最新氯气泄漏重大事故后果模拟分析(经典).pdf
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7.3 事故后果模拟分析及建议
以上是以氯钢瓶严重泄漏造成的事故后果的模拟，其危害是相当严重的。 由于该建设项目在用氯过程中，涉及用氯的设备设施有液氯钢瓶、液氯汽化器、 氯管线、反应釜等，因此都可能存在氯的泄漏。风向决定毒气云团的扩散方向，风 速决定毒气云团的下风向的扩散范围，气压和地形影响毒气对人的危害程度，如果 空气流动性小、温度大，毒气在低洼处停留不易扩散，可造成人畜中毒，甚至死亡。 氯气泄漏后，在有风的条件下，氯气通常呈 60°左右的夹角向下风向扩散，在 扩散的过程中由于空气的补充，浓度会逐渐降低，但相应下风向的防护距离增加。 一般在小泄漏状态下（泄漏量 ≤ 200L），首次隔离距离为 30m，下风向撤离范围白天 为 0.3km，夜间为 1.1km。在大量泄漏状态下 （泄漏量 ＞ 200L），首次隔离距离为 275m， 下风向撤离范围白天为 2.7km，夜间为 6.8km。污染范围不明时先按上述方法确定防 护距离，然后分段测试氯气浓度再调整防护距离。 建议企业应制定针对氯泄漏的事故应急救援预案，如发生氯泄漏应立即启动预 案，在日常过程中，加强氯设备设施的安全管理，严防氯的泄漏。
装容器的泄漏、许多小包装的多处泄漏，使大量泄漏物形成一定高度的毒气云团呈
扇形向下风扩散。
氯泄漏后虽不燃烧，但是会造成大面积的毒害区域，会在较大范围 內对环境造
成破坏，致人中毒，甚至死亡。根据不同的事故类型、氯气泄漏扩散模型，危害区
域会有所不同。氯设备泄漏、Biblioteka Baidu炸事故概率低，一旦发生可造成严重的后果。
以下液氯钢瓶中的液氯泄漏作为事故模型进行危险区域分析。
W=Q/q=WC(t-t 0)/q 氯的相对分子质量为 Mr ，则在沸点下蒸发的液氯体积 Vg(m3) 为:
V
g =22.4W/Mr 273+t 0/273
V g =22.4WC(t-t 0)/ M rq273+t 0 /273
氯的有关理化数据和有毒气体的危险浓度如下 :
相对分子质量 :71
沸点 : -34 ℃
氯在空气中的浓度达到 0.00175(0.0014 ～0.0021)%时，人吸入 0.5 ～ 1 h，则 Vg(m3)
的液氯可以产生令人致重病的有毒空气体积为 : V 3=Vg×100/0.00175=57l43V g(m3)
假设这些有毒空气以半球形向地面扩散，则可求出该有毒气体的扩散气体半径 为 :R=［(Vg /C)/(1/2 × 4/3 π) ］ 1/3
式中 : R — 有毒气体半径 m
3
V g— 液氯的蒸汽体积 m
C
— 有毒介质在空气中危险浓度值 %
7.2 液氯泄漏事故毒害区域模拟计算
以一只液氯钢瓶 (1000kg) 发生严重泄漏事故后果计量 如液氯泄漏量 W =1000kg，环境温度 ( 瓶内 )t=25 0C，计算有毒气体扩散半径 :
液氯蒸发热 Q:
毒害区域的计算方法 :
(1) 设液氯重量为 W(kg)，破裂前液氯温度为 t( ℃) ，液氯比热为 C(kj/kg . ℃) ，
当钢瓶破裂时瓶内压力降至大气压，处于过热状态的液氯迅速降至标准沸点
t 0( ℃) ，
此时全部液氯放出的热量为 :
Q=WC(t-t
0)
设这些热量全部用于液氯蒸发，如汽化热为 q(kj/kg) ，则其蒸发量 W为:
水平的提高，呈下降趋势。
第七章 氯气泄漏重大事故后果模拟分析
7.1 危险区域的确定
概 述:
泄漏类型分为 连续泄漏（小量泄漏） 和瞬间泄漏（大量泄漏） ，前者是指容器或
管道破裂、阀门损坏、单个包装的单处泄漏，特点是连续释放但流速不变，使连续
少量泄漏形成有毒气体呈扇形向下风扩散；后者是指化学容器爆炸解体瞬间、大包
Q = WC(t-t 0)
= 1000 ×0.98 ×［ 25-(-34) ］
= 56640(kj)
蒸发量 W:
W = Q/q = 56640/2.89
×102
= 196(kg)
液氯沸点下蒸发气体体积 V g: V g = 22.4W/Mr ×(273+t 0)/273
= 22.4 ×196/71 ×［ 273+(-34) ］/ 273
V 2 = Vg×100/c 2
= 54.14
×100/0.00425
= 1273882 (m
3)
R 2 = (V 2/2.0944) 1/3
= 84.73(m)
氯气在致重病的浓度 c3 时的体积 v3 和有毒气体的扩散半径 R3
V 3 = Vg× 100/C3
= 54.14
×100/0.00175
国内外统计资料显示，因防爆装置不作用而造成焊缝爆裂或大裂纹 泄漏的重大事故概率仅约为 6.9×10－7～6.9×10－8/年左右，一般发生的泄 漏事故多为 进出料管道连接处的泄漏 。据我国不完全统计，设备容器一 般破裂泄漏的事故概率在 1×10－5/年。此外，据储罐事故分析报道，储 存系统发生火灾爆炸等重大事故概率小于 1×10－6，随着近年来防灾技术
= 54.14(m
3)
氯气在致死的浓度 C1 的体积 V1 和有毒气体的扩散半径 R1:
V 1 = V g × 100/C 1
= 54.14
×100/0.09
= 60155(m
3)
R 1 = (V 1/2.0944) 1/3
= 30.62(m)
氯气在致死的浓度 c2 时的体积 V2 和有毒气体的扩散半径 R2:
液体平均此热 :0.98kj/kg. ℃ 汽化热 : 2.89 ×102kj/kg
吸入 5－ 10mim致死浓度 :0.09%
吸入 0.5 －1h 致死浓度 : 0.0035-0.005%
吸入 0.5 －1h 致重病浓度 :0.0014-0.0021%
已知氯的危险浓度，则可求出其危险浓度下的有毒空气体积 : 氯在空气中的浓度达到 0.09%时，人吸入 5～10min 即致死。则 Vg(m3) 的液氯可
以产生令人致死的有毒空气体积为 : V 1 = Vg×100/0.09 = 1111V g(m3)
氯在空气中的浓度达到 0.00425(0.0035 ～0.005)%时，人吸入 0.5 ～1h，则 Vg(m3)
的液氯可以产生令人致死的有毒空气体积为 : V 2=Vg× 100/0.00425=23529Vg(m3)
= 3093714(m
3)
R3 = (V 3/2.0944) 1/3
= 113.89(m)
氯气泄漏静风状态毒害区域：
图 9-1 氯钢瓶泄漏在静风状态下的毒害区域 注：① 吸入 5～10mim浓度 0.09 ％的致死半径 :R1= 30.62m
② 吸入 0.5 ～l h 浓度 0.00425 ％的致死半径 :R2 = 84.73m ③ 吸入 0.5 ～1 h 浓度 0.00175 ％的致重病半径 :R 3= 113.89m
以上是以氯钢瓶严重泄漏造成的事故后果的模拟，其危害是相当严重的。 由于该建设项目在用氯过程中，涉及用氯的设备设施有液氯钢瓶、液氯汽化器、 氯管线、反应釜等，因此都可能存在氯的泄漏。风向决定毒气云团的扩散方向，风 速决定毒气云团的下风向的扩散范围，气压和地形影响毒气对人的危害程度，如果 空气流动性小、温度大，毒气在低洼处停留不易扩散，可造成人畜中毒，甚至死亡。 氯气泄漏后，在有风的条件下，氯气通常呈 60°左右的夹角向下风向扩散，在 扩散的过程中由于空气的补充，浓度会逐渐降低，但相应下风向的防护距离增加。 一般在小泄漏状态下（泄漏量 ≤ 200L），首次隔离距离为 30m，下风向撤离范围白天 为 0.3km，夜间为 1.1km。在大量泄漏状态下 （泄漏量 ＞ 200L），首次隔离距离为 275m， 下风向撤离范围白天为 2.7km，夜间为 6.8km。污染范围不明时先按上述方法确定防 护距离，然后分段测试氯气浓度再调整防护距离。 建议企业应制定针对氯泄漏的事故应急救援预案，如发生氯泄漏应立即启动预 案，在日常过程中，加强氯设备设施的安全管理，严防氯的泄漏。
装容器的泄漏、许多小包装的多处泄漏，使大量泄漏物形成一定高度的毒气云团呈
扇形向下风扩散。
氯泄漏后虽不燃烧，但是会造成大面积的毒害区域，会在较大范围 內对环境造
成破坏，致人中毒，甚至死亡。根据不同的事故类型、氯气泄漏扩散模型，危害区
域会有所不同。氯设备泄漏、Biblioteka Baidu炸事故概率低，一旦发生可造成严重的后果。
以下液氯钢瓶中的液氯泄漏作为事故模型进行危险区域分析。
W=Q/q=WC(t-t 0)/q 氯的相对分子质量为 Mr ，则在沸点下蒸发的液氯体积 Vg(m3) 为:
V
g =22.4W/Mr 273+t 0/273
V g =22.4WC(t-t 0)/ M rq273+t 0 /273
氯的有关理化数据和有毒气体的危险浓度如下 :
相对分子质量 :71
沸点 : -34 ℃
氯在空气中的浓度达到 0.00175(0.0014 ～0.0021)%时，人吸入 0.5 ～ 1 h，则 Vg(m3)
的液氯可以产生令人致重病的有毒空气体积为 : V 3=Vg×100/0.00175=57l43V g(m3)
假设这些有毒空气以半球形向地面扩散，则可求出该有毒气体的扩散气体半径 为 :R=［(Vg /C)/(1/2 × 4/3 π) ］ 1/3
式中 : R — 有毒气体半径 m
3
V g— 液氯的蒸汽体积 m
C
— 有毒介质在空气中危险浓度值 %
7.2 液氯泄漏事故毒害区域模拟计算
以一只液氯钢瓶 (1000kg) 发生严重泄漏事故后果计量 如液氯泄漏量 W =1000kg，环境温度 ( 瓶内 )t=25 0C，计算有毒气体扩散半径 :
液氯蒸发热 Q:
毒害区域的计算方法 :
(1) 设液氯重量为 W(kg)，破裂前液氯温度为 t( ℃) ，液氯比热为 C(kj/kg . ℃) ，
当钢瓶破裂时瓶内压力降至大气压，处于过热状态的液氯迅速降至标准沸点
t 0( ℃) ，
此时全部液氯放出的热量为 :
Q=WC(t-t
0)
设这些热量全部用于液氯蒸发，如汽化热为 q(kj/kg) ，则其蒸发量 W为:
水平的提高，呈下降趋势。
第七章 氯气泄漏重大事故后果模拟分析
7.1 危险区域的确定
概 述:
泄漏类型分为 连续泄漏（小量泄漏） 和瞬间泄漏（大量泄漏） ，前者是指容器或
管道破裂、阀门损坏、单个包装的单处泄漏，特点是连续释放但流速不变，使连续
少量泄漏形成有毒气体呈扇形向下风扩散；后者是指化学容器爆炸解体瞬间、大包
Q = WC(t-t 0)
= 1000 ×0.98 ×［ 25-(-34) ］
= 56640(kj)
蒸发量 W:
W = Q/q = 56640/2.89
×102
= 196(kg)
液氯沸点下蒸发气体体积 V g: V g = 22.4W/Mr ×(273+t 0)/273
= 22.4 ×196/71 ×［ 273+(-34) ］/ 273
V 2 = Vg×100/c 2
= 54.14
×100/0.00425
= 1273882 (m
3)
R 2 = (V 2/2.0944) 1/3
= 84.73(m)
氯气在致重病的浓度 c3 时的体积 v3 和有毒气体的扩散半径 R3
V 3 = Vg× 100/C3
= 54.14
×100/0.00175
国内外统计资料显示，因防爆装置不作用而造成焊缝爆裂或大裂纹 泄漏的重大事故概率仅约为 6.9×10－7～6.9×10－8/年左右，一般发生的泄 漏事故多为 进出料管道连接处的泄漏 。据我国不完全统计，设备容器一 般破裂泄漏的事故概率在 1×10－5/年。此外，据储罐事故分析报道，储 存系统发生火灾爆炸等重大事故概率小于 1×10－6，随着近年来防灾技术
= 54.14(m
3)
氯气在致死的浓度 C1 的体积 V1 和有毒气体的扩散半径 R1:
V 1 = V g × 100/C 1
= 54.14
×100/0.09
= 60155(m
3)
R 1 = (V 1/2.0944) 1/3
= 30.62(m)
氯气在致死的浓度 c2 时的体积 V2 和有毒气体的扩散半径 R2:
液体平均此热 :0.98kj/kg. ℃ 汽化热 : 2.89 ×102kj/kg
吸入 5－ 10mim致死浓度 :0.09%
吸入 0.5 －1h 致死浓度 : 0.0035-0.005%
吸入 0.5 －1h 致重病浓度 :0.0014-0.0021%
已知氯的危险浓度，则可求出其危险浓度下的有毒空气体积 : 氯在空气中的浓度达到 0.09%时，人吸入 5～10min 即致死。则 Vg(m3) 的液氯可
以产生令人致死的有毒空气体积为 : V 1 = Vg×100/0.09 = 1111V g(m3)
氯在空气中的浓度达到 0.00425(0.0035 ～0.005)%时，人吸入 0.5 ～1h，则 Vg(m3)
的液氯可以产生令人致死的有毒空气体积为 : V 2=Vg× 100/0.00425=23529Vg(m3)
= 3093714(m
3)
R3 = (V 3/2.0944) 1/3
= 113.89(m)
氯气泄漏静风状态毒害区域：
图 9-1 氯钢瓶泄漏在静风状态下的毒害区域 注：① 吸入 5～10mim浓度 0.09 ％的致死半径 :R1= 30.62m
② 吸入 0.5 ～l h 浓度 0.00425 ％的致死半径 :R2 = 84.73m ③ 吸入 0.5 ～1 h 浓度 0.00175 ％的致重病半径 :R 3= 113.89m