殷振華
(蘇州市環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心江蘇蘇州215002)
蘇州某化工企業(yè)位于化工園區(qū)內(nèi),主要利用溶劑回收裝置對有機(jī)溶劑進(jìn)行提純綜合利用,處理含量大于70%的含甲苯廢有機(jī)溶劑,處理量約2400噸/年,主要產(chǎn)品為甲苯1500噸/年以及丙酮、乙醇等。
甲苯(分子式:C7H8)為無色透明液體,有類似苯的芳香氣味,屬低毒類;熔點(diǎn)-94.9℃,沸點(diǎn)110.6℃,閃點(diǎn)4℃,30℃時飽和蒸氣壓4.89kPa;易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物;不溶于水,可混溶于苯、醇、醚等多數(shù)有機(jī)溶劑,是有機(jī)化工的重要原料。
甲苯為一般毒性物質(zhì),易燃液體。為《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T169-2004)附錄A和為《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)表中所列危險化學(xué)品。
根據(jù)同類型企業(yè)類比調(diào)查資料,甲苯在運(yùn)輸、貯存和生產(chǎn)過程中存在一定的事故風(fēng)險可能發(fā)生危險品泄漏事故,甚至引起火災(zāi)爆炸。
物料運(yùn)輸過程中的泄漏事故:主要原料廢有機(jī)溶劑由槽車運(yùn)輸入廠,產(chǎn)品回收的有機(jī)溶劑也由槽車運(yùn)輸出廠。危險化學(xué)品在運(yùn)輸過程中可能因碰撞、交通事故等原因而發(fā)生物料外漏現(xiàn)象,可能引發(fā)火災(zāi)爆炸。物料貯存中的泄漏事故:貯存在原料罐中的廢有機(jī)溶劑、產(chǎn)品中間罐、產(chǎn)品罐中的溶劑,因罐體銹蝕、破裂突然發(fā)生泄漏。物料使用過程中的泄漏事故:精餾過程中因溶劑回收塔、回流罐等生產(chǎn)裝置發(fā)生故障、工作人員操作不當(dāng)而發(fā)生物料泄漏事故。
對照風(fēng)險評價導(dǎo)則附錄A1中風(fēng)險物質(zhì)名錄,甲苯屬于名錄控制范圍內(nèi),本項(xiàng)目重大危險源的辨識見表1,該項(xiàng)目生產(chǎn)區(qū)域和及存儲區(qū)域量均超過臨界量,構(gòu)成重大危險源。
表1 甲苯在廠區(qū)內(nèi)的存儲臨界量
根據(jù)風(fēng)險識別,本項(xiàng)目最大可信事故為甲苯溶劑儲罐、生產(chǎn)過程輸送溶劑的管道發(fā)生泄漏。發(fā)生事故的原因,多由于違反操作規(guī)程、設(shè)備構(gòu)件失靈、密封不合格等原因所造成。
一旦發(fā)生甲苯溶劑泄漏事故時,后果最大可能是泄漏的甲苯溶劑揮發(fā)的有毒氣體對下風(fēng)向環(huán)境敏感點(diǎn)和居住人群造成影響,及泄漏的易燃液體引發(fā)池火影響。另外,消防時匯集的大量消防污水,可能進(jìn)入地表水體,污染地表水體。
根據(jù)同類企業(yè)類比調(diào)查,原料管道在輸送過程中、貯罐在貯存過程中由于碰撞、罐體缺陷等原因發(fā)生爆裂及泄漏事故的幾率很小,約為10-5次/年。
由于甲苯是常壓儲存的,且本項(xiàng)目中甲苯的生產(chǎn)量較大,如儲罐發(fā)生泄漏,可以應(yīng)用液體經(jīng)小孔泄漏的源模式計算甲苯泄漏質(zhì)量流量,計算公式為:
式中:
QL——液體泄漏速度,kg/s;
Cd——液體泄漏系數(shù),此值常用0.6-0.64(本項(xiàng)目取0.62)。
A——裂口面積,m2(本項(xiàng)目取0.00002);
ρ——液體密度,kg/m3(本項(xiàng)目取870);
P——容器內(nèi)介質(zhì)壓力,Pa(本項(xiàng)目取101300);
P0——環(huán)境壓力,Pa(本項(xiàng)目取101300);
g——重力加速度,9.81m/s2;
h——裂口之上液位高度,m(本項(xiàng)目取4)。
通過計算,甲苯的泄漏速率約為0.095kg/s。
而生產(chǎn)過程中,當(dāng)管道發(fā)生泄漏時,根據(jù)液體經(jīng)小孔泄漏的源模式,裂口面積取0.00001m2,裂口之上液位高度取0.1m,通過計算,輸送管道發(fā)生甲苯泄漏速率約為0.008kg/s。
由源項(xiàng)分析可知,甲苯的泄漏速率約為0.095kg/s,其中約20%的甲苯揮發(fā)成為氣體進(jìn)入空氣中,對企業(yè)職工及附近人員的健康安全造成損害,污染廠區(qū)附近空氣環(huán)境。甲苯氣體的事故產(chǎn)生量為0.019 kg/s,事故排放時間為10分鐘。事故污染物排放采用非正常排放的大氣擴(kuò)散模型,10分鐘后甲苯下風(fēng)向軸線濃度預(yù)測結(jié)果見表2,根據(jù)結(jié)果分析當(dāng)發(fā)生甲苯泄漏事故時,最大影響范圍為1500米。
表2 甲苯泄漏事故排放時最大軸線濃度(mg/m3)
甲苯溶劑等危險化學(xué)品的包裝物、容器必須有專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格后才能使用;從事危險化學(xué)品運(yùn)輸、押運(yùn)人員,應(yīng)經(jīng)有關(guān)培訓(xùn)并取證后才能從事危險化學(xué)品運(yùn)輸、押運(yùn)工作;運(yùn)輸危險化學(xué)品的車輛應(yīng)懸掛危險化學(xué)品標(biāo)志,不得在人口密集地停留;危險化學(xué)品的運(yùn)輸、押運(yùn)人員,應(yīng)配置合格的防護(hù)器材。
危險化學(xué)品儲罐四周必須設(shè)置圍堰,備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料,不和其它沖洗廢水混合排放,不進(jìn)入雨水管網(wǎng),不會直接進(jìn)入水體。罐區(qū)陰涼、通風(fēng),遠(yuǎn)離火種、熱源,庫溫不宜超過30℃,采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施;保持容器密封,應(yīng)與氧化劑分開存放,切忌混儲,禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具;灌裝時應(yīng)控制流速,安裝接地裝置,防止靜電積聚;搬運(yùn)時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。
一旦發(fā)生甲苯溶劑泄漏事故,應(yīng)迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū),并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入,并切斷火源;應(yīng)急處理人員佩戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服,盡可能切斷泄漏源,防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。發(fā)生小量泄漏時用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散劑制成的乳液刷洗,洗液稀釋后放入廢水系統(tǒng)。發(fā)生大量泄漏時應(yīng)構(gòu)筑圍堤或挖坑收容,用泡沫覆蓋,降低蒸氣災(zāi)害,并用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)S檬占鲀?nèi),送回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒處理。
本項(xiàng)目將甲苯溶劑回收利用做為重點(diǎn)評價對象,確定甲苯溶劑儲罐、生產(chǎn)過程輸送溶劑的管道發(fā)生泄漏為最大可信事故,進(jìn)行了風(fēng)險的預(yù)測及后果計算,預(yù)測結(jié)果表明:發(fā)生甲苯泄漏事故時,最大影響范圍為1500米,重大風(fēng)險事故的發(fā)生概率極小,在10-5次/年以下,因此風(fēng)險值數(shù)量級在可接受范圍之內(nèi)。企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中,要采取有效的安全和風(fēng)險防范措施,必須制定妥善的安全管理、降低環(huán)境風(fēng)險的規(guī)章制度,加強(qiáng)安全管理與監(jiān)督,使項(xiàng)目的安全性得到有效保證,必須制定相應(yīng)的環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案,一旦發(fā)生危險事故,應(yīng)立即按照預(yù)案內(nèi)容,盡快采取措施,控制事故擴(kuò)大,減少對環(huán)境可能帶來的影響,同時由于環(huán)境風(fēng)險涉及毒性氣體擴(kuò)散對外部居民的影響,故企業(yè)的應(yīng)急預(yù)案應(yīng)注意與化工園區(qū)及地方政府應(yīng)急預(yù)案的銜接,保證事故時居民的安全。
綜上分析,本項(xiàng)目在甲苯泄漏事故發(fā)生情況下,經(jīng)采取有效的風(fēng)險防范和應(yīng)急預(yù)案,所造成的環(huán)境風(fēng)險事故是可以接受的。
[1]胡二邦.環(huán)境風(fēng)險評價實(shí)用技術(shù)、方法和案例[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2009.
[2]環(huán)境保護(hù)部.建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則 [S].HJ/T169-2004,2004.