氯气泄漏事故三种模型

液氯泄漏事故定量分析评价氯气中毒事件时有发生，威胁着人们的生命与财产安全。

从以往的事故案例中可以看出，发生氯气泄漏所涉及的主要方面有：疏散任务紧急、人数多、距离远，事故应急救援牵扯部门多，给毒害区域人们生活带来影响恶劣，造成的环境破坏和财产损失大。

现对项目的生产、储存单元中的氯钢瓶泄漏事故进行模拟，定量分析其对周围企业、村庄的影响。

根据事故发生泄漏的特点，选用箱模型中的重气云团盒子模型作为氯气扩散过程模拟模型。

一、初始状态的确定初始状态参数包括：（1）物质进入云团蒸气质量；（2）重气云团初始体积（包括泄漏物质体积和重气云团夹带的干空气、水蒸气体积），利用重气云团中夹带的水蒸气、空气的质量及其密度算出体积；（3）重气云团初始密度和泄漏物质在重气云团中的初始浓度计算过程如下图所示。

重气云团瞬时泄漏初始状态参数计算流程1．泄漏蒸气物质氯质量计算F vap＜0.2时按下式计算m=5F vap G式中，m——泄漏物质氯进入云团的蒸气质量，kg；G——物质储存质量，取值为1000kg；F vap——闪蒸率，经计算取值0.189。

2.云团总质量计算云团的总重量由云团泄漏物质氯总量（气、液）和初始夹带的空气总量（含水蒸气）构成。

（1）空气总量计算m airo＝am F vap式中，m airo——初始重气云团中的空气质量，kg；a ——初始重气云团中泄漏物质气态含量与夹带空气质量的关系系数，泄漏物质为氯时，取值为5.5。

（2）水蒸气含量计算m wo＝m airo K wK w ＝ρw/ρaHR/100exp（14.4144－5328/ T a）式中，m wo——初始重气云团中的水蒸气量，kg；Kw——与温度、相对湿度有关的系数；ρw——水蒸气密度，kg/m3；ρa——空气密度，kg/m3；HR——相对湿度，％；Ta——气温，K。

（3）干空气质量计算m airdo＝m airo－m wo式中，m airdo——初始重气云团中干空气质量，kg；3．初始体积计算V airdo＝0.082×T o×m airdo/ m aV wo＝0.082×T o×m wo/ m w，T o≥273KρcwV co＝0.0 82×T o×m co×F vap/ m c+(1- F vap) m co/ρcw 式中，V airdo——干燥空气体积，m3；V wo——水蒸气体积，m3；V co ——泄漏物质体积，m3；m c 、mwo、ma——分别为泄漏物质液氯、水蒸气、空气的分子量；To、F vap——云团的初始温度（K）和闪蒸率；ρcw ——泄漏物质的液态密度，kg/m3，取值为1.40×103 kg/m3。

氯气泄漏扩散模型的初步研究孙兰会　庞奇志　周德红(中国地质大学(武汉)工程学院　武汉430071) 摘　要　根据京沪液氯泄漏的一些数据,选取液氯泄漏的瞬间为研究范围,设定液氯泄漏的瞬间为2min ,大气压力为10.1325kPa ,温度为15℃,风速为6m/s ,假设液氯泄漏后全部变成蒸气,重气云团半径为10m ,利用重气云扩散模型盒子模型,对氯气云团扩散后果进行定量计算,得到氯气泄漏瞬间的伤害范围分别是致死区0.0429km 2,重伤区0.0979km 2,轻伤区1.067km 2。

据此判断,氯气泄漏事故后果非常严重。

提出了该模型的不足和需要改进的地方。

关键词　液氯泄漏　扩散　危险区域　盒子模型Preliminary Study on the Model of Leak age and Diffusion of ChlorineS UN Lan hui PANG Qi zhi ZH OU Dehong(Dept.o f Safety Engineering ,School o f Engineering ,China University o f G eosciences Wuhan 430071)Abstract According to s ome data of liquid chlorine leakage in Beijing and Shanghai ,the transient time of the leakage is selected as the study area ,assuming that the transient time of the leakage is 2min ,air pressure is 10.1325kPa ,the tem perature is 15℃and the wind speed is 6m/s.I f the liquid chlorine all changes into vapor after the leakage ,the radius of heavy cloud lum ps is 10m ,diffusion m odel of heavy cloudbox m odel is used to conduct quantitative calculations on the consequences of the diffusion ,finding out the hazard area ofthe transient time of the leakage ,dead area 0.0429km 2,severe injury area 0.0979km 2and light injury area 1.06km 2.Judging from it ,the consequences of the leakage are serious.The shortcomings and the places needed to be im proved are als o put forward.K eyw ords leakage of liquid chlorine diffusion hazardous area box m odel 在现代石油化工和其他相关行业中,生产、储存和使用,这些物质一旦由于人为因素、设备因素、生产管理和环境因素发生泄漏事故,则可能向空中释放大量有毒气体,扩散而与空气混合形成气云,使得泄漏区附近来不及疏散或未采取有效措施的人员发生中毒。

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、爆炸事故概率低，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。

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(℃)，此时全部液氯放出的热量为:Q=WC(t-t)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:W=Q/q=WC(t-t)/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:Vg =22.4W/Mr273+t/273Vg =22.4WC(t-t)/ Mrq273+t/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℃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。

氯气泄漏事故案例1、氯气反应釜发生泄漏事故的经过与分析一、事故经过2005年4月27日深夜10点55分左右，某化工厂一台反应釜（滴加罐）发生氯气泄漏事故，造成2名操作工死亡，其余操作工因及时从2m多高的操作台跳下逃离而未受伤害。

该台反应釜无出厂铭牌及资料，设计参数不明，反应釜内筒及夹套材料为碳钢。

内筒使用介质为氯化氢、氯气。

使用参数：内筒压力为常压；夹套介质为水蒸汽，夹套使用压力为0.4MP A左右，操作温度内筒或200℃,夹套或165℃。

内筒及夹套封头型式采用椭圆形，支座型式为悬挂式，容积为1000升，内筒衬有搪玻璃，经检查，搪玻璃完好，作为压力容器，该设备投用后一直未经特种设备检测部门检验。

二、事故分析从事故现场分析，该起事故主要是由于操作失误引起的。

操作工误把甲基磺酰氯抽入二碳酸二丁脂生产用的盐酸滴加罐，造成滴加罐内产生压力，真空管突然破裂而引起真空管内氯化氢和氯气外泄，致使2人中毒身亡。

根据GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》，氯气为H级（高度危害）介质，车间空气中氯气最高浓度值0.1〜1.0MG/M3，呼吸道吸入半数致死浓度值LC50为200〜2000MG/M3。

即当呼吸道吸入0.2〜2G氯气时，就能造成人员中毒死亡，而真空管的突然破裂造成瞬间外泄的氯气浓度远远超过标准的规定；其次，该反应釜仅在筒体及夹套上装设1只压力表，压力表未经校验。

从锅炉房出来的蒸汽未经减压直接进入滴加罐夹套，使用压力完全由锅炉“控制”（该厂锅炉型号为DZL4-1.25-A II,锅炉出口蒸汽额定为1.25MP A），反应釜上未装安全泄放装置，当反应釜产生压力时，压力无处泄放而致使真空管破裂。

从厂方了解到，氯气泄漏2分钟后，一工人身穿防护服，更换了破裂的真空管，并对管道内的氯气进行中和，遏止了氯气进一步泄漏，防止了事故的进一步扩大。

三、反思及教训1、使用单位应配备专（兼）职人员管理反应釜，专（兼）职人员应具有相应的专业知识，并制订专用的工艺规程；应定期对操作人员进行专业培训，并定期到车间掌握设备使用状况，以保证设备能安全正常运行；2、应完善操作规程，操作人员应持有压力容器上岗证，对生产工艺应熟悉，并能按操作规程熟练操作；3、反应釜这类压力容器必须领取使用登记证，并经特种设备检验部门的检验合格后方可使用。

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。

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。

中国氯碱China Chlor-AlkaliNo.2 Feb.,202138第2期2021年2月氯乙烯泄漏、蒸气云爆炸事故模型分析王伟，崔鹏，高燕军（陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司，陕西榆林719319）摘要：通过对氯乙烯储罐发生泄漏和爆炸事故后果进行模拟分析，预测氯乙烯储罐可能发生的毒害、爆炸事故后果及影响区域，提出了建议改进的工程技术措施及安全管理措施。

关键词：氯乙烯；毒害后果；爆炸后果；建议措施中图分类号:TQ086文献标识码：B文章编号:1009-1785（2021）02-0038-04Analysis of vapor cloud explosion accident model for vinylchloride leakageWANG Wei,CUI Peng,GAO Yan-jun(Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co.,Ltd.,Yulin719319,China)Abstract:Through the simulation analysis of leakage and explosion accident consequence of vinyl chloride storage tank,the possible toxicity,explosion accident consequence and affected area of vinyl chloride storage tank are predicted,and the improvement engineering technical measures and safety management measures are proposed.Key words：vinyl chloride;toxic consequence;explosion consequence;suggestion measure氯乙烯不仅是一种有毒物，而且还是易燃易爆物质，如果在工业生产或存储中因为管理不当或设备故障造成氯乙烯泄漏，可能造成中毒或火灾爆炸事故。

氯碱厂氯气泄漏事故后果模拟分析崔作民 游建彬1）氯气管道本项目电解工序产生的湿氯气经洗涤、冷却、干燥、加压后，氯气管道压力为0.25MPa （绝对压力），温度为281.9K(当地年平均气温8.9℃)；假设管道某处出现一泄漏点，裂口呈三角形，面积为1.2×10－5m 2（即12mm 2,相当于直径为3.9mm 的孔）。

2）泄漏模型气体从裂口泄漏的速度与其流动的状态有关。

当下式（1）成立时，气体流动属音速流动；当下式（2）成立时，气体流动属亚音速流动。

P 0P≤ [2k + 1]k k - 1式中：P 0－环境大气压力，Pa ；P －容器或压力内压力（绝对），Pa ；k －气体的绝热指数，即定压比热C P 和定容比热C V 之比。

气体呈音速流动时，其泄漏量可按（3）式计算：Q = C d A P √MkRT 2k + 1()k + 1k - 1气体呈亚音速流动时，其泄漏量可按（4）式计算：Q =Y C d A ρ√MkRT 2k + 1()k + 1k - 1 式中：Q －气体泄漏速率，kg/s ；Cd －气体泄漏系数，裂口形状为圆形取1.00，三角形取0.95，长方形取0.90；A －裂口面积，m 2； M －气体相对分子量； R －气体常数（8.314J/mol ·K ）；T －气体的储存温度，K ； ρ－气体密度，kg/m 3；Y －气体膨胀因子，按式（5）计算； P 0> [2k + 1]k k - 1P （1） （2） （3）（4）Y =1k - 1k + 12P P 0[ 1 - (P 0P )()()()2k k - 1k k - 1k + 1√] 3）模型计算（1）判断气体流动状态查得，氯气的绝热指数k=1.35，P 0=103300Pa ，P=250000Pa ，根据（1）、（2）式判别，经计算符合（1）式，即气体泄漏呈音速流动。

（2）计算泄漏量气体呈音速流动，按式（3）计算泄漏量。

液氯泄漏事故后果模拟计算 1、液态气体体积膨胀计算在标准状态下（0℃，1个大气压），1摩尔气体占有22.4升体积。

根据液态气体的相对密度由下式可计算出它们气化后膨胀的体积：V= ×1000×22.4V 0×d 0M 式中：V —膨胀后的体积（升）；V 0—液态气体的体积（升）； d 0—液态气体的相对密度（水=1）； M —液态气体的分子量。

将液氯有关数据代入上式： d 0=1.46，M=70.9 计算得到V=461V 0由计算可知：若液氯发生泄漏迅速气化，其膨胀体积为原液态体积的461倍。

2、液态气体扩散半径模拟计算液态气体泄漏后迅速气化并扩散，在一定泄漏量范围内，因其液态气体比重大于空气，则其沿地面能扩散到相当远的地方，可模拟为半椭圆球形，其短轴与长轴之比将随着扩散半径的增大而减少。

其可由下式计算：R=V32/3×π×ρ×K式中：V —液态气体膨胀后的体积；ρ—液态气体在空气中的浓度； K —椭圆形短轴与长轴之比，即K=h/R 。

根据《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）查得：氯在空气中时间接触容许浓度值为1mg/m 3，其在空气中体积浓度换算为：ρ=0.316×10-6建设项目若发生泄漏事故时，若假定泄漏量为10kg 时，其可能发生中毒事故的区域半径计算如下：液氯体积V 0=10/1460=0.00685m 3 则V=416V 0=3.135m 3 取K=0.1 ρ=0.316×10-6则：R= = 361.9(m)V 32/3×π×ρ×K本节分析取若氯气缓冲罐发生泄漏，氯气泄漏量达10kg 时，其毒害半径为361.9米。

据此可分别计算出，当泄漏不同量的氯气时，可能发生中毒浓度的区域的半径。

实际上由于氯气比空气重，因此，其扩散时的浓度半径将会大于计算值。

液氯泄漏事故模拟计算有毒物质，特别是液化有毒物质泄漏后，往往会在较大范围对环境造成破坏，致人中毒、死亡。

1）、液氯的物化性能及危险浓度液氯的物化性能及危险浓度见表5.6-1。

表5.6-1 液氯的物化性能及危险浓度2）、评价及结果该项目使用1吨液氯钢瓶日使用量为106.66吨，钢瓶内液体温度约-34℃，室外温度30℃，现只考虑单只钢瓶发生物理性破裂或物理爆炸而未发生燃烧，造成单罐内液化气体急剧汽化扩散。

液氯泄漏量W=1000kg，c=0.96kJ/kg·℃，M=71，q=2.89×102 kJ/kg，L=0.09%。

有毒气体体积V；V=22.4Wc（t - t0）(273+ t0)/273Mq=22.4×1000×0.96×[30-(-34)][273+(-34)]/273×71×2.89×102=58.7m3吸入氯气5~10min致死浓度为0.09%，因此有毒气体中毒浓度扩散半径扩散半径R1R1=（V/L·2.0944）1/3=（58.7/0.09%×2.0944）1/3=31.5（m）。

吸入氯气0.5-1h致死浓度为0.0035%，因此R2=（V/L·2.0944）1/3=（58.7/0.0035%×2.0944）1/3=152.01（m）吸入氯气0.5-1h致重病的浓度为0.0014%，因此R3=（V/L·2.0944）1/3=（58.7/0.0014%×2.0944）1/3=206.31（m）。

根据事故模拟计算可以看出：液氯的大量泄漏将造成厂内发生大面积人员中毒死亡事故。

评价结果分析：该项目液氯储存及汽化是该项目最危险的单元之一。

根据计算，液氯钢瓶发生容器破裂后扩散，吸入 5～10min致死的半径为31.5m，吸入0.5～1h致死的半径为152.01m，吸入0.5～1h致重病的半径为206.31m。

此计算为按球面扩散和绝热扩散的理想值进行的概算，未考虑风向或外界热的影响，实际上因物质在扩散过程中受风向变化及扩散过程中的吸热，因此，在某一方向的扩散半径较计算半径要大。

国外某次氯气泄漏事故灾害分析1、不同形式泄漏量判断 （1） 泄漏形式的判断泄漏可分为瞬时性泄漏和连续性泄漏2种，判断准则如下：如果VT 0／x ≥2.5，泄漏为连续泄漏；如果VT 0／x ≤0.6，泄漏为瞬时泄漏。

式中，V 为环境风速，m/s ；T 0为泄漏持续时间，s ；x 为观察者离泄漏源的距离，m 。

假设钢瓶内的液氯在3.5min 内全部漏完，故T 0＝210s ；事故后果模拟所关心的是位于泄漏点下风向1km 处的城镇，故x ＝1km ；当时的环境风速小于2m/s ，取V ＝2m/s 。

按照如上判断准则进行判断，液氯的泄漏属于瞬时性泄漏。

（2） 液氯闪蒸量的计算氯在常温常压下为气体，当液氯从储罐中泄漏到大气环境中时，为了达到新的气液平衡，必然会有一部分液氯闪蒸为氯气，其闪蒸率通过下式计算：])(,1min[/0vb s P v H T T C M M -=式中，M v 为闪蒸蒸气的质量，kg ； M 0为泄漏液体的总质量，kg ；C p 为泄漏液体的定压比热，J/（kg 〃K ）； H v 为泄漏液体的蒸发热，J/kg ； T s 为存储温度，K ；T b 为沸点，K 。

通过计算，液氯的闪蒸率为10％。

（3） 液池挥发速率的计算未发生闪蒸的液氯则在地面形成液池，进而从外界吸收热量挥发。

由于当时气温较低，只有4℃，因此可以判断单位液池的挥发速率较低。

又由于泄漏发生处周围有不少障碍物，可以限制液池在地面上的扩展，因此液池的面积也不会太大。

总之，泄漏所形成液池的挥发速率同液氯闪蒸量相比很小，可以忽略不计。

2、扩散模型（1）重气云团的判断根据扩散云团物理性质的不同，可分为重气云团和非重气云团2种。

对扩散云团进行判断，可采用如下公式：式中，V0为瞬时泄漏形成的云团的初始体积，m3；V为环境风速，m/s；ρ0为气云初始密度，kg/m3；ρa为环境空气密度，kg/m3。

如果上式成立，则表明云团为非重气云团；否则，为重气云团。

液氯钢瓶爆裂氯气泄漏事故模型评价氯气泄漏后一般不会燃烧，但会造成大面积的毒害区域，致使人员中毒、死亡。

设有毒液化气体质量为W （kg ），容器破裂前器内介质温度为t （℃），液体介质比热为c(KJ /(kg ·℃))，当容器破裂时，器内压力降至大气压 (0.1MPa)，处于过热状态的液体温度迅速降至标准沸点t 0(℃)，此时全部液体所放出的热量为：Q ＝W ·c （t- t 0）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 ），则其蒸发量为：qt -t c W q Q W 0）（⋅==' 如介质的相对分子质量为M ，则在沸点下蒸发蒸气的体积Vg （m 3）为：M W 4.22Vg '=273t 2730+qM t -t c W 4.220⋅⋅=）（273t 2730+ 氯气的有关物化性能及危险浓度如下：氯气的有关物化性能氯气的危险浓度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。

氯在空气中的浓度达到0.09%时，人吸入5～10分钟即致死，则Vg （m 3）的液氯可以令人致死的有毒空气体积为：V 1=Vg ×100/0.09＝1111 Vg （m 3）氯在空气中的浓度达到0.00425（0.0035～0.005）%时，人吸入0.5～1小时即致死，则Vg （m 3）的液氯可以令人致死的有毒空气体积为：V 2=Vg ×100/0.00425＝23529 Vg （m 3）氯在空气中的浓度达到0.00175（0.0014～0.0021）%时，人吸入0.5～1小时可致重病，则Vg （m 3）的液氯可以令人致重病的有毒空气体积为：V 3=Vg ×100/0.00175＝57142 Vg （m 3）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：π3421Vg/CR 3⨯=0944.2Vg/C3＝式中：R —有毒气体的半径，m ； Vg —有毒介质的蒸气体积，m 3； C —有毒介质在空气中危险浓度值，%项目单位生产中使用的液氯钢瓶为1000kg/瓶，计算氯气的扩散半径按可能发生泄漏的最大量氯气重量为W(kg)＝1000kg 进行计算：Q ＝W ·c （t- t 0）=1000×0.96×[25-（-34）]＝56640qt -t c W q Q W 0）（⋅=='＝56640/289=196 M W 4.22Vg '=273t 2730+qM t -t c W 4.220⋅⋅=）（273t 2730+=54.10 1、吸入5～10分钟致死半径R 10944.2Vg/C3＝＝30.62m 2、吸入0.5～1小时致死半径R 20944.2Vg/C3＝＝84.73m 3、吸入0.5～1小时致重病半径R 30944.2Vg/C3＝＝113.85m 上述氯气泄漏毒害区域计算以液氯钢瓶为源点，为静风状态。

氯气泄漏扩散风险分析作者：李德斌来源：《理科考试研究·高中》2015年第11期近年来，各地频繁发生生产过程中氯气泄漏引起的急性中毒事故，人们越来越关注氯气泄漏的预防和控制工作的开展，氯气泄漏扩散的风险分析因此越来越成为关注的焦点.本文从氯气泄漏扩散存在的危害出发，进行氯气泄漏扩散的风险分析，研究氯气泄漏浓度的计算以及氯气泄漏扩散半径的估算的不同模型，同时借由Matlab进行氯气泄漏扩散的数值模拟，借以了解氯气泄漏后浓度分布情况和扩散后浓度与距离的变化情况，以及氯气泄漏扩散浓度分布与大气稳定度等因素的变化关系，以此来实现氯气泄漏后人员疏散的安全警戒距离以及人员中毒受伤害范围的确定，提出氯气泄漏的有效应急措施.现代石油化工和其他相关行业中，各种类型的有毒气体、液体乃至固体存在于这些行业的生产、储存和使用过程中，在人为因素、设备因素、环境因素等各方面如果稍有不慎，便会导致泄漏事故的发生，可能造成泄露区域空气中存在大量有毒性气体，致使泄露区域附近未及时疏散或未采取有效应急措施的人员中毒事故的发生.近年来，我国危险化学品中毒事故有明显的上升趋势，其中氯气泄漏扩散引发的中毒事故发生的频率最多，据统计，在所有中毒事故中的比例达到22%左右.根据Matlab编制对氯气渣漏扩散进行的数值模拟，可以推算出灌漏气体扩散浓度的分布及危害范围，得以为现场警戒、人员紧急疏散以及采取必要的补救措施提供科学有效的依据，对企业在发生氯气泄漏事故后，及时了解氯气泄漏的扩散范围和浓度分布的指导有很大的帮助，可以指导遇险人进行正确的逃生措施，有利于因吸入氯气而中毒或窒息现象的有效避免，实现“本质安全化”的最终目标，合理有效地确保企业的安全生产.一、氯气危害性概述作为带有据毒性的危险化学品，氯气的泄漏将会对人体生命安全、周围环境生态保护造成不可忽视的危害，容易导致重大经济损失、人员伤亡和环境污染的现象.氯气的理化性质表相对分子量液体平均比热容（J /（kg·℃））沸点密度汽化热（J/kg）710.96-342.482.89×102氯气在常温下呈黄绿色，具有致毒性高、腐蚀性强、燃爆强度大、空气污染严重、泄漏扩散事故处理难度高的危害.其中氯气致毒性的主要表现为吸入5～10 min氯气的致死质量分数为0.09%，吸入0.5～1 h致死的氯气质量分数为0.0035%～0.005%，吸入0.5～1 h致重病的氯气质量分数为0.0014%～0.0021%.氯气一旦出现泄漏，其扩散非常迅速，对人体的眼、呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，还可以借由人体的口、鼻、皮肤毛细孔侵入体内，进而引发中毒，同时借助风力扩散的话，还会造成泄露区域周边大面积人群的生命财产受到威胁的严重现象.二、氯气泄漏风险分析模型（一）计算闪蒸系数计算闪蒸系数是借由液体的操作温度与其标准沸点的差值来实现的，若液体操作温度比标准沸点低，则闪蒸系数为0；若液体操作温度比标准沸点高，则闪蒸系数用FV表示，有特定的公式计算，即FV=Cp（s-b）V，其中，b是液体标准沸点，℃；s是液体的操作温度，℃；Cp为液体的平均比热容，J/（kg·℃）；V是液体的蒸发热，J/kg.（二）高斯模型高斯模型是较为普遍的气体泄漏计算方式，其公式为C（x，y，z）=（Q/2πuσyσz）exp×{exp+exp}，其中，C（x，y，z）是气体泄漏在空间任意一点的浓度，单位为mg/m3；Q 是单位时间的气体排放量，单位为mg/s；y是泄漏点的垂直距离，单位是m；z是泄漏点的铅直距离，单位是m；μ是平均风速，单位是m/s；σyσz是横向和铅直向的扩散参数，单位是m；是泄漏点高度，单位是m.根据这一模型公式，可以有效算出氯气泄漏扩散的风险范围，可以为更加精确的警戒范围的划定提供科学的数据依据.结合Matlab模拟的数据结果，在泄漏事故处理之前，提供相对较准确的警戒范围参考数据，实际考察后再进行相应的调整，可以有效地将氯气泄漏的风险控制最小化范围.三、氯气泄漏扩散的处置原则和应急措施（一）氯气泄漏扩散的处置原则氯气泄漏的应急措施需要有相应的处置原则.第一，氯气应急响应机制必须快速成立.第二，泄漏污染区人员需要被立即撤离至上风处，并立即隔离事故现场.第三，尽可能将所有的泄漏源切断，最大限度地防止泄漏的液氯进入下水道.第四，可行的氯气泄漏处置方法需要立即被采取.第五，根据事故处理过程中现场的检测结果和可能产生的危害，随时进行隔离区范围的调整.第六，氯气泄漏型事故出现堵漏困难情况时，用水或碱性溶液浸泡泄漏的容器，采取碱性溶液吸收的办法.（二）氯气泄漏扩散的应急措施根据科学合理的氯气泄漏扩散的处置原则，可以指定切实有效的应急措施，最大程度上降低氯气泄漏扩散的危害.首先，根据氯气泄漏扩散半径的估算结果，依据事故实际情况，尽量划定合理可行的人员疏散警戒区，在泄露区域附近设置“此处危险”和“禁止入内”标语，严格切断危险区域的交通，全面完成人员疏散工作.其次，根据毒气泄漏范围，消防人员与现场救援人员相互配合，进行相关有效防护措施后，进行危险区域的救人侦查工作，确保受威胁人员的生命安全，检查并排除潜在危险.最后，进行堵漏排险工作.一方面对泄漏管道、阀门、钢瓶进行有效的防堵，杜绝泄漏现象发生的可能，防止氯气泄漏扩散造成大规模的伤害.另一方面，对氯气的相关化学反应进行排除，用开花、喷雾射流等措施稀释驱散泄漏气体，防止气体燃爆造成火灾现象.总之，氯气泄漏扩散风险分析对于当前氯气防控技术的提高有显著作用，影响其泄漏程度的因素有建筑物、风向、风速、温度等.在氯气泄漏扩散的实际事故中，要根据实际情况进行具体分析，但总体上依据的原则不变，其有效的应急处理方法也要在相关参考中进行相应的调整.。

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图氯气泄漏事故树图2布尔计算T =A1·A2=(X1＋X2+X3+X4+X5+X6)·(X12+X13+X14)=(X1＋X2+A8·X5+X6 X7+X8+X9+X10+X11)·(X12+X13+X14)=(X1＋X2+ X3X4X5+X6 X7+X8+X9+X10+X11)·(X12+X13+X14)=(X1＋X2+ X3X4X5+X6 X7+X8+X9+X10+X11)·(X12+X13+X14)=X1X12+X1X13+X1X14+X2X12+X2X13+X1X14+X3X4X5X12+X3X4X5X13+X3X4X5X14+X6X7X12+X6X7X13+X6X7X14+X8X12+X8X13+X8X14+X9X12+X9X13+X9X14+X10X12+X10X13+X10+X11X12 +X12X13+X13X14)对于Ｔ事故树，无法进一步化简，共有24个最小割集，也就是说发生顶上事件的可能性有24种之多，证实了氯气泄漏事故的危险性大。

因此，需要制定切实有效的措施加以预防。

由于事故树或门占绝大多数，所以，便于用最小径集进行分析。

Ｔ′=A1′+A2′=（X1X2A3A4A5A6）+（X12X13X14）=[X1X2（X3+X4+X5）（X6+X7）X8X9X10 X11]+（X12X13X14）=X1X2X3X6X8X9X10X11+X1X2X3X7X8X9X10X11+X1X2X4X6X8X9X10X11+X1X2X4X7X8X9X10X11+X1X2X5X6X8X9X10X11+ X1X2X5X7X8X9X10X11+ X12X13X14 求出最小径集P1=X1X2X3X6X8X9X10X11P2=X1X2X3X7X8X9X10X11P3=X1X2X4X6X8X9X10X11P4=X1X2X4X7X8X9X10X11P5=X1X2X5X6X8X9X10X11P6=X1X2X5X7X8X9X10X11P7=X12X13X14评价分析：从表示系统安全性的最小径集可以看出，氯气泄漏事故的预防途径有7个，只要保证任何一组最小径集中基本事件的集合都不发生，顶上事件便不会发生。