石油化工安全技术与环境风险评价1.pdf

撇娜石油化工安全技术禽柳年百坤、伟再家舍辣术与环埠风险评价倪未欣北京石化工程公司环保所,抽 襄 海璐海淆祖娜一方 奏 蜂客娜珍甸 衬布洒碑牛秀牵抹水在娜碑班峰许价中的率用趣行案 初步的 瘫斌济镶珍金舞确瘫睡许价厦前弃崔的一舞布待解碑的问 粗葵孰关如翻 央舞执雄 娜雄瘫舞 寒阶碑抓一愈传事琴蠢 石成坛细牌甸场 感 玲 礴 珍 禅蓦 娜磷雄葬巷尊钾娜滩辉娜如妙其琳凶神劝蠢就扭心蒸蒸蒸蒸器黔泽石化项目进行环境风险评价的必要性石 油化工行业 是我国国民经 济支柱产业之一。石化项目涉及 的原料、辅助原料、中间产品、产品等化学 品大多数具有易燃、易爆和有毒、有害等特性,且石化生产工艺连续性强、自动化程度高、技术复杂、设备管线阀 门繁多,稍收稿日期一一作者简介 饶未欣,男,工程师,年毕业于清华大学化学工程系,现在北京石化工程公 司环保所工作。曾在石油化工环境保护杂志上发表论文。有不慎就有可能发生破坏性很大的事故,因此安全 问题对于石化项目至关重要,对石化安全技术的研究也 伴随着我 国石化工业 的发展 而不断完善。近年来环境保护 问题日益尖锐,人们不仅关注正常生产活动造成的环境污染影响,而且对于突 发事故可能对环境造成的危 害也逐步重视起 来。石化企业生产装置大多数处于高温、高压的运行状态,操作控制复杂,发生爆炸、火灾或中毒事故 的潜在危险因素较多而且石油化工较其它行业,事故危害性较大,后果较严重,所以石化项目具有潜在的事故 隐患第一期一主饶未欣石油化工安全技术与环境风险评价和 由此而 引起的不容忽视的环境风险。以石化安全生产理论和技术为基础 的环境风 险评价应运 而生,其工作主要 内容是评价石化项目在生产、储运等过程中的突发事故可能对生态环境和人体健康造成的危 害,并制 定相应措施,尽量降低其危害程度。综上所述,对石化项目进行环境风险评价是十分必要的。下 面以上海石化万乙烯工程以下简称拟建工程或该项目环境风险评价为例,对石化安全技术在 环境风 险评价 工作中的应用作一 简要的介绍。在实 际工作 中我们遵照国家环保局环管字号关于对重大环境污染事故隐患进行风险评价 的通知的精神,采用对工程风险识别、风险分析和环境危害后果计算等方法对该项目进行环境风险评价,了解其环境风险的可接受程度,提出减少环境风险的应急措施及社会应急 预案,为工 程设计和环境管理提供资料和依据,以期达到降低环境风险,减少环境危害的目的。由于环境风险评价尚仍属 于探索性工作,我们的见解必然存在 不少 疏漏和考虑不周之处,希望能得到从事石化职业安全卫生工作和环境影响评价工作人士 的批评指正。环境风险类型及其评价标准体系拟建工程包括乙烯裂解、芳烃抽提、丁二烯抽提、苯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、乙醇及酷、丙烯睛、氰化钠等十余套生产装置和其它辅助、公用工程 配套设施。风险类型根据石化项目的特点,确定拟建工程风险类 型 为火 灾爆 炸、毒 物泄漏和 恶臭刺激三种。由于环境风 险评价是以安全评价为基础发展起来的,因此不 可避免地将火灾爆炸作为主要风险考虑,本人认 为,从严格意义上讲,在石化装置区内发 生 的火灾爆炸事 故应属 于 安全评价的范畴,只有 当火灾爆炸影 响波及到厂界外环境,造成周围地区居民人身伤害或健康受损时,才属于环境风险评价范畴。通常装置 内发生 的火灾爆 炸事故均达不 到这种危 害程度,除非 发生 了连锁反 应或火灾爆炸产生了大量烟尘、有害物质,才构成对当地 的环境风 险,而对这种由事故导 致 的二次环境风险的理 论研究和计算模式还很不成熟,因此在现阶段,应将环境风险评价 的重点放 在 预测事 故排放的有毒有 害物 质 对当地 大气和水环境造成的危害上。环境风险评价 考 虑的风险均由人 为事故引起,不考虑由不可预见 的自然灾害地震、洪水、台风等和战争引起的风险。评价标准体系环 境 风险是事故发生 概率与事故造成的环境或人体健康危害后果的乘积,即危 害单位时间事故单位时间危害事故拟建工程 的环境风险以社会 风 险指标体系表征,该指标体系反 映了事故发生概率与事故造成人员伤亡之间关系。评价工作中,以可信事故 为计 算对象,求出 死 亡事故 频率值,定义为工作小时 内死亡人数,作为环境风险表征值,与行业统计平均值化工行业 为,折合年 死亡概率为一”人年比较,以确定拟建工程环境风险可接受水平。同类石化项目事故统计资料在拟建工程环境风险评价期间,我们与该项 目的外方业主一公司环保部门多次接触,他们对提出 自己公司技术装置可能发生事故的概率很不理解,但没有此数据环境风险就无从计算,因此只能靠统计多年国内、国外石化企业发 生的事故资料,来类比出同类石化项 目不同事故 类型 可能发 生 的平均 概率水平。若事故统计 资料不齐备,也可采用英国公司确定 的可接受并能够达到 的危险率指标值一工 业 企业 中平均每 发 生 一次严重灾 害事故的 出现概率为一次年,作为可信事故发生概率。石 油化工安全技术刚年环境风险识别及分析此步骤非常关键,是环境 风险评价的基础,直接关系到风险评价对保护环境、人群健康是否有指导意义,应体现石化项目的工程特点,建议由熟悉石化装置工艺和安全技术的专业人员承担。项目的环境风险物质统计项目涉及的 主要原料、辅料及产品、中间产品的用量产量 和来源 去向。找出其中具有剧毒、恶臭和易燃易爆危险性 的物质剧毒物质按职业性接触毒物危害程度分级一级毒物鉴别恶臭物质为恶臭污染物排放标 准一涉及的污染物易燃易爆物质为石 油化工企业设计防火规范一甲类物质。并列 出这些危险物质有关理化性质及其涉及的装置。找出这些物质中易燃易爆性按 闪点和爆炸极限综合考虑、毒性按致死剂量、致癌性和累积性综合考虑和恶臭危害性按嗅闹值考虑列前两位,并且涉及量大、扩散性强的物质作为该项目环境风险评价因子,列于表。中表,环境风险评价因子易姗易妞性物质毒性物质恶奥物质乙烯氨对于如乙烯联合装置这样的复 杂石化项目,得到 的危险单元较多,为使环境风险评价更具有针对性,应继续根据设备工艺参数,综合使用美国化学公司“火灾、爆炸危险指数评价法第七版”和英国化学公司部提出的“火灾、爆炸和毒性危险指数法”,在危险单元中确定不同类型 的风险点。如果项目较简单或设备工艺参数不 齐备,也可直接将危险单元作为风险点。确定项目环境风险事故源项将中得到 的风险点具体化,根据工艺参数和工程经验给出可能发生 的事故形式、发生事故时物料的泄露量和 时间,及泄露点的物理参数,即得到需进行环境风险后果计算的可信事故源项,列于表中 具体数据从略。表乙烯项目环境风险可信事故源项一览发生位置事故说明事故类型乙烯装置压缩机密封破坏,乙烯外泄,乙烯 制 冷压遇 明 火引燃爆 炸,形成火缩机球。禅化工罐区丙烯储罐球罐壳体出口部位破裂,丙烯外泄,遇明火 引燃爆炸,形成火球。火 灾爆炸丙烯苯乙烯项目工艺系统和储运系统风险识别在对拟建工程各装置 工艺流 程深人分析的基础上,利用安全分析技术,借鉴日本劳动省安全评价六阶段法第三阶段 的定量评价表,结合我国国家标准石油化工企业设计防火规范一附录中的“火灾危险性分类”和化工行业标准压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类一表一,识别该项 目工艺和储运系统的危险单元具体到设备,并给 出尽可能详细 的工艺参数。丙烯睛装置脱塔塔顶冷凝器聋化工罐区苯储罐丙烯睛装置氨蒸发器冷 凝器破 损,气体外泄。毒物泄漏浮顶与罐壁间缝 隙增大,苯外泄。蒸发器破损,氨气外泄。恶臭刺激环境风险预测可信事故对环境危害的预测根据表列出的可信事故源项,按环境风险类型分别预测各项事故对环境的危害程度。火灾爆炸火 灾爆炸事故 对 环境的危 害主要 是其产生的热辐射、冲击波对财产、人员所造成的损第一期“饶未欣石 油化工安全技术与环境风 险评价垦竺壁竺竺一一一一一撇薰失。拟建工程火灾、爆炸事故点可信事故源项、泄漏 的易燃易爆气体,可能引起火灾,也可 能在一定条件下,发生爆炸,因此对火灾和爆 炸危害均要作出预测。对于火灾的危害,本评价根据资料推荐的热辐射流量和危害程度的关系,给 出各级危害程度的范围半径,用此数值来衡量 火灾危害程度的大小。拟建 工程爆 炸事故形 式主要是易燃 气体扩散时产生 的爆炸性剧烈燃烧。燃烧对于爆炸危 害的预测,主要有两种方法,一是直接估计危 害程度二是找 出超压值或其它参数值,估算这些因素产生 的危害。本评价选取前一种直观简便的方法,根据经验公式给出爆炸伤害半径,用此数值来衡量爆炸危害程度的大小。以上所提资料和经验公式均来自“国家环境保护总局 开发监督司”年推荐的工业危 险评价技术指南,具体计算结果从略。毒物泄漏毒物泄漏事故可信事故源项、对环境的危害主要是有毒气体在一定气象条件下 随风扩散,对下风 向地区内人员产生急性或亚急性毒害作用。不利气象条件及其出现概率从污染气象学角度来看,对毒气扩散不利的气象条件是小风簇或静风蛋大气稳 定度为稳定类或强稳定类。本 环境 风 险评价危 害后 果预测计算时采用最不利的气象条件静风计算时平均风速取,和强稳定类大气稳定度。统计不利气象出现概率时,则以小风和静风、和类稳定度出现 的联合频率计,这样处理得到的环境风险值较 可靠。将不利气象出现概率与事故发生概率的乘积作为最终的环境风险概率。毒气扩散计算模式由于是预 测静风条件下毒气的地面浓 度,因此应采用环境影响评价技术导则大气环境一中推荐的小静风模式进行计算。毒气的致死效应和毒害作用预测毒气造成的危害时,采用立 即致死浓度耐作为计算事故致死区域的指标根据 国外相关标准在居住区的日平均浓度限值为,将此环境标准值作为计算事故毒害影 响区域 的指标。预测 苯毒气造成 的危害时,采用值,作 为计 算 事故 致 死区域的指 标工业企业设计卫生标准一中规定苯在居住区的日平均浓度值为,将此环境 标准值 作为计算 事故毒害影响区域的指标。以上毒性数据来 自美国国家职业安全卫生研究所。危害预测方法计算 事故发 生后 到毒气地 面浓度低于环境标准这一 时间段 内,各下风 向方位毒气最大地面浓度值及 出现地点,并通过浓度等值线分布图统计高于值区域位置和面积,则该区域 内的人员全部伤亡数目,即可表征毒气泄漏 事故的危害,而 不 用考虑毒气的作用时间。但通 常程度 的毒气泄漏事故,其所造成的地 面浓度远远低于值,一般无法从人员伤亡的角度估计事故危害,而很多物质对人类的剂量一反应关系是很难得到 的,只能靠计算毒气最大地面 浓 度值超标倍数和下降到环境标准以下所需 时间,用这些值来衡量事故造成的危害。可见,对于毒气泄漏后 的危害预测方法还很不成熟,这是环境风险评价难以给 出定量结果 的主要原因,希望各环境影响评价单位集思广益,找 出妥善的解决办法。具体计算结 果从略。恶臭刺激恶臭刺激事故可信事故源项对环境的危害主要是具 有恶 臭气 味的气体在 一定气象条件下 随风扩散,破坏大气环境质量,对下风向人员产生不适感觉,影响人们正常生活。石 油化工安全技术卿年采用与毒物 泄漏事故 危 害预测 相 同的计算方法,选取的气象条件也相同。氨有强烈的刺激性恶臭气味,对人体的侵人途径 主要是吸人。氨主要刺激眼睛、粘膜和上 呼吸道,引起人类呼吸道刺激症状的最低浓度为耐,将此值作为衡量恶臭刺激影响 范围 的指 标。工业 企 业设 计 卫生标 准一中规定 氨在居住区的小时平均浓度值为耐,将此环境标准作为衡量事故影 响终结的指标。具体计算结果从略。可信事故的环境风险根据二计算可信事故的环境风险值,与评价标准值比较,得出项目环境风险的可接受水平。但对于人员 的伤亡是个很敏感的问题,是否以年死亡概率这是安全分析或评价中常用的定量指标作为环境风险值的单位,有没有其它可替代的度量方法,这又是一个环境风险评价函待解决的问题。全 防范措施是其环境风险预 防措施的重 要组成部分,环境风险评价应根据工程设计资料和石化常用安全技术对此作出较 为详尽 的论述,因为这是降低环境风险的基础。环境风险的降低为使环境风险小到最低限度,必须加强对石化项目的劳动安全卫生管理,制定完备、有效的完全 防范措施,尽可能降低可信事故发生的概率。从环境角度上讲,石化项 目的事故安环境风险应急预案对可能发 生 的环 境风险突发 事 故的应急处置事项作出计划和安排。这需要同石化项目所在企业 的事故控制、处理等安全保障系统统一考虑。小结石化项 目的环境风险评价工作开展较 晚,其工作程度、技术方法、采用标准规范基本上来源于石 化安全理论和技术。环境风险评价较安全评价来说,是将对石化装置的安全评价拓宽到对环境的安全评价,从环境保护的角度来评估石化项目的安全可行性。环境风险识别、预测 的根本是对石化项目的安全分析,环境风险的降低也主要 由石 化项目的安全防范措施来实现,因此安全技术与环境风险评价有着不可分割的联系。如何进一步发展石化安全理论和技术,使其能更有针对性地指 导环境风险评价工作,是石化职业安全卫生和环境影响评价工作人员当前共同面临的主要任务。参考文献化学突发事故风险评估的研究与应用、科学出版社、石 油化工安全技术石 油 工业出版社、安全生产人人有责