应仲毅

（浙江天成工程设计有限公司，浙江杭州310023）

化学工程

溴素储罐区工艺设计

应仲毅

（浙江天成工程设计有限公司，浙江杭州310023）

溴为乙类强氧化剂，腐蚀性极强且具有较高的毒性，目前很多企业采用陶瓷坛装溴，具有极大的安全隐患；溴储存、输送设备的材料、工艺的选择不合理均会引发重大安全生产事故。结合工艺设计实例，从材质、工艺设计、自动化控制仪表及设备布置方面提出一些建议。

溴；PVDF；卤素；工艺设计

溴在化学元素周期表中位于第4周期、第ⅦA族，呈暗琥珀红色的非金属液体，常温下会挥发成棕红色的气体。

盐卤和海水是提取溴的主要来源，从制盐工业的废盐汁直接电解可得。溴素主要以Br-的形式存在于海水中。

物理特性如下：沸点：58.78℃，比重（20℃/4℃，相对水）3.119，蒸汽密度（g/L，0℃，1 atm）7.139；凝固点-7.27℃；无爆炸极限、无闪点。具有吸湿性，固态溴几乎是黑色的，溴在低温固化为带有金属光泽的暗红色针状晶体；微溶于水，互溶于四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、二硫化碳、烷基溴、醚、甲醇；可溶于盐酸。

1 主要储存设备

（2）搪玻璃储罐：搪玻璃钢制储罐是目前较为普遍的溴素储存容器，目前国产搪玻璃罐装溴不适用于公路运输，存在较大安全隐患与沿途巨大的环境毒害风险。静态储存溴的衬搪玻璃钢设备必须能承受20，000 V的火花试验，最高工作温度为138℃。

（3）ISO Tank溴集装罐：ISO Tank溴集装罐是美国雅宝公司国际贸易中的典型散装溴可移动罐柜。

（4）其他：铅和衬铅是常用的材料，可用于干溴（含水量低于30 ppm），且储存温度在58.8℃下的储存；蒙氏合金、哈氏合金（B/C）等材质容器可用于常温、常压下的溴素和干溴储存；衬镍储罐可储存温度不高于400℃的溴素和干溴。

2 溴素工艺设计

（1）溴素或者危险性类别为乙类，介质危害程度为高度危害。

（2）经济的溴素储存至少设置三只储罐，其中两只用于溴素储存，一只作为事故应急罐。用于事故罐、事故高位罐或卸料时的意外溢料。

（3）槽罐装溴素装卸物料时应采用密闭的方式进行。槽罐车可采用干燥的氮气进行压送卸料；储罐区溴素输送采用隔膜计量泵或者氮气压送。

（4）罐区应设置溴素尾气处理装置。用于溴素装卸、储罐放空和车间工艺用溴转输。也可用于事故应急处理。任何含溴尾气必须经吸收系统处理后才能高空排放。

经核算，机组90%THA负荷以上工况时，0号高压加热器投入运行给水温度升高有限，且影响机组出力，优化方案考虑90%THA负荷以上工况切除0号高压加热器。

（5）溴储罐应设置液位就地、集中报警、指示，并与溴素储罐进口切断阀连锁，防止储罐内溴素超液位。也可以设置大型电子称量系统提供可靠的液面或重量指示。

（6）建议在储罐的液溴出口管道上安装一只可遥控的气动切断阀，以备紧急状态或发生管道泄漏时使用。

（7）溴素储罐建议设置装卸平台方便操作。储罐区应按要求设置应急设施（如喷淋洗眼器等）、应急药品等。

（8）槽罐装溴素卸车时，卸车口与罐区管道应采用衬氟金属软管连接。

（9）溴素在环境温度低于-7℃以下将凝固，为避免冻结，建议罐区设置热水系统。

（10）溴输送管道、管件建议采用PVDF或其它氟塑料。当pH值较高时（pH＞11）时，则不应该使用PVDF。

（11）储罐不宜在底部开孔，管道、仪表孔建议均为顶开，防止腐蚀泄漏。

（12）溴素储存宜采用卧罐，建议容积8～10 m3（23 t，即一个最大ISO Tank罐的载重量），可同时满足国产溴或进口集装罐散装溴的配套要求。

（13）储罐可安装传统使用的碳钢安全阀，安全阀前必须串联钽防爆膜，防止溴蒸汽对安全阀的腐蚀。

（14）罐区溴素尾气处理系统设备宜选用搪玻璃或氟塑料。吸收液可用NaOH和NaHSO3混合溶液。尾气吸收塔应配套一组尾气引风机，推荐材质PP。

（15）溴素储罐区应按要求设置危险化学品安全周知卡。周知卡载明溴素危险性、预防及应急救治措施等内容。

（16）溴素的危害和腐蚀性极大，必须采取严格的自控防范措施。主要参数及控制应集中于控制室。仪表选型考虑防腐蚀，就地仪表箱必须全密封。

溴素储罐工艺流程简图见图1。

图1 溴素储罐工艺流程简图

3 罐区布置设计

（1）溴素罐区及其装卸设施应严格按照《化工企业总图运输设计规范》、《工业企业安全卫生设计规范》进行设计。由于溴素具有较强的生态毒性，设置罐区时应远离应用水源、地下水保护区及居民点。

（2）在总图布置时应考虑场地风向。溴素具有强氧化性、腐蚀性，应布置在场地的全年下风向，一旦溴素泄漏可向上风向疏散。

（3）场地内严禁明火，不得与易燃、可燃介质同罐组储存。

图2 溴素储罐区布置图

（4）溴素罐区单独设置时应设置防火堤，罐区设置应符合《储罐区防火堤设计规范》的要求。防火堤内的有效容积应为防火堤内所有储罐容积的110%，并用防渗、防腐材料铺砌。

（5）储罐基础需进行地基承载力及稳定性计算，并满足地基变形要求，必要时每年应测定基础下沉状况。罐区内所有的混凝土构筑物都要用酚醛环氧树脂涂料防腐，以提高混凝土的耐久性。

溴素储罐区布置图见图2。

4 结束语

溴火灾危险性类别为乙类，危害程度为高度危害。《国际海运危险货物规则》IMDG CODE规定溴必须采用适用于高度危险货物的I类包装，并列为高度危险物质，如果吸入或吞咽可能会致人死亡；皮肤接触可能会造成严重的灼伤；与眼睛接触可能会引起失明。

溴素罐区的工艺设计应严格执行相关规范进行设计，设备、管道、管件的选材应合理。储罐应按要求设置压力、液位等自动化控制系统，确保罐区安全、稳定运行。

[1]GB 50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[2]HG/T 20570-1995，工艺系统工程设计技术规定[S].

[3]苏长流，李振明，阮继锋，等.溴素储存设施的安全技术规范研究[J].安全，2013，34（8）：30-33.

Abstrac:Br is B strong oxidant,highly corrosive and high toxicity,many enterprises use ceramic jars of bromine,with a great security risk;bromine storage,transportation equipment,material process unreasonable selection will cause major accidents in production.Based on the example of process design,some suggestions were discussed in terms of material,process design,automatic control instrument and equipmentlayout.

铂纳米催化剂研究获重大突破

由湖南大学和清华大学访学教授、加州大学洛杉矶分校化学系教授段镶锋及该校材料系教授黄昱领导的包括中国、美国及意大利科学家在内的国际科研团队，研发出表面呈锯齿状的超细铂纳米线催化剂，大大增加了燃料电池催化剂的表面活性和比表面积，将其总体催化活性提升了50多倍。该成果于11月18日凌晨在线发表于《科学》杂志。燃料电池汽车因零排放和高能效而备受关注，却因燃料电池价格高昂而推广受阻，其中一个重要原因在于燃料电池需要昂贵的铂作催化剂。据段镶锋介绍：铂的催化活性由表面活性和比表面积所决定，以往的研究，多从改善铂的化学环境等方面提升其表面活性，或通过调整铂的纳米结构等几何手段提升其比表面积，很难将二者兼顾；材料的催化活性一般与表面原子结构有关，材料做得越小，参与化学反应的表面原子越多，但材料稳定性却变差，经常会因发生团聚而失去表面活性或比表面积，该研究的突破在于首次同时实现了最高的比表面积和表面活性。研究人员告诉记者，锯齿状超细纳米线同时具备了作为高效电化学催化剂的几个特性。首先，其锯齿状的表面缺陷结构与特殊化学环境可有效降低反应的活化能，提供众多高效反应活性位点，极大地提高表面催化活性；另外，它所具备的特殊的一维纳米线结构可以有效降低超细纳米结构团聚几率，从而提供超高的、稳定的比表面积；同时，一维纳米结构优异的导电性及其与催化剂载体的“多点接触”可以优化电化学反应电子输运的过程，提高铂催化剂的利用效率。据悉，该成果将大幅降低燃料电池成本，具有广阔的应用前景；同时，该研究方法对类似纳米催化剂研究亦有广泛借鉴意义。

（来源：http：//news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/11/361323.shtm）

Bromine Tank Process Design

（Zhejiang Stanchion Engineering Design Co.,Ltd.,HangZhou，ZheJiang 310012，China）

bromine;PVDF;halogen;process design

1006-4184（2016）11-0045-03

2016-03-25

应仲毅（1984-），男，浙江永康人，工程师，主要从事化工工艺设计工作。E-mail：yingzhongyi126@126.com。