液氯泄漏事故后果模拟分析

Abstract：Introduced teaching reforms and tastes of cultivating students＇abilities in chemical fundamental teaching process by 2 undergraduate grades students in chemistry department of college of chemistry and pharmacy，Jiamusi university.

Key words：chemical fundamental；teaching reform；ability cultivate

液氯泄漏事故后果模拟分析

臧业，仝丰，郑洪梅

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氯气的意外泄漏，能对动、植物造成不同程度的危害．人吸入高浓度的氯气后，严重者可以导致死亡．氯气又是一种重要的化工原料，现在我国每年氯气产量已达到600多万t，随之而来的是氯气泄漏事故的逐年增多，恶性事故出现频繁．

某厂采用氯气作原料，氯气用1 500 kg压力钢瓶充装，最大储量1.5 t，储存温度25℃，工作压力为0.8 MPa． 1 泄漏情况分析

氯气泄漏情况按其泄漏点位置可分为本体泄漏、破裂泄漏、孔盖泄漏、内部爆炸破裂等多种情况，其中内部爆炸破裂的危害最为严重，容器内部储存的物料压力在极短时间降到大气压水平，物料将全部散逸．扩散半径可在最短时间内达到最大．因此，本文选取内部爆炸破裂的泄漏情况作为计算的前提．

2 氯气泄漏分析

2.1 氯气的理化性质 氯气分子量71，常压下沸点为-34.5℃，液氯的比热为0.96 kJ/(kg·℃)，汽化热为2 kJ/kg，总质量为1 500 kg．

2.2 液氯泄漏事故后果模拟分析 液氯泄漏事故分为致死和重病２种．

2.2.1 液氯泄漏事故致死后果模拟分析 设有毒液化氧化质量为W kg，容器破裂前器内介质温度为t℃，液体介质比热为C1 kJ／(kg·℃)．当容器破裂时，器内压力降至大气压，处于过热状态的液化气温度迅速降至标准沸点t0℃，此时全部液体所放出的热量为：Q=W⋅C1(t−t0)=1500×0.96×[25−(−34.5)]=85680 kJ．

设这些热量全部用于器内液体的蒸发，如它的气化热为q kJ／kg，则其蒸发量：W=Q/q=85 680/2=296 Kg ．如介质

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的分子量为M，则在沸点下蒸发蒸气的体积Vg为：Vg=22.4W/M⋅(273+t0)/273=81.6m．

若已知某种有毒物质的危险浓度，则可求出其危险浓度下的有毒空气体积．如氯气在空气中的浓度达到0.09％时，人吸入5～10 min即致死，则体积为Vg的氯气可以产生令人致死的有毒空气体积为：V=Vg⋅100/0.09=90667 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扩散半径为：R=[Vg/C/(0.5×4π/3)]1/3＝35.1 m．其中R—

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有毒气体的半径，m；Vg—有毒介质的蒸气体积，m；C—有毒介质在空气中的危险浓度值，％．

由上述计算可知，当泄漏1 500 kg液氯时，可能发生吸入5～10 min致死浓度的区域半径为35.1 m，实际上由于液氯比空气重，因此，其扩散时的浓度半径将会大于此计算值．

如氯气在空气中的浓度达到0.059％时，人吸入0.5～1h即致死，则Vg的氯气可以产生令人致死的有毒空气体积为：

V=Vg⋅100/0.059=138 305.1 m．

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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扩散半径为：R=[Vg/C/(0.5×4π/3)]1/3=40.4 m．

由上述计算可得：当泄漏1 500 kg液氯时，可能发生吸入0.5~1 h致死浓度的区域半径为40.4 m，实际上由于液氯比空气重，因此，其扩散时的浓度半径将会大于此计算值．

由计算半径得到的发生致死可能浓度的区域面积计算为：S=πR2=5125 m2

2.2.2 液氯泄漏事故致重病后果模拟分析 如氯气在空气中的浓度达到0.001 8％时，人吸入0.5～1 h即致重病，则Vg的氯气可以产生令人致重病的有毒空气体积为：V=Vg⋅100/0.001 8=4 533 333 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扩散半径为：R=[Vg/C/(0.5×4π/3)]1/3=129.4 m．

由上述计算可得：当泄漏1 500 kg液氯时，可能发生吸入0.5~1 h致重病浓度的区域半径为129.4 m，实际上由于液氯比空气重，因此，其扩散时的浓度半径将会大于此计算值．

由计算半径得到的发生致重病可能浓度的区域面积计算为：S=πR2=52 577.3 m2． 3 评价结论

由计算得知一瓶1 500 kg的氯气泄漏后，泄漏出的氯气不仅能全部覆盖整个本企业，而且还能扩散到很远的地方，影响到周边其他企业．

４ 防止氯气泄漏措施建议 （1）严防钢瓶超温、超压、超装；（2）加强巡检，重点检查钢瓶压力、温度变化情况，检查现场有无泄漏点，发现问题及时处理；（3）对区域的可燃性气体报警仪和钢瓶的超压报警仪进行定期检查和测试，确保其处于良好的工作状态，以便及时发现问题；（4）加强钢瓶附件的检查和维护，特别是安全阀等，确保其完好；（5）对钢瓶进行定期检测，以及早发现钢瓶存在的缺陷，防止氯气泄漏事故的发生．

（作者单位：1. 北京中企安科环境监测评价中心，北京100055；2. 沈阳工业泵制造有限公司，辽宁 沈阳100023）