1.2.2可能发生的事故类型
根据以上氯气的危险特性,氯气发生的事故类型主要是中毒事故,导致氯气泄漏的主要原因一是压力容器的爆炸或泄漏,二是突然断电氯气系统内的氯气不能及时得到无害化处理导致氯气泄漏到大气中,而附近人员又没有及时疏散,致使人员中毒。
1.2.3可能发生的季节
盛装液氯的设备和管道都是压力容器,根据季节的变化,结合工艺指标的运行,参照历年及同行业事故案例,经分析认为发生氯气中毒事故应多数在夏季,其次为春季,主要原因:
盛装液氯的设备和管道都是压力容器,夏季天气温度高,致使压力容器内压增大,如遇到承压能力不够、设备腐蚀严重等因素导致氯气泄漏而发生中毒事故;夏季还有一重要因素就是雷雨大风季节,因生产氯气的装置主要依靠电,雷雨大风季节对电有一定的影响,如污闪、雷击等,一旦电气故障,双路供电又不能及时满足需要,导致氯气泄漏而发生中毒事故。
春季发生事故的主要原因是设备设施的老化,由于我公司每年大修一次,并定在每年的6月份(夏季之前),设备设施的维护和保养十分重要,有些设备设施在使用过程中使用不当,致使腐蚀严重,又面临大修前期,出现泄漏的几率就高,因此,春季预防事故发生也是很重要的季节。
1.3严重程度分析
液氯储罐破裂后氯气会生成有毒蒸气云,它在空气中漂移、扩散,直接影响现场人员并可能波及居民区。大量液氯泄漏可能带来严重的人员伤亡和环境污染。液氯沸点为-34.5℃,常温下以气态形式存在,为便于储存一般经加压液化后贮存在储槽内。液氯属于剧毒气体,受热后罐内压力增大,有爆炸危险;受热后容器内压增大,泄漏可导致中毒;有毒,不燃烧;有特殊的刺激性气味等。由以上特性可知液氯储槽一旦破裂导致液氯泄漏,极有可能造成大面积扩散而带来严重危害。
1.3.1导致液氯贮槽破裂的危险因素包括:
1)液氯贮槽超量充装导致的超压爆炸;
2)液氯贮槽防晒降温等防护措施不完备导致的超压造成的爆炸;
3)液氯贮槽因未定期检测设备老化或材质问题导致爆炸。
1.3.2液氯贮槽破裂时毒害区估算:
该公司液氯贮槽共计5个,分别为22m3三个,30m3两个,常温下30m3单槽最大贮存量39.984t,以此储罐进行模拟计算如下:
贮槽破裂前的环境温度t取15℃,液氯的沸点t0为-34.5℃
液氯的比热C为0.96kJ/kg℃,则当液氯贮槽破裂时,贮槽内压力降至大气压,处于过热状态的液氯温度迅速降至标准沸点放出的热量为:
Q=W×C×(t-t0)=39984×0.96×(15-(-34.5))=1.9×106(kJ)
设这些热量全部用于贮槽内液氯的蒸发,液氯的汽化热q为2.89×102(kJ/kg),则其蒸发量W'为:
W'=Q/q=1.9×106/2.89×102=6574.5(kg)
液氯的分子量M为70.91,则在沸点下蒸发蒸汽的体积Vg(m3)为:
Vg=22.4×W'×(273+t0)/(M×273)
Vg=22.4×6574.5×238.5/(70.91×273)=1814.4(m3)
资料显示,氯在空气中的浓度达到0.09%时,人吸入5~l0分钟即可致死,即0.09%为氯的危险浓度。因此,本次模拟计算中蒸发体积为Vg的氯气可以产生的令人致死的有毒空气体积为:
V=Vg/0.09%≈2015981m3
假设这些有毒空气以半球形向地面扩散,则可根据下列公式求出该有毒气体的扩散半径:
R=(V/2.0944)1/3
式中R-有毒气体的半径,m;
V-有毒气体的蒸气体积,m3
C-有毒介质在空气中的危险浓度值,%
R=(2015981/2.0944)1/3=97.2m
通过以上对液氯贮槽作事故后果摸拟分析可以看出:一旦该公司一个34m3液氯贮槽破裂造成液氯泄漏,贮槽周围97.2m范围内的人员在5-10分钟内可因吸入氯气而死亡,因为该公司液氯贮槽基本处于全厂中心位置,因此在以液氯贮槽为中心、半径为97.2m的范围基本涵盖该公司半个厂区,全公司700多人均可能受到致命伤害,因此应重点加强防护,避免事故发生。