葛安卡　張禮敬　許明顥

(1.南京工業(yè)大學城市建設與安全工程學院，江蘇省城市與工業(yè)安全重點實驗室　南京 210009；

2.南京工業(yè)大學海外教育學院　南京 210009)

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低溫乙烯儲存過程風險評價及其緩解對策

葛安卡1張禮敬1許明顥2

(1.南京工業(yè)大學城市建設與安全工程學院，江蘇省城市與工業(yè)安全重點實驗室南京 210009；

2.南京工業(yè)大學海外教育學院南京 210009)

摘要為加強危險化學品儲存的環(huán)境安全性，在深入調(diào)研?；穬Υ姝h(huán)節(jié)主要風險的基礎上建立評價指標體系，采用層次分析法與模糊綜合評價法相結合的風險評估模型對低溫乙烯罐儲存過程進行風險評估，并提出可行的控制措施。研究結果表明，儲罐環(huán)境安全處于安全級內(nèi)；針對低溫乙烯罐存在的風險建立EHS一體化管理模式，建立全廠應急預案及一系列的風險預防措施，以緩解其儲存過程的風險。

關鍵詞低溫乙烯罐模糊綜合評價法事故后果模型緩解對策

0引言

目前世界各地在危險化學品儲存過程中經(jīng)常發(fā)生一些諸如泄漏、爆炸、中毒等事故，這將對周邊居民的安全和周圍環(huán)境安全帶來極大的影響。尤其是一些大型的石油化工企業(yè)，儲存的危險化學品數(shù)量較大，屬于重大危險源，如果控制措施不得力的話，將造成災難性的后果。因此，危險化學品儲存階段的環(huán)境安全性十分重要[1-2]。

乙烯是易燃易爆的危險化學品，由于低溫乙烯儲存狀態(tài)的特殊性及其周邊儲罐的影響，將低溫乙烯罐儲存過程進行風險評估顯得十分重要。因此，本文將建立風險評價模型對其儲存階段的環(huán)境安全性進行分析研究，并依此提出可行的控制措施以降低風險至可接受水平。以某公司罐區(qū)的低溫乙烯儲罐為例，低溫乙烯儲運設施包括一臺雙殼層懸浮吊頂式低溫乙烯儲罐，2臺往復式壓縮機，3臺丙烯冷凍機，4臺換熱器，2臺容器，2臺罐內(nèi)泵和3臺罐外泵，及配套的電氣、儀表設施等。低溫乙烯儲罐設備情況見表1。低溫乙烯罐位于儲罐區(qū)內(nèi)，北面為石腦油罐、西面為丙烯腈及液化烴罐、南面為低溫丙烯罐、東面為預留地。

表1　低溫乙烯儲罐一覽表

1風險評價模型的建立與評價

1.1低溫乙烯罐儲存過程風險評價方法

基于環(huán)境風險和過程安全建立化學品儲存環(huán)節(jié)的風險評價指標體系，運用層次分析法確定評價指標體系的權重，定量地評價事故期間的環(huán)境風險，研究環(huán)境安全防護距離的估算方法，建立儲存環(huán)節(jié)污染物泄漏模型及環(huán)境長期風險評價方法。

1.2風險評價指標體系的建立

建立低溫乙烯儲罐儲存過程的風險評價模型，見表2。確定評價指標的權重及其綜合評價，同時進行模擬后果分析，為事故應急做準備。

表2　低溫乙烯儲罐儲存過程的風險評價指標體系

1.3指標權重的確定

多目標綜合評價中，權重具有舉足輕重的地位，本文選用專家打分法—三角型調(diào)查表[3-4]來確定。數(shù)據(jù)由專家根據(jù)經(jīng)驗主觀判斷得到，專家可以根據(jù)實際問題，合理確定各指標系數(shù)之間的排序，從而確定各指標的權重，見表3。 5位專家參與打分，綜合評判結果為W=[0.4881,0.3233,0.1886]T。

U11，U12，U13各因素的標準差分別為：σ11=0.046，σ12=0.038，σ13=0.027，這說明專家的評判數(shù)據(jù)較合理。

表3　各指標總排序表

CR<0.1，所以層次總排序保持一致。

1.4風險綜合評價

本文使用模糊綜合評判環(huán)境安全。風險評價的每個基本事件所包含的內(nèi)容，編制出安全檢查表，每個評價因素的安全檢查分數(shù)定為100分，企業(yè)按安全檢查表的內(nèi)容逐條評分，最后根據(jù)加權評分法的公式計算總分值。

F=∑QiFi(i=1,2,……,n)

式中，Qi為評價項目i的權數(shù)，F(xiàn)i為評價項目i評價分數(shù)值，F(xiàn)為總評價分數(shù)。

評價環(huán)境安全狀況的好壞往往用優(yōu)秀級、安全級、達標級、危險級四種狀態(tài)來評價，即把環(huán)境安全狀況定級[5-8]。現(xiàn)將4種狀態(tài)進行定量化確定，如圖1。5位專家評分情況見表4。

圖1　等級劃分的區(qū)間

專家1專家2專家3專家4專家5平均值(Fi)U11859088908086.6U12838384808883.6U13888888759085.8U21706570687369.2U22758075757275.4U23707570707071

F=∑UiFi(i=1,2,……,n)

F=81.1。

代入等級評價模型中。優(yōu)秀級μA(81.1)=0，安全級μB(81.1)=1，達標級μC(81.1)=0.39，危險級μD(81.1)=0。 那么該儲罐環(huán)境安全處于安全級內(nèi)。

2低溫乙烯罐儲存過程風險的緩解對策

2.1EHS一體化管理模式的建立

通過建立一體化管理體系，對公司環(huán)境、職業(yè)健康安全管理體系運行管理。確保按照標準的規(guī)定建立、實施與保持環(huán)境、職業(yè)健康安全管理體系要求。①公司的活動、產(chǎn)品和服務的性質、規(guī)模，環(huán)境影響和職業(yè)健康安全的特點；②遵守當?shù)噩F(xiàn)行適用的EHS法規(guī)及其他和環(huán)境因素和危險源有關的要求；③持續(xù)改善、污染預防和風險防范；④保護員工健康和提供安全工作環(huán)境。

2.2建立化工過程控制和安全儀表管理系統(tǒng)

(1)裝備自動化控制系統(tǒng)，進行工況(報警)監(jiān)測，對重要工藝參數(shù)進行實時監(jiān)控預警，及時判斷發(fā)生異常工況的根本原因分析，評估可能產(chǎn)生的后果，制定安全處置方案，避免因處理不當造成事故。

(2)開展工藝危害分析，充分辨識危險與危險事件，科學確定必要的安全儀表功能，并根據(jù)國家法律法規(guī)和標準規(guī)范對安全風險進行評估，確定必要的風險降低要求。根據(jù)所有安全儀表功能的功能性和完整性要求，選取和安裝安全儀表和聯(lián)鎖系統(tǒng)。

2.3應急響應

2.3.1建立應急響應系統(tǒng)

建立應急響應系統(tǒng)，明確組成人員，并明確每位成員的職責。建立應急救援專家?guī)?，對應急處置提供技術支持。發(fā)生緊急情況后，應急處置人員要在規(guī)定時間內(nèi)到達各自崗位，按照應急預案的要求進行處置。授權應急處置人員在緊急情況下組織裝置緊急停車和相關人員撤離。建立應急物資儲備制度，加強應急物資儲備和動態(tài)管理，定期核查并及時補充和更新。

2.3.2對事故響應進行分級

低溫儲罐主要的潛在事故為火災/爆炸和環(huán)境影響。按照事故初期的嚴重性和事故的升級，把事故響應劃分為三個等級，見表5。

表5　事故響應等級表

(1)火災/爆炸應急響應 。低溫乙烯儲罐發(fā)生泄漏，遇到明火可能會導致火災或爆炸。也有可能存在外部事故直接導致罐區(qū)發(fā)生火災或爆炸事故的發(fā)生。發(fā)生罐區(qū)火災/爆炸事故時，根據(jù)事故響應的類別采取應急行動。

(2)泄漏應急響應。低溫乙烯儲罐發(fā)生泄漏，不能及時控制，可能會向后果更嚴重的火災/爆炸事故發(fā)展；根據(jù)事故響應的類別采取應急行動。

(3)環(huán)境保護應急響應 。

a.污染物收集措施。少量泄漏時，用吸附材料進行吸附，按危險廢棄物進行處理；較多泄漏時，用圍堰進行圍堵，用撇油器、氣動泵、槽桶進行回收；大量泄漏時，用泡沫液覆蓋，降低污染物揮發(fā)，用水幕進行區(qū)域隔離，用霧狀水稀釋污染物蒸汽，將污染物沖入污染水收集池內(nèi)，再用撇油器、氣動泵、槽桶進行收集回收，污染水用固有的廢水泵輸送到廢水處理系統(tǒng)。

b．污染水收集措施。罐區(qū)內(nèi)不同區(qū)域有不同的收集池，罐區(qū)發(fā)生火災或泄漏事故時可使用最大消防用水量為3 400 m3/h，持續(xù)時間6 h。如果污染水收集池內(nèi)的污染水溢流到清潔雨水系統(tǒng)時，立即組織人員確認所屬污染區(qū)域的雨水閥關閉情況，防止污染水流出。清潔雨水系統(tǒng)內(nèi)污染水的水位到達一定高度時，污染水會倒流入污染水收集池內(nèi)，用固有的廢水泵將污染水輸送到廢水處理系統(tǒng)。事故結束后，清理清潔雨水系統(tǒng)，用臨時輸送設施將清潔雨水系統(tǒng)內(nèi)的污染水抽干，并輸送到公用工程的廢水處理系統(tǒng)，達到要求后恢復正常生產(chǎn)狀況。

2.3.3消防設施配置

(1)固定式消防冷卻水系統(tǒng)。低溫儲罐均設置固定式消防冷卻水系統(tǒng)和固定消防水炮，水源接自廠區(qū)高壓消防水系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)，低溫儲罐冷卻水采用電動閥控制，信號接至中央控制室，可現(xiàn)場啟動，也可在控制室遙控啟動。

(2)消火栓和消防炮。儲罐周圍分別設有環(huán)狀低壓和高壓兩套消防水管網(wǎng)：低壓消防水環(huán)網(wǎng)上設有地上式消火栓；高壓消防水環(huán)網(wǎng)上設有消防水炮及消火栓。

(3)移動式滅火器。儲罐周圍配置手提式及推車式干粉滅火器。

2.3.4應急預案及演練

制定全廠應急響應預案為應對發(fā)生緊急事件時(包括安全、消防、營救、醫(yī)療、環(huán)境、保安等)提供有效的行動指南，是按既定的事故應急響應程序，采取快速、有效的應急行動，最大限度的保護人員安全、減少環(huán)境破壞和污染、保護財產(chǎn)和聲譽。根據(jù)事故模擬的后果分析結果，建立針對低溫乙烯儲罐泄漏的應急救援預案，定期進行演練，提高人員應急響應能力。

3結語

本文以低溫乙烯儲罐為例，對評價模型進行驗證，確定評價模型的實用性，并同時提出有效的風險緩解對策。建立評估的一種新的模式，使化學品儲存過程風險評價工作更加系統(tǒng)化、整體化和科學化，可以為有關部門了解化工行業(yè)的特點以及安全生產(chǎn)狀況提供較可靠的依據(jù)，為制定針對全行業(yè)的指導性政策提供一些基礎性數(shù)據(jù)，有利于政府安全監(jiān)督管理部門對企業(yè)的安全生產(chǎn)進行宏觀調(diào)控。

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Cryogenic Ethylene Storage Process Risk Assessment and Countermeasures

GE Anka1ZHANG Lijing1XU Minghao2

(1.CollegeofUrbanConstructionandSafetyEngineering,NanjingTechUniversityNanjing210009)

AbstractTo improve safety of hazardous chemicals storage environment, the assessment index system is established based on deep investigation on the major risks of hazardous chemicals storage, a risk assessment model combined analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation is adopted to assess the risks of storage process of cryogenic ethylene storage tank and workable control measures are put forward. The study indicates storage tank environment is in the range of safety level. EHS integrated management mode is established in accordance with the risks of cryogenic ethylene tank and a site-wide emergency response plan is set up to mitigate the risk of storage, as well as a series of risk preventive measures.

Key Wordscryogenic ethylene storage tankfuzzy comprehensive evaluationaccident consequence analysis modelpreventive measures

(收稿日期：2015-10-26)

作者簡介葛安卡, 男, 1974年生，上海人,博士, 高級工程師，主要研究方向為過程安全管理和風險評估。