摘 要

近年来，国内外由于危险化学品泄漏而引起的火灾、爆炸事故发生频繁，而氯乙烯作为一种极其重要的化工原料，具有毒性及易燃易爆等危险性质，易于因泄漏而引起爆炸、火灾和中毒事故，造成大量的财产损失以及人员伤亡。所以，储存了氯乙烯的储罐常常被列为重大危险源。本文通过分析氯乙烯储罐常发生的事故类型，如油池火灾、喷射火灾、沸腾液体扩展蒸气爆炸和中毒事故，针对性地提出改进措施。并通过对现阶段相关的法律法规的查阅和一些分析计算，对120m³氯乙烯罐区，其中包含6个氯乙烯储罐进行合理设计，设置相应的防火堤，消防系统等，并由此基础对罐区进行危险有害因素辨识、再根据辨识得结果进行安全评价，继而提出相应的安全对策措施，提高罐区安全性，对减少财产损失和人员伤亡有着重大的意义。近年来，开展氯乙烯储罐区的安全设计和安全评价越来越受到人们的重视。

关键词： 氯乙烯储罐 安全评价 罐区安全设计

Safety Design and Evaluation of 120m³ Vinyl Chloride Tank Area

Abstract

In recent years, fires and explosions caused by the leakage of dangerous chemicals have occurred frequently at home and abroad. As an extremely important chemical raw material, vinyl chloride has the dangerous properties of toxicity, flammability and explosion, and is prone to explosion due to leakage. Therefore, storage tanks containing vinyl chloride are often listed as a major source of hazard. This paper analyzes the types of accidents that often occur in vinyl chloride storage tanks, such as oil pool fires, jet fires, boiling liquid extended steam explosions and poisoning accidents, and proposes improvement measures in a targeted manner. Through the review of relevant laws and regulations at this stage and some analysis and calculation, the 120m3 vinyl chloride tank area, including 6 vinyl chloride storage tanks, is rationally designed, and the corresponding fireproof levees, fire protection systems, etc. Then, corresponding safety measures are proposed to improve the safety of the tank area, which is of great significance for reducing property losses and casualties. In recent years, the safety design and safety evaluation of the vinyl chloride storage tank area has received more and more attention.

Key Words： Vinyl chloride storage tank; Safety Evaluation; Tank area safety design

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

第二章 储罐设计 4

2.1 氯乙烯储罐的选型和尺寸设计 4

2.1.1 对储罐进行选型、选材 4

2.1.2 储罐参数设计 4

2.2 安全附件 5

2.2.1 安全阀 5

2.2.2 液位计 5

2.2.3 温度计 5

2.2.4 液位报警器 5

第三章 储罐区设计 6

3.1 氯乙烯球罐区总平面设计 6

3.1.1 防火间距 6

3.1.2 防火堤 7

3.1.3 消防通道 7

3.1.4 消防给水管道 8

3.2 罐区消防设计 8

3.2.1泡沫灭火系统 8

3.2.2 消防水泵 8

3.2.3消防用水量 9

3.3 储罐区火灾爆炸危险区域划分 10

3.4 储罐区可燃气体报警仪布置 11

3.5 储罐区防雷设计 11

3.5.1防雷建筑等级的确定 11

3.5.2 避雷针的选择 12

第四章 储罐区危险有害因素辨识及安全对策措施 13

4.1 物质性质 13

4.2 储罐区危险有害因素分析 13

4.2.1 火灾 13

4.2.2 爆炸 13

4.2.3 中毒事故 14

4.2.4其他安全隐患 14

4.4 罐区安全评价 15

4.4.1 SCL法 15

4.4.2 道化学公司火灾、爆炸指数评价法 17

4.4.3 TNT当量法 19

第五章 结论与展望 22

参考文献 24

第一章 绪论

1.1 研究背景

近40年来，我国聚氯乙烯行业产能从几十万吨发展到数千万吨，产能、产量和消费量同为世界第一，中国已然成为世界第一大塑料生产国和消费国^[1]。PVC制品分为软制品和硬制品，用途广泛，且其用量在国内仍保持较大幅度的增长。氯乙烯（VCM）作为其单体原料，具有毒性、易燃易爆的性质，若在储运过程中发生泄漏，则极易发生火灾、爆炸和人员中毒事故，造成人员伤亡和财产损失。近五年来，国内外有关氯乙烯的事故频发——2014年，印尼某PVC工厂大量VCM泄漏事故；2015年，蔚山市某厂废水收集池发生爆炸事故；2016年，四川省金路公司发生氯乙烯中毒事故；2018年，张家口市盛华化工发生泄漏燃爆事故。其中尤其要提出的是2018年11月21日盛华化工公司发生的重大燃爆事故。该事故最终导致24人死亡、21人受伤，与此同时38辆大货车以及12辆小货车损毁，破坏程度巨大，死伤惨重。盛华化工主导产品为聚氯乙烯树脂和烧碱等。事故发生的直接原因是由于气柜卡顿、倾斜、环形水封局部减薄而造成氯乙烯泄漏，进而向厂区外扩散。事故发生的直接原因更警示我们要防范事故的发生就要提高罐区的本质安全。而要做好预防和控制氯乙烯储罐危险事故的发生，开展氯乙烯储罐区安全设计与评价工作具有重大的时代背景意义。

1.2 国内外研究现状

本文详尽地参考了我国对储罐区设计的六个相关国家标准规范^[2-7]，依据这些标准和规范开展含6个储罐的120m³氯乙烯储罐区设计。

权开玉^[8]在聚氯乙烯行业的生产现状及发展趋势中提出PVC行年处于一个进退两难的时期，但对PVC的需求量仍然保持在一个较大的水平，但下游需求对PVC的价格影响非常重要。从中可以看出对氯乙烯的需求量总体还是很大，储存空间的需求也一样。武海涛等^[9]在国内氯化聚氯乙烯产业发展现状中介绍了几个公司生产CPVC的技术，并表示国内的生产技术与国外相比仍稍显落后，有待提高，但CPVC市场仍有巨大的潜力。巨大潜力的背后就是丰厚的氯乙烯储量。Yulun Chai等人^[10]设计了一种性能优异的催化剂（AHR）代替催化乙炔盐生产氯乙烯单体所需要消耗的剧毒性汞催化剂。Carlos M.R. Abreu等人^[11]对聚氯乙烯可逆去活化自由基聚合方法进行了展望，其中包括单电子转移活性自由基聚合（SET-LRP）、单电子转移变性链转移自由基聚合（SET-DTLRP）等一系列方法。更着重从三个角度介绍RDRP。Guo-Qiao Zheng等人^[12]探究了暴露在氯乙烯单体的工人相对端粒长度和基因表达。Tmara Golubovic等人^[13]以以氯乙烯单体储罐为例，研究压力容器关键区域的焊接接头，分析不同的情况下，大型球形压力容器不同几个部位焊接接头区域，进行风险评估。氯乙烯罐区及氯乙烯储罐设计的一些要点及安全性有^[14-20]除国家标准规范外，还有如储罐上的附件——各类阀门、控制仪表、充分考虑材质的特性、安装过程中可能会遇到的问题及相应的解决方法、储运生产过程中应当注意的问题、危险因素等。针对氯乙烯罐区工艺设计中的安全性提出：特别需要注意的问题是，悬着接触设备和管道材质等应当充分考虑介质的特性，设计时还应注意相应的配套措施，如顶棚，防雷装置等，定期检查维修部件，制定规程等。在设计的过程中，本文在撰写过程中还参考了如石油化工安全技术^[21]、储罐设计类的大型储罐基础设计与地基处理^[22]、石油化工行业的石油化工设计手册^[23]、化工安全的化工安全技术手册^[24]、化工装置工程手册^[25]等，从储罐的选型、储罐壁厚、高度、关键结构设计、总平面布局等多方面提供了巨大的参考价值，对本文的撰写具有重大的指导意义。