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1、中 矿 国 际 淮 南 机 械 有 限 公 司压力容器设计风险评估报告产品名称：氯气气液分离器产品编号： 102320-1-2产品图号： ZKHJ(S)1007-1设备代码： 21301030020100096/97容器类别： 类编制：赵宁 日期:2010-6-21校对 日期审核 日期批准 日期中矿国际淮南机械有限公司技术部氯气分离器设计风险评估报告1. 风险评估报告适应范围和目的1.1 风险评估报告适应范围；本风险评估报告仅适应产品名称： 氯气气液分离器，产品编号：102320-1-2 ，产品图号：ZKHJ(S)1007-1，设备代码：21301030020100096/97，由“中矿国际淮
2、南机械有限公司”负责制造的产品。1.2 风险评估的目的:氯气常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，用作为强氧化剂与氯化剂。氯混合 5（体积）以上氢气时有爆炸危险。氯能与有机物和无机物进行取代或加成反应生成多种氯化物。氯在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。在第一次世界大战期间，氯作为化学武器大量生产。战后氯产品作为民用产品，可将苯氯化再水解制苯酚，广泛用来消毒和杀菌。第二次世界大战后，由于聚氯乙烯以及氯化烷烃等有机氯溶剂的生产，氯主要用作生产有机化合物的原料，而作为无机氯化物如盐酸、漂白粉等原料的比例逐渐减少。80年代，有机化合物的用氯量已占耗氯总量的607
3、0。所以本设备本身具有爆炸危险和爆炸能量，以及所含氯气介质可能的外泄，所导致的次生危害，都会危害到容器附近人员和设施的安全，因此；如何控制本设备使用风险，尽可能将使用风险降低到可以接受的范围，是本设计和报告的目的。2. 风险评估报告的依据2.1 风险评估法规和标准：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程TSGR7001-2004压力容器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定2.2 设计依据法规和标准：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程GB150-1998钢制压力容器JB/T4731-2005钢制卧
4、式容器HG20584-1998钢制化工容器制造技术要求2.3 “氯气气液分离器”的设计参数；2.3.1 压力：设计压力：0.4MPa, 最高工作压力：0.3MPa, 安全阀启跳压力：0.4 Mpa。2.3.2 温度：设计温度：50 ，工作温度：402.3.3 设备工作介质：1原子结构：氯原子最外层有7个电子，反应中易得到1个电子2分子结构：氯气分子为双原子分子，分子式Cl23离子结构：氯负离子最外层有8个电子，因而很稳定a. 介质名称：氯气b. 介质性质：毒性程度：高度危害 介质的物理、化学性质： 1在通常情况下：氯气是黄绿色的气体、氯气有毒、并有刺激性气味、密度比空气大、熔沸点较低、能溶于水
5、易溶于有机溶剂、压强为101kPa、温度为-34.6时易液化。如果将温度继续冷却到-101时，液氯变成固态氯。1体积水在常温下可溶解2体积氯气2氯气有毒，闻有毒气体气味的方法是(扇动法)：用手轻轻在瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔2.3.4 容器类别：类2.3.5 主要受压原件材料；a. 筒体：=10mm、材质；Q345R 、材料标准：GB713锅炉和压力容器用钢板b. 封头：=10mm、材质；Q345R 、材料标准：GB713锅炉和压力容器用钢板c. 接管采用；GB/T8163输送流体用无缝钢管d 锻件采用：JB4726压力容器用碳素钢和低合金钢锻件2.3.6 主体结构：罐体内径=1500m
6、m 、总长度=2845 mm 。其余见竣工图。2.3.7 设备容积：3。8 m32.3.8 设备腐蚀余量：4mm2.3.9 设备充装系数： 2.3.10 焊接系数：1.02.3.11 焊缝检验： a. A、B焊缝100% RT检测，执行标准：JB/T4730.2， 合格级别/技术等级：/AB. b. C、D焊缝100% PT检测，执行标准：JB/T4730.5， 合格级别:2.3.12 压力试验：a. 水压试验压力：0。5MPa, b. 气密性试验压力：0。4MPa2.3.13 设备载荷：2.3.13.1 设备使用工况下的载荷；a. 设备自重：1450 Kg。b. 设备储存介质质量：3800
7、Kg。 d. 设备承载的最大载荷：41115 Kg。2.3.13.2 设备水压试验工况下的载荷；设备在水压试验时装载水的质量为：3800 Kg（其余同2.2.11.1条a、c款），此时设备承载的载荷为：4277 Kg2.3.14 使用寿命：10年2.4 “氯气气液分离器”强度计算书（产品图号：ZKHJ(s)1007-01、产品编号： 102320-12、设备代码： 21301030020100096/97）3 设计主要操作条件工况3.1 “氯气气液分离器”工作环境；3.1.1 本设计“氯气气液分离器”应安置在露天场地，远离明火区，应有良好接地装置和防雷电装置，必要的消防设置。具体要求按规划设计
8、。3.1.2 设备表面温度应能得到有效控制，设备应上部安装喷淋冷却装置，用于高温气候对罐体降温。其表面温度不得大于40。具体要求按工艺设计。3.1.3 最高工作压力：0.4MPa。3.1.4 装卸氯气介质时的压力为：0.4MPa。3.1.4 安全阀排放压力：0.4MPa。3.3 设备连接的安全附件：3.3.1 设备连接安全附件主要包括：压力表、安全阀、温度计、液位计、阀门。3.3.2 压力表：量程为：04.0 MPa，精度等级不得低于1.6级，表盘直径100mm，并经校验合格。具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.4条执行3.3.3 安全阀：具有资格专业厂家生产的产
9、品，调试到规定排放压力，并经反复试验合格。具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.1条、8.2条、8.3条执行和TSGZF001-2006安全阀安全技术监察规程相关条款执行。3.3.4 液位计：显示正确，无误。具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.5条执行3.3.5 温度计应定期进行检验，具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.6条执行3.3.6 阀门：开启正确，无泄漏。并定期进行检验。3.4 设备应设置方便操作平台和爬梯，便于操作和检修。3.5 连接管道接口应为：HG/T2059标准高颈对焊法兰、带加强环的金属残
10、绕垫片和专用高强度螺栓组合。4 在设计工况下可能发生的危害4.1 在设计工况下制造、安装、改造、维修、定期检验、缺陷判断和安全性评价基本规则：4.1.1 制造应符合；TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程、GB150-1998钢制压力容器、图样的要求。4.1.1 安装、改造、维修应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程5条规定要求。4.1.2 使用管理应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程6条规定要求。4.1.3 定期检验应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程7条规定和TSGR7001-2004压力容
11、器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）要求4.1.4 在用本期间设备缺陷判断和安全性评价：按GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定规定执行。4.2 在满足4.1条后，设计工况下可能发生危害：4.2.1 泄漏现象：a. 在起吊、运输中对接管碰撞，造成机械损伤，安装后未检查出造成泄漏现象。b. 密封接口（包括；法兰接口、丝扣连接）安装后存在的泄漏现象。c. 环境开裂 ：本设备主要是氨溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液介质应力腐蚀开裂，造成的泄漏现象。d. 装卸介质时，压力变化频率过高，产生的循环失效，例如：密封接口螺栓和丝扣接口疲劳，造成的泄漏现象。e 不可预见外来能量的破坏，造
12、成设备损害，造成的泄漏现象4.2.2 爆炸现象；a. 由于泄漏造成局部环境氨浓度15%18%，可能造成爆炸现象。b. 超压、超量储存、装卸介质，可能造成爆炸现象。c. 检修时未对储罐内残余介质进行清除和对罐内空间氨气进行置换，罐内氨浓度15%18%动用明火和机械撞击产生火花，可能造成爆炸现象。d. 外来高温（明火）和不可预见外来能量撞击，造成变形和损伤，可能造成爆炸现象。4.2.3 破损现象；a. 超期服役，且腐蚀缺陷超过按GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定安全性评定范围，存在无法在设计工况工作破损现象。b. 设备连接的安全附件不能正常工作。存在安全隐患破损现象。4.2.4
13、 变形现象：a. 两鞍座基础设计、施工存在的缺陷，使用工况下的载荷下产生的变形现象。b. 超压、超量储存、装卸介质，产生的变形现象。c. 外来高温（明火）和不可预见外来能量撞击，造成变形现象。4.3 次生危害现象：人员接触中毒：4.3.1 毒性及中毒机理 人吸入LCLo: 500 ppm/5M。大鼠吸入LC50: 293 ppm/1H。小鼠吸入LC50: 137 ppm/1H。氯气吸入后,主要作用于气管、支气管、细支气管和肺泡,导致相应的病变,部分氯气又可由呼吸道呼出。人体对氯的嗅阈为0.06mg/m3; 90mg/m3,可致剧咳; 120180mg/m3, 30 60min可引起中毒性肺炎和
14、肺水肿; 300mg/m3时,可造成致命损害; 3000mg/m3时,危及生命; 高达30000mg/m3时,一般滤过性防毒面具也无保护作用。中毒机理:氯气吸入后与粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氢和新生态氧。氯化氢可使上呼吸道粘膜炎性水肿、充血和坏死; 新生态氧对组织具有强烈的氧化作用,并可形成具细胞原浆毒作用的臭氧。氯浓度过高或接触时间较久,常可致深部呼吸道病变,使细支气管及肺泡受损,发生细支气管炎、肺炎及中毒性肺水肿。由于刺激作用使局部平滑肌痉挛而加剧通气障碍,加重缺氧状态; 高浓度氯吸入后,还可刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。临床表现急性中毒主要为呼吸系统损害的表现。a. 起病及病情变化
15、一般均较迅速。b. 可发生咽喉炎、支气管炎、肺炎或肺水肿,表现为咽痛、呛咳、咯少量痰、气急、胸闷或咯粉红色泡沫痰、呼吸困难等症状,肺部可无明显阳性体征或有干、湿性罗音。有时伴有恶心、呕吐等症状。c. 重症者尚可出现急性呼吸窘迫综合征,有进行性呼吸频速和窘迫、心动过速,顽固性低氧血症,用一般氧疗无效。d. 少数患者有哮喘样发作,出现喘息,肺部有哮喘音。e. 极高浓度时可引起声门痉挛或水肿、支气管痉挛或反射性呼吸中枢抑制而致迅速窒息死亡。f. 并发症主要有肺部继发感染、心肌损害及气胸、纵隔气肿等。g. X线检查:可无异常,或有两侧肺纹理增强、点状或片状边界模糊阴影或云雾状、蝶翼状阴影。h. 血气分
16、析:病情较重者动脉血氧分压明显降低。i. 心电图检查:中毒后由于缺氧、肺动脉高压以及植物神经功能障碍等,可导致心肌损害及心律失常。眼损害:氯可引起急性结膜炎,高浓度氯气或液氯可引起眼灼伤。皮肤损害:液氯或高浓度氯气可引起皮肤暴露部位急性皮炎或灼伤。 a. 轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。 b. 急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。 c. 严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻
17、塞，引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。 5 失效模式的评定5.1 断裂与塑性失效的评定：5.1.1 评定方法：平面、凹坑、气孔和夹渣缺陷的评定。按GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定5.3、5.4、5.5、5.7条（平面缺陷的常规评定）5.1.2 评定的安全系数：按GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定5.2条表5-1失效后果一般各系数值取值。5.2 疲劳失效评定：按GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定6条进行。安全性评价应满足GB/T19624标准6-10式的要求。6 发生危害现象处理措施6.1 泄漏措施：6.1.1 泄漏防范措施6.1.1.1
18、 建立储罐安全操作规程，记载卸装介质操作记录和交接班的管理记录6.1.1.2 设置储罐区环境的氨浓度监测装置，具体要求按SH3063-1999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范标准要求，并定期进行监测记录。6.1.1.3 不定期用含有一定浓度肥皂水对连接口进行检查。（检查人员检查时，应装备必要的防护装备）6.1.1.4 定期进行检验，并应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程7条规定和TSGR7001-2004压力容器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）要求6.1.2 少量泄漏措施：6.1.2.1 撤退区域内所有人员。防止吸入蒸气，防止接触液体或气体。
19、停止装卸介质，关闭介质入口管路的阀门，处置人员应使用呼吸器。禁止进入氨气可能汇集的局限空间，并加强通风。只能在保证安全的情况下堵漏。泄漏的容器应转移到安全地带，并且仅在确保安全的情况下才能打开阀门泄压。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物应放在贴有相应标签的密闭容器中，以便废弃处理。6.1.2.2 泄漏的容器转移到安全地带后，用含有一定浓度肥皂水对泄露部位进行检测，确定泄露状况（检查人员检查时，应装备必要的防护装备），6.1.2.3 当泄露点确定后，应利用氨泵将罐内氯气转入其它氨罐内存放。对残余罐内氯气进行清洗和排放，用真空泵抽出罐内氨气，在用惰性气体置换罐内的氨气（置换
20、方法应制定工艺，并按工艺操作执行），保证置换后罐内氨浓度1%。6.1.2.4 制定维修方案，必要时应将储罐送交有资格制造厂进行维修施工。6.1.3 大量泄漏措施：6.1.3.1 发现大量泄漏时，应立即关闭介质入口管路的阀门，疏散场所内所有未防护人员，并向上风向转移。泄漏处置人员应穿全身防护服，戴呼吸设备。消除附近火源。 6.1.3.2 向当地政府和“119”及当地环保部门、公安交警部门报警，报警内容应包括：事故单位；事故发生的时间、地点、化学品名称和泄漏量、危险程度；有无人员伤亡以及报警人姓名、电话。6.1.3.3 禁止接触或跨越泄漏的氯气，防止泄漏物进入阴沟和排水道，增强通风。场所内禁止吸烟
21、和明火。6.1.3.4 在保证安全的情况下，要堵漏或翻转泄漏的容器以避免氯气漏出。要喷雾状水，以抑制蒸气或改变蒸气云的流向，但禁止用水直接冲击泄漏的氯气或泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密闭性空间。禁止进入氨气可能汇集的受限空间。清洗以后，在储存和再使用前要将所有的保护性服装和设备洗消。6.1.3.5 当确定泄露的氯气以成功的被稀释成5%浓度的氨水时，应及时将氨水进行回收，以免污染周边环境。6.1.3.3 下一步操作可按6.1.2.3条、6.1.2.4条操作来完成。6.2 燃烧爆炸处置6.2.1 燃烧爆炸特性：常温下氨是一种可燃气体，但较难点燃。爆炸极限为16%25%，最易引燃浓度
22、为17%。产生最大爆炸压力时的浓度为22.5%。6.2.2 发生爆炸后，应立即关闭罐区内的全部储罐的介质入口管路的阀门，同时停止周边全部装置运转操作。6.2.3 火灾处理措施 （1） 报警：迅速向当地119消防、政府报警。报警内容应包括：事故单位；事故发生的时间、地点、化学品名称、危险程度；有无人员伤亡以及报警人姓名、电话。 （2） 隔离、疏散、转移遇险人员到安全区域，建立500米左右警戒区，并在通往事故现场的主要干道上实行交通管制，除消防及应急处理人员外，其他人员禁止进入警戒区，并迅速撤 离无关人员。 （3） 消防人员进入火场前，应穿着防化服，佩戴正压式呼吸器。氨气易穿透衣物，且易溶于水，消
23、防人员要注意对人体排汗量大的部位，如生殖器官、腋下、肛门等部位的防护。 （4） 小火灾时用干粉或CO2灭火器，大火灾时用水幕、雾状水或常规泡沫。 （5） 储罐火灾时，尽可能远距离灭火或使用遥控水枪或水炮扑救。 （6） 切勿直接对泄漏口或安全阀门喷水，防止产生冻结。 （7） 安全阀发出声响或变色时应尽快撤离，切勿在储罐两端停留6.2.4 同时组织专业人员制定抢救和修理方案。并将事故及时上报有关部门。6.3 中毒人员处理措施吸入气体者立即脱离现场至空气新鲜处,保持安静及保暖。眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗。吸入后有症状者至少观察12小时,对症处理。吸入量较多者应卧床休息,吸氧,给舒喘灵气雾剂
24、、喘乐宁(Ventolin)或5%碳酸氢钠加地塞米松等雾化吸入。急性中毒时需合理氧疗; 早期、适量、短程应用肾上腺糖皮质激素; 维持呼吸道通畅; 防治肺水肿及继发感染,参见; 其他对症处理。眼及皮肤灼伤按酸灼伤处理,参见和。6.3.1 清除污染： 如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是氯气，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。 如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入12滴0.4%奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。
25、应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。 6.3.2 由专业医务进行现场急救： 应立即将患者转移出污染区，对病人进行复苏三步法（气道、呼吸、循环）： 气道：保证气道不被舌头或异物阻塞。 呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气。7. 使用、维修、改造7.1 使用管理应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程6条规定要求。7.2 安装、改造、维修应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程5条规定要求。7.3 改造、维修的注意事项：7.3.1 要在受压原件上进行更换、焊接等改造、维修，改造、维修后应对
26、设备整体进行热处理，热处理规范应遵循JB/T4709钢制压力容器焊接规程相关要求执行。其余应遵循TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程、GB150钢制压力容器相关要求7.3.2 维修时应对储罐内残余介质进行清除和对罐内空间氨气采用惰性气体进行置换，罐内氨气的浓度应0.5%。7.3.3 在储罐区严禁动用明火和金属机械工具操作。8 其它事项8.1 本报告引用和采取法规、标准在设备使用期间内当有更新、更换，应以最新版本的法规、标准执行，不同之处，应由报告人进行修改和重新编制。8.2 本报告不作为设备事故评估依据。主要针对设计阶段危害识别和风险控制，其目的是提高设计工作的可靠性。9
27、引用相关法规、标准、资料国务院第373号令 “特种设备安全监察条例”国家质监总局第22号令 “锅炉压力容器制造监督管理办法”TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程释义TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程问题解答国家质量监督检验检疫总局“质检特函【2009】89号文 关于固定式压力容器安全技术监察规程的实施意见”TSGR7001-2004压力容器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）TTSGZF001-2006安全阀安全技术监察规程GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定GB150-1998钢制压力容器JB/T4731-2005钢制卧式容器JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程HG20584-1998 钢制化工容器制造技术要求HG20660-2000 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类SH3063-1999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范
