液氯储罐泄漏扩散后果的模拟研究

中毒事故后果定量模拟分析

中毒事故后果定量模拟分析采用“中毒事故后果危险性分析法”，定量计算氯气泄漏时造成的中毒危害程度。

液氯在氯气钢瓶破裂时会发生氯气泄漏，会造成大面积的毒害区域。

有毒液体容器破裂时的毒害区计算公式如下：在沸点下蒸发蒸气的体积Vg（m3)为：Vg=22.4W·C(t—t0)273+t0)/273Mq)式中：W—有毒液化气体质量（kg），本次取值1000kgC—液体介质比热（kJ/kg.℃)，氯气为0.96kJ/kg.℃t—容器破裂前器内介质温度（℃)，取平均值25℃t0—氯气沸点（℃），t0为-34.5℃M—物质分子量，氯气分子量为71。

q—气化热（kJ/kg)，液氯气化热为289kJ/kg企业储存场所正常生产情况下是使用一瓶液氯钢瓶，重量为1000kg，假设满装的氯气钢瓶破裂致氯气全部泄漏，经计算蒸发体积为54.48m3,氯气在空气中的浓度达到0.09%时，人吸入5—10min即致死，其有毒空气体积为：V1=100/0.09Vg=60533.3(m3)氯气在空气中的浓度达到0.0014～0.0021%时，人吸入0.5—1h 即致严重伤害，其有毒空气体积为：V2=100/0.0014Vg=3891428.6(m3)假设在静风条件下，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：R=（Vg/2.0944）1/3式中：R—有毒气体的半径，m；Vg—有毒介质的蒸气体积，m3；经计算：死亡半径：R1=（V1/2.0944）1/3=48.8m严重伤害半径：R2=（V2/2.0944）1/3=195.2m说明该类型事故会造成：在氯气钢瓶为中心的48.8m半径的范围内，人员吸入有毒气体5～10分钟会导致死亡。

在氯气钢瓶为中心的195.2m半径的范围内，人员吸入有毒气体0.5—1h会导致严重伤害。

需要说明的是：此计算结果是静风状态下的理想模型，由于受地形、建构筑物的影响，风向风速等自然条件的变化，事故造成的影响区域会有更大的变化，如向下风方向增大；另一方面，此计算结果是纯理想状态下的是单个钢瓶氯气泄漏的影响范围，而发生火灾爆炸事故往往原因多发性，如两瓶以上氯气钢瓶有故障等，涉及氯气量有可能是多瓶液氯泄漏量，那么事故的影响区域则会更大，严重情况也会更大。

液氨泄漏事故扩散模拟

液氨泄漏事故扩散模拟第一篇：液氨泄漏事故扩散模拟液氨泄漏事故扩散模拟摘要：系统对比了高斯多烟团模式与SLAB模型模拟液氨储罐泄漏后的氨气扩散特征。

结果表明，两种模型的模拟结果存在较为明显差异。

在模拟设定条件下，事故发生点下风向60～2000 m范围内，SLAB模型得到的最高浓度高于多烟团模式，前者是后者的1.01～35.2倍，且差别随距离增大而增大。

事故发生点下风向600 m以内，SLAB 模型模拟得到的横向影响距离大于多烟团模式；而在下风向600 m以外，多烟团模式模拟得到的横向距离大于SLAB模型，差距随下风向距离增加而增大。

下风向同一地点，SLAB模型得到的氨气最高浓度出现时间较多烟团模式较早，SLAB模型计算得到的氨气烟团出现到消散时间也较多烟团模式更短。

上述结果可为化学品泄漏导致突发环境事件的预防和应急中模型选择提供参考。

关键词：液氨泄漏扩散模拟多烟团模型 SLAB模型中图分类号：X937 文献标识码：A 文章编号：1674-098X （2017）03（b）-0024-05Diffusion Simulation of Liquid Ammonia LeakageComparison of the Multi-puff Model and SLAB ModelWu Weinan1 Yang Ping2（1.Solid waste Management Center in Liaoning Provine，Shenyang Liaoning，110161，China；2.Panjin Liaoning Fried Dough Sticks as for as sludge Treatment and Utillzation co.，LTD，Panjing Liaoing，124218，China）Abstract：Simulation results of diffusion after liquid ammonia leakage calculated by the Gaussian multi-puff model and SLAB model were systematically compared.Results showed that there were obvious differences between the two models.Under the setting conditions，the round maximumammonia concentrations simulated by the SLAB model were higher than those by the multi-puff model within 60 to 2000 m downstream the resource.And the former was 1.01 to 35.2 times that of the latter，and the difference increased with increasing distance.Higher cross-affected distances were found by SLAB model within 600 m downstream the resource，while cross-affected distances simulated by the multi-puff model were higher outside 600 m downstream，and the differences between the two models increases with the distances.In the same location downwind，the highest concentration of ammonia came earlier in SLAB model，while the time period from appearance and dissipation was shorter in multi-puff model.These results may provide a reference on diffusion model selection for prevention and response of environmental emergencies caused by chemical releases.Key Words：Liquid ammonia；Leakage；Diffusion simulation；Multi-plume model；SLAB model近年来，突发性环境事件频发。

某化工厂液氯突发性泄漏风险的研究

ｗｎｏｄｔｎ，ａｄｉｍｏｅｏｈｎ．Ｔｅｅｏｅｔｅｓｕｃｅ，ｔｅｐｐｌｔｎｄｎｉｎｈｍｅａｔｒａｃｄｎｉｄｃｎｉｏｓｎｔｉｖｓｄｗｎｔｅｗｄｉｈｒｆｒ，ｈｒｅｔｒｏｍｈｏｕａｉｅｓｔａｄｔｅｔｆｃｉｅｔｏｙｉｅ
ｔｎａｄｓｏａｅｏｅＣｌｒｎｎｓｍｅｃｅｃｌｐａｔｈｓｆｌａｉｇａｃｄｎａｔｄｅｎｔｉｐｐｒｉｎｔｒｇｆｔｈｏｅｉｏｈｍｉａｌｎ，ｔｅｒｋｏｋｎｃｉｅｔｗｓｓｕｉｄｉｈｓａｅ．Ｔｈｅｕｔｈｗｏｈｉｉｅｅｒｓｌｓｏｓ
ｈｅｒｋｒａｉｃｅｙｅｔｄｗｔｎｔｎｙｔｏｒｅｔｍｂｔｓｔｅｅｏｏＭｃｎｉｏｓｄｔｆｒｈｅｔｔｈｓｖａｅｌｓｌｒｌｅｉｏｏｌｅｓｕｃｒ．ｕｌｅｍｔｒｌｃｏｄｔｎｎｅｍｅａｅｅｆ．ａｔｉＳｏａｈｈｅａｏｈｏｇｉｉａｈｔｉｔｔｉｃｅｔｔｅｈｇｏｃｎｒｔｎｚｎｐｅｄｎａｅｅｋｎｉｔｎｅｅｕｓｂｅａｄｓｎｉｄｎｔｏｌｇａｏｄｔｎ，ｉｎ：ｈｉｈｃｎｅｔｉｅｓｒａｅｒｈａｉｇｐｎｄｒｈｎｔｌｎｔｇｗｎｉｇｍｅｒｏｃｌｎｉｏｓｄａｏｏｔｌｏｕｔａｏｒｅｏｉｃｉ
ｗｉｈｌｅ，ｔｅｈｇｏｃｎｒｔｎｚｎｏｎｙｌｓｓｆｒａｌｎｉｈｉｈｃｎｅｔｉｏｅｎｔｌｔｏｇｔａｏｏａｏｍｅ，ｂｔｌａｈａｓｏｔｔｎｆｎｔｎｕｄｒｈｔｂｅａｄｗｅｋｕｓｈｓｔｅｔｎｐｒｉｕｃｉｎｅｅｓａｌｎａａｏｒａｏｏｔ

液氯钢瓶泄漏事故后果评价分析代艳强杨谦

液氯钢瓶泄漏事故后果评价分析代艳强杨谦发表时间：2018-02-03T17:39:56.997Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：代艳强杨谦[导读] 摘要：氯气作为半导体行业常见制程气体，因其剧毒性需因引起格外重视，本文采用事故后果模拟分析方法对液氯钢瓶的泄漏进行定量分析，计算泄露后有毒气体扩散死亡半径及严重伤害半径，最后针对氯气存储及使用的提出针对性安全技术措施。

武汉华星光电技术有限公司湖北武汉 430078摘要：氯气作为半导体行业常见制程气体，因其剧毒性需因引起格外重视，本文采用事故后果模拟分析方法对液氯钢瓶的泄漏进行定量分析，计算泄露后有毒气体扩散死亡半径及严重伤害半径，最后针对氯气存储及使用的提出针对性安全技术措施。

关键词：扩散死亡半径；严重伤害半径；安全技术措施1 前言根据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》及《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知》，氯气属于首批重点监管的危险化学品。

氯气作为半导体行业常见制程气体，因其剧毒性需因引起格外重视，液晶面板行业氯气使用模式如下：由专业气体公司以专用气瓶供应，根据气体特性、装瓶种类、法规安全需要及流量规模设置特气供应站及系统设备。

2 氯气特性氯气黄绿色、有刺激性气味的气体，剧毒，易溶于水、相对蒸气密度（空气=1）2.48，不会燃烧，但可助燃。

一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸气也都能与氯气形成爆炸性混合物。

氯气健康危害：对眼、呼吸道粘膜有刺激作用。

急性中毒：轻度者有流泪、咳嗽、胸闷、支气管炎等表现；中度中毒发生支气管肺炎或间质性肺水肿，病人除有上述症状的加重外，出现呼吸困难、轻度紫绀等；重者发生肺水肿、昏迷和休克，出现多种并发症。

3 氯气泄露事故后果模拟分析液氯钢瓶最大的为0.5 t钢瓶，本评价报告采用事故后果模拟分析方法对液氯钢瓶的泄漏进行定量分析。

1.模型简介采用有毒液化气体钢瓶泄漏时的毒害区模型进行事故后果模拟分析，对液氯钢瓶0.5 t液氯泄漏时的毒害区估算。

液氨储罐事故性泄漏扩散过程模拟分析术

液氨储罐事故性泄漏扩散过程模拟分析术液氨是化工企业常用的原料，用途广泛，而每年因为液氨的泄漏造成的事故也十分频繁，由于其毒性很大，吸入毒性指数(Index of Potential Inhalation Toxicity，Prr)<300，危险等级2，属于高度危险物质，一旦泄漏极可能造成严重的事故后果。

决定液氨泄漏状况的因素多而复杂，与其理化性质、闪蒸系数、泄漏源的压力和几何形状、泄漏地的地貌情况和气象条件、储存运输的操作程序等都有密切关系。

因此，综合考虑各种因素，建立液氨泄漏和扩散膜性，运用数学方法进行模拟，分析其泄漏和扩散的规律，对于救灾、重大危险源编制应急事故预案以及对新建项目进行危险性预评价都具有一定程度的指导意义。

1 数学模型通常情况下，液氨在常温下加压压缩，液化储存，一旦泄漏到空气中会在常压下迅速膨胀，大量气化，并扩散到大的空间范围。

1.1泄漏模型对于灾难性破坏引起的液氨泄漏，可保守地认为容器内所有的贮存物质瞬间全部泄漏，全部泄漏时一般有爆炸发生，对其发生爆炸后的状况再运用数值模拟进行预测意义不大。

因此，文中所研究的是液氨储罐连续性泄漏的数值模拟。

通过对建国50年以来我国化工系统所发生的重（特）大、典型事故性泄漏的统计分析表明[1]，阀门或法兰处的密封失效及阀门或管道断裂是造成事故性泄漏的主要原因，因而可以确定液氨储罐下方的液氨出口接管、储罐上方的气氨出口接管以及安全阀为主要泄漏源。

1.1.1液氨泄漏模型[2]·液氨通过其出口接管泄漏可等效为液体通过受压储罐上的孔洞泄漏。

虽然氨在常温常压下为气体，但是由于泄漏发生在液相空间，流动阻力较大，故系统内压下降缓慢，不会发生因大量液氨闪蒸而造成的蒸气爆炸。

另外，由于泄漏路径较短，来不及形成汽化核心而使部分液氨在池漏管道中汽化而形成闪蒸两相流。

因此，其泄漏速率可采用式(1)计算[3]:Qm=PACo[2 (P0/p+ghr)]1／2 (1)式中：Qm为质量泄漏速率，kg/s；Co为泄漏系数；A为裂口面积，㎡；PO 为储罐内压，Pa;hr是泄漏处与液面之间的距离，m。

泄漏事故后果模拟分析方法

2)造成泄漏的原因
从人——机系统来考虑造成各种泄漏事故的原因主要有4类。 (1)设计失误。 (2)设备原因。 (3)管理原因。 (4)人为失误。具体详见资料。
2.2 泄漏量的计算
• 当发生泄漏的设备的裂口是规则的，而且裂口尺寸及泄漏物质的有关热力学、物理化学性质及参数已知时，可根据流体力学中的有关方程式计算泄漏量。当裂口不规则时，可采取等效尺寸代替；当遇到泄漏过程中压力变化等情况时，往往采用经验公式计算。 (经验公式？)
D Re
用方形管传输流体，管道定型尺寸取当量直径(Dd)。当量直径等于水力半径的四倍。对于任意截面形状的管道，其水力半径等于管道戳面积与周长之比．所以长和宽分别为A和B的矩形管道，其当量直径
AB 2 AB Dd 4 2( A B) A B
对于任意截面形状管道的当量直径，都可按截面积的四倍和截面周长之比计算，因此，雷诺数的计算公式为
T T0 F cp H
(2)
式中 cp——液体的定压热容，J/(kg· K)； T——泄漏前液体的温度，K； T0——液体在常压下的沸点，K； H——液体的气化热，J/kg。按式(2)计算的结果，几乎总是在0～1之间。事实上，泄漏时直接蒸发的液体将以细小烟雾的形式形成云团，与空气相混合而吸收热蒸发。如果空气传给液体烟雾的热量不足以使其蒸发，由一些液体烟雾将凝结成液滴降落到地面，形成液池。根据经验，当F＞0．2时，一般不会形成液池；当F＜0．2时，F与带走液体之比有线性关系，即当F=0时，没有液体带走(蒸发)；当F=0．1时，有50％的液体被带走。
3)泄漏后果
泄漏一旦出现，其后果不单与物质的数量、易燃性、毒性有关，而且与泄漏物质的相态、压力、温度等状态有关。这些状态可有多种不同的结合，在后果分析中，常见的可能结合有4种： (1)常压液体； (2)加压液化气体； (3)低温液化气体； (4)加压气体。

浅析液氯泄漏的环境风险事故影响

浅析液氯泄漏的环境风险事故影响摘要：本文运用SLAB模型对液氯钢瓶泄漏事故进行预测，定量分析氯气在最常见气象条件下对环境空气、人群的影响范围，计算不同距离处人群受伤害的概率，为企业储存液氯场所、划分液氯泄漏风险事故警戒范围、应急救援措施提供依据。

关键词：液氯、泄漏、风险事故、SLAB模型0引言液氯具有强氧化作用，可作为基本化工原料、漂白剂、消毒剂、气体蚀刻剂，广泛用于造纸、纺织、冶金、化工、农药等行业，近年来，我国液氯消费量逐步上升，2019年消费量为3069.4万吨，同比增长2.48%。

液氯是由氯气压缩或低温液化而成，在常温常压下即可汽化为一种有强烈刺激气味的有毒气体，若在生产、运输、储存、使用过程中发生泄漏，极易造成人员中毒、伤亡。

例如2020年8月29日安徽省芜湖融汇化工有限公司液氯工段在对液氯槽车充装液氯过程中发生泄漏，造成相邻企业19人受伤住院，直接经济损失48万元。

为了更好地防范液氯泄漏风险事故，为液氯泄漏风险事故提供科学、合理的依据，开展液氯泄漏风险事故影响后果分析是有必要的。

1氯气危险特性介绍液氯是一种黄绿色的油状液体，属于剧毒品，化学式为Cl，分子量为70.91，2CAS号为7782-50-5，密度为1420kg/m3，熔点为-101℃，沸点为-34℃，易溶于水、碱，有强氧化性，性质稳定，需贮存在阴凉、干燥、通风、避免阳光直射库房内。

氯气在标况下的密度为3.21kg/m3，不燃但助燃，在日光下与其它易燃气体混合时会发生燃烧和爆炸；腐蚀性强，对大部分金属、非金属有腐蚀作用；有强烈刺激性，对眼、呼吸道粘膜有刺激作用；有毒性，急性轻度中毒者有流泪、胸闷、咳嗽、咳痰、气管炎、支气管炎等表现，急性中度中毒者有呼吸困难、轻度紫绀、支气管肺炎加重、局限性肺泡性肺水肿等症状，急性重度中毒者有肺水肿、昏迷、休克、气胸、纵隔气肿等症状，吸入极高浓度氯气，可引起心跳骤停或“电击样”死亡。

2设定液氯泄漏事故情景及预测参数（1）事故情景设定液氯储存容器有储罐、高压钢瓶两种，本次选用市场上常见的净重为1000kg 液氯高压钢瓶为事故源。

液氯钢瓶泄露中毒事故后果模拟分析

1、液氯钢瓶泄漏中毒事故后果模拟 1）液氯钢瓶泄漏计算。

氯的分子量为71；沸点为-34℃；液体平均比热0.96kJ/kg ·℃-1；汽化热289kJ/kg ；取当地年平均气温13.5℃。

假设一个液氯钢瓶发生爆炸，则在瞬间泄漏在空气中的有毒物质量约为W=1000kg （以一个液氯钢瓶容量计），假如泄漏后液氯全部气化，则在沸点下一个液氯钢瓶全部泄漏后蒸发蒸气的体积Vg(m 3)为：Vg ＝273273)(4.2200t q M t t C W +∙∙-∙ ＝()()()2733427328971342596.010004.22-+∙⨯--⨯⨯≈54.1（m 3）式中：w 一介质重量，kg ，取最大质量1000kg 。

t ：容器破裂前介质温度，℃，25℃C ：介质比热，kJ/(kg ·℃），0.96kJ/(kg ·℃） t o ：介质标准沸点，℃，-34℃ q ：介质汽化热，kJ/kg ，289kJ/kg M ：介质分子量，71查表得到氯气在空气中的浓度达到0.09%，人吸入5-10min 即致死，则Vg(m 3)的氯气可以产生令人致死的有毒空气体积为： V = V g÷0.09%=1111Vg(m 3)则一个液氯钢瓶在5-10min 使人致死的有毒气体扩散半径为：R 瓶 ={V/[(1/2)×4π/3]}1/3 ={1111×54.1/2.0944}1/3 ≈30.62（m ）如果泄漏的氯气不能得到及时处理,人员可能造成0.5-1.0h 的吸入，查表知,人吸入0.5-1.0h 致死浓度为0.0035-0.005%,取0.005%计算,则有毒气体体积为:V= V g÷0.005%=20000Vg(m3)则一个液氯钢瓶在0.5-1.0h内使人致死的有毒气体扩散半径为：R瓶={V/[(1/2)×4π/3]}1/3 ={20000×54.1/2.0944}1/3≈80.2（m）人吸入0.5-1.0h致重病的浓度为0.0014-0.0021%,取0.0014%计算,则有毒气体体积为:V= V g÷0.0014%=71428.6Vg(m3)则一个液氯钢瓶在0.5-1.0h内致人重病的有毒气体扩散半径为：R ={V/[(1/2)×4π/3]}1/3 ={71428.6×54.1/2.0944}1/3≈122.7（m）通过上述氯气泄漏区域计算可知，1000kg液氯钢瓶泄漏后，毒气的扩散半径及对人的伤害半径见下表。