环氧丙烷生产中液氯泄露的仿真模拟与大气污染研究

• 作 者: 吕铃钥
• 机 构: 天津工业大学
• 出 处: 天津工业大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 液氯泄露 危险性分析 高斯模型 气体湍流微分方程 环氧丙烷 仿真模拟 大气污染

在化工行业生产、运输、储存的过程当中涉及大量的有毒、有害气体，这些有毒、有害气体的泄漏、扩散渐渐成为日常安全生产中不可忽视的问题。近年来，有毒气体的泄漏扩散事故逐渐增多，事故后果通常都较严重，可直接危害现场人员并可能波及居民区，在较大范围内致使人员中毒伤亡及环境污染，甚至给生态环境带来毁灭性的后果。据统计，氯气是我国化学事故发生率最多的危险化学品之一，氯气泄漏和爆炸事故往往会导致众多人员中毒或死亡，给公众的生命健康和环境安全造成非常严重的影响。　　
本文以天津某氯醇法生产环氧丙烷企业为例，针对企业的实际情况，对液氯储罐的泄露进行危险性分析，并通过建立大气扩散模型预测泄漏事故的危险区域，最后采用fluent软件对液氯储罐泄露进行仿真模拟。　　
基于该企业的实际情况，本文对氯醇化工艺流程中所存在的危险性进行了分析。根据氯气的物理化学特性及危险性，结合液氯的泄漏方式及特征，对液氯泄漏事故的危害进行分析，同时对影响液氯扩散的各种因素进行了总结。　　
对于液氯储罐作为地面点源发生连续泄露，本文利用高斯模型对该类泄漏事故造成的氯气泄漏后的扩散机制进行了建模，并将其对相关作业人员的伤害范围进行了估算。通过计算可知，对于假定发生的泄漏事故，死亡半径为25.7m，重伤半径为106m，刺激半径为529m，以车间最高允许浓度(MAC)和居住区允许浓度为毒性终点，该液氯泄漏事故的影响距离分别为993m和3231m。　　
对于液氯储罐泄露作为地面瞬时泄漏源，利用气体湍流扩散微分方程建立了相对应的泄漏气体扩散浓度分布模型，求得氯气云团扩散形成的中毒危险区范围和氯气云团消散失去毒害作用需要在下风向扩散的距离。经计算可得:氯气云团扩散60s后能形成的中毒危险区范围是以x=120m,y=0为圆心，半径为30.7m的圆，氯气云团消散失去毒害作用需要在下风向扩散的距离为4749m。这些计算结果为氯气泄露扩散对周边环境及人身财产安全所造成的危害提供了一定的理论参考。　　
最后，本文对液氯储罐泄漏后氯气的扩散运用fluent软件进行仿真模拟，得到其在密度、温度、质量浓度以及速度上的分布规律。另外，为了保证液氯设施安全性并防止该类事故的发生从规划布局、运输、工程和工艺设计、日常管理以及事故应急措施等六个方面提出了相对应的措施，从而起到减轻生命财产安全损失、减少环境污染的目的。