化工安全工程课件：化工泄漏及其控制

化工安全工程

化工泄漏及其控制

一、泄漏事故案例

2005年7月14日，一列由20节苯罐槽车组成的火车行使到辽宁省抚顺市望花区段时发生脱轨事故，其中一节槽车内的液态苯泄漏并起火，现场约两公里内黑烟弥漫，空气中飘荡着芳香但刺鼻的气味。导致千人大转移2

2006年12月06日，抚顺市液化气有限公司由于职工违规操作造成100多吨的液化石油气发生泄漏，形成3万立方米白茫茫的毒雾气体，笼罩在6平方公里的土地上。

村庄迅即被“淹没”在液化气毒雾中

特警背出被液化气呛晕的妇女

消防员向罐体喷射泡沫稀释现场的液化气

工人逐个拧紧泄漏的阀门

3在池塘中投放烧碱现场氯气不停向外泄露槽罐被吊至临时建成的水塘里大片枯萎的植物牲畜大量死亡抢救伤员

2005年3月29日,在京沪高速淮安段发生了一起重大交通事故,一辆满载液氯的铁罐车侧翻在公路旁,导致液氯泄漏,附近地面弥漫着一大片黄绿色气体,致使周边村庄有28个村民死去,350人中毒进医院救治住院二百多人,大概有15000头的牲畜毒死，大量农田被毁。4

2007年4月6日，沈阳市南五马路附近发生一起天然气泄漏事故，并引发大火。火借风势烧断了高压线，造成附近地区已经断气、停电。

2009年7月7日，吉林市江北哈龙大桥北端发生天然气主管道泄漏事故，大量高压天然气从桥下管线喷涌而出，在桥下堆积并向四周扩散，大桥遇险。5二、泄漏事故的特点和类型特点：

a、突发性强；

b、危害性大；

c、应急处理难度大。泄漏物质主要有以下四种类型：

a、常压液体；

b、加压液化气体；

c、低温液化气体；

d、加压气体。

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三、常见泄漏源

常见泄漏源小孔泄漏大面积泄漏化工厂中常见的小孔泄漏7蒸汽和液体以单相或两相状态从容器中泄漏出来8

四、泄漏量计算

1）液体经过孔洞泄漏的泄漏量计算图1液体在稳定压力图2修圆小孔图3厚壁小孔作用下经薄壁小孔泄漏或器壁连有短管9

[例题1]

下午1:00，工厂的操作人员注意到输送苯的管道中的压力降低了，于是立即将压力回复为690kPa。下午2:30，操作人员发现了管道上一个直径为6.35mm的小孔并立即进行了修补。请估算流出来的苯的总质量。苯的密度按879.4kg/m3计算。102）液体通过储罐上的孔洞泄漏[例题2]如图所示某一盛装丙酮液体的储罐，上部装设有呼吸阀与大气连通。在其下部有一泄漏孔，直径为4cm。已知丙酮的密度为800kg/m3。求：（1）最大泄漏量；（2）泄漏质量流量随时间变化的表达式；（3）最大泄漏时间；（4）泄漏量随时间变化的表达式。113）液体经过管道泄漏的泄漏量计算

Fanning摩擦系数，是雷诺数Re和管道粗糙度的函数。雷诺数（Reynoldsnumber）一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，以Re表示，Re=ρvr/η，其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数，r为一特征线度。例如流体流过圆形管道，则r为管道半径。

对于层流，摩擦系数由下式给出：

对于湍流，可以用Colebrook方程表示：

对于粗糙管道中完全发展的湍流，

独立于雷诺数，在雷诺数数值很高处，

接近于常数，对于这种情况上式可以简化为：12[例题3]

如图所示有一含苯污水储罐，气相空间表压为0，在下部有一直径为100mm的输送管线通过一闸阀与储罐相连。在苯输送过程中闸阀全开，在距储罐20m处，管线突然断裂。已知水的密度为1000kg/m3，黏度为1.0×10-3kg/m/s，闸阀全开，局部阻力系数为0.17。计算泄漏的最大质量流量。

134）气体蒸汽经过孔洞泄漏的泄漏量计算由式（3-28）得到：

（3-30）

由式（3-29）、（3-30）得：

（3-31）则，气体蒸汽泄漏质量流量为：14五泄漏物质扩散方式及扩散模型物质连续泄漏形成的典型烟羽物质瞬时泄漏形成的烟团无风条件下，泄漏的影响范围示意图15表1Pasqujll—Gifford扩散模型的大气稳定度等级A—极度不稳定；B—中度不稳定；C—轻微不稳定；D—中性稳定；E—轻微稳定；F一中度稳定。①夜间是指日落前1h到破晓后1h这一段时间；②对于白天或夜晚的多云情况以及日落前或日出后数小时的任何天气情况，不管风速有多大，都应该使用中等稳定度等级D。16泄漏位于乡村时Pasqujll—Gifford烟羽模型的扩散系数17泄漏位于城市时Pasqujll—Gifford烟羽模型的扩散系数18表2烟羽扩散模型扩散系数方程19Pasqujll—Gifford烟团模型的扩散系数20表3烟团扩散模型扩散系数方程21【例题】在氯乙烯生产过程中，大量使用氯气作为原料。在某生产厂突然发生氯气泄漏。根据源模式估算约有1.0kg氯气在瞬间泄漏。泄漏时为有云的夜间，初步观测发现云量<4/10，风速为2m·s-1。泄漏源高度很低，可近似为地面源处理。居民区距泄漏源处为400m。请回答以下问题：(1)泄漏发生后，大约经多长时间烟团中心到达居民区?(2)烟团到达居民区后，地面轴线氯气浓度为多少?是否超过国家卫生标准?(3)试判断经多远距离后，氯气的地面浓度才被大气稀释至可接受水平。(4)估算烟团扩散至下风向5km处，其覆盖的范围。22【例题