氯乙烯球罐泄露值的估算公式及推广

邱浩楠

摘 要：化学工业发展和以人为本生产理念的不断深入，给行业技术提出了更高的要求。由于化工生产行业的特殊性，在生产连续性要求的背景下，必须确保各个生产环节对所存在的安全隐患能够做出预判，在安全事故发生前，能够对系统运行所存在的隐患水平具有准确判定。本文简要分析了氯乙烯球罐泄露公式，确保技术人员在球罐出现泄漏时能够第一时间估算出泄漏量。

关键词：氯乙烯;球罐;泄露值

在PVC工业生产中，氯乙烯球罐是在各个工序间起到缓冲作用的重要设备，如果这一设备由于管理或者技术原因出现泄漏的情形，将会对生产和周边人员安全造成极为严重的影響。依照生产设备中球罐的泄漏口径、球罐液位和泄露值之间的关系，工程技术人员和现场处理人员在面临对应情形时，能够更快的对球罐泄漏量进行估算，从而更加准确的采取对应的处理措施，以全面提升处理水平。

1、球罐瞬间泄漏量公式推导说明

在目前PVC化工行业生产中，氯乙烯球罐泄露的情形大多是发生在球罐的底部位置，在这种情形下，大量的液态氯乙烯沿着地面在空气中扩散，威胁着球罐所在区域以及整个厂区的安全。在目前的研究中，对于这方面的泄露情形以及泄露数据的研究主要有两种方式，其一采用伯努利公司对罐底管线泄露量进行计算，也就是直接计算阀门全开状态下的状态，以此为基础，对其他泄露情形进行估算。另一种方式则是借助现有软件，在输入对应参数的情形下，就可以直接由软件得出模拟计算结果。这两种方式在实际应用中都具有各自的优势和不足之处，前者计算结果不够精密，但是能够适用于更为广泛的生产场景中;后者在实际应用中需要输入多种不同的数据，实际测算结果受到的影响因素较为复杂，在实际应用中所能够应用的范围较为有限。本研究中为适应大多数企业生产经营需要，直接采用第一种方式进行计算，将估算时球罐液体所在的截面面积设定为截面1，球罐底部泄露截面设定为截面2.球罐直径为R，球罐内氯乙烯单体的液面为h，泄漏口的截面积为S2，泄漏口的流速设定为V2，大气压为P0，氯乙烯的饱和蒸气压P1氯乙烯单体密度为ρ，氯乙烯当时的液位截面积为S1，在泄露现象发生时，截面1下降的量与截面2的泄漏量是一样的，在计算出球罐泄露瞬间流速后，可以进而推导出球罐的瞬间体积流量Qv及瞬间质量流量Qm，经简化后可以得出公式为：

2、推导公式的应用

2.1 推导方法

利用EXCEL软件编辑公式，在公式编辑完成之后，将球罐的高度、半径、密度、饱和蒸气压、大气压等数据输入到对应框架内，直接计算出瞬间泄漏量，以此就能估算出泄露所造成的危害，从而在最短的时间内做好最为科学的控制措施。

2.2 设想事故模式

由于氯乙烯球罐是整体性的设备，在出现泄露时，通常会出现多处附带性的泄露或者安全事故现象，这些设备包括与球罐相连接的管道、阀门、法兰等，一旦出现泄露现象，不仅会造成对应罐体不同部位和设备的损坏，还会出现扩散型的安全事故，也就是必然会带来一定的个人风险和社会风险。对事故模式进行设想，能够尽量提升危险性辨识的准确度和应急预案准备的科学性。通常情形下，氯乙烯泄露之后会生产有毒蒸气云，在空气中逐渐向各个方向漂移和扩散，直接造成现场人员和附近居民区，在泄露情况比较严重的情形下，还会出现环境污染。

2.3 预防措施

氯乙烯本身属于易燃气体，在与空气混合状态下，体积比介于3.6-31%的范围内，必然会出现着火，或者在厂房空间内形成爆炸现象。因此要避免安全事故的发生，必须采用科学的预防措施，以此才能够有效控制事故发生时所带来的严重后果，通常情形下，预防措施主要包括如下几个方面：首先是根据氯乙烯球罐的实际规格和日常运营情况，做好泄露值的估算，以此能够准确判定实际泄露情况。其次根据厂区整体设计在必要位置安装氯乙烯气体报警仪，全天候监控区域范围内的氯乙烯泄露情况。在氯乙烯气柜发生泄露情况时，需要及时将气柜总阀门关闭，将氮气阀门置换，然后进行氮气的置换。在球罐发生泄漏时，及时切换备用球罐，将所有与该球罐相连接的阀门关闭，然后打开排气阀门，同时利用喷淋水泵进行降温。

3、结束语

氯乙烯球罐是化工行业生产的必要设备，一旦出现泄露的情形，必然会产生较为严重的危害，强化安全事故预防，是确保生产安全的基本措施。根据生产设备运行条件，推导氯乙烯瞬间泄漏量与管径、液位等规格数据的关系，将常用数据利用excel表格功能计算出来，能够较为高效的对球罐泄露情况作出初步判断，从而更好的采取积极的应对措施，避免事故范围的进一步扩大，有效提升生产安全水平。

参考文献：

[1]英强，孙志刚，齐晓慧，王加明.氯乙烯球罐泄漏量的估算公式及推广应用[J].聚氯乙烯，2019，47（07）：10-11.

[2]杨波.聚氯乙烯生产过程中氯乙烯危害分布及防控措施[J].化工管理，2019（12）：199-200.

[3]任伟明. 聚氯乙烯生产装置危险化学品重大危险源识别与分析[D].天津大学，2014.