识
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
<1000 >1000
0.75D 0.6D 0.4D 0.5D 0.4D 0.4D 不小 于 0.8米
5-250 251-1000 1001-5000 5001-25000
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
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。
第一部分
液氯的物化性质 、液氯的危害特性
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:
• 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。
2.2 储罐区安全距离设计
(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,同时也要注意不能在防静电鞋的鞋底贴绝缘胶片。 总之,液氯储罐区要充分重视储罐区的防静电工作,加强对员工 的防静电安全知识培训,正确运用预防和减弱静电危害的措施,才能 保障储罐区的安全生产,减少事故发生和财产的损失。
• 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 。
2.1.3储罐的基本尺寸
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
平端盖卧式储罐技术规格 m3 实际容量 直径 长度 壁板厚度 m3 m m mm 8 8.5 1.9 3.0 4 15 15.6 2.2 4.09 4 30 31 2.2 8.19 4 40 39 2.2 10.34 4 50 53 2.55 10.34 4 60 60 2.55 11.77 4
• 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
表2.2 危险化学品分类
类别 甲类 乙类 丙类
火灾 液体
储存物品示例 己烷,戊烷,甲苯,甲醇,丙酮,丙烯, 煤油,液氯,异戊醇,丁醚,硝酸,硝酸汞 动物油,植物油,沥青,蜡,润滑油,糠醛
(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。
一个罐区的总容量(m3) 1-50 甲乙类液体 51-200 201-1000 1001-5000 丙类液体
,
名称
建筑物耐火等级及防火间距(m) 一、二级 12 15 20 25 12 15 20 25 三级 15 20 25 30 15 20 25 30 四级 20 25 30 40 20 25 30 40
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
铁路、道路 防火间距(m) 厂内铁路中心线 主要 液化石油气储罐 甲类物品库房 35 30 25 20 20 15 10 15 10 10 次要 10 5 10 5 5 厂内道路路边
名称
甲、乙类液体储罐 丙类液体储罐 可燃、助燃气体储罐
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。
丙类
不论容量大 小
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。
2.2.2 储罐与周边厂房的安全距离
• 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。 表2.4 甲乙丙类液体储罐与建筑物的防火间距表
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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。
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: