張根源

摘 要：河南某化工廠在某產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)擬建設(shè)1萬t 3，3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽（DCB）生產(chǎn)裝置。考慮到該項目生產(chǎn)需要使用大量甲苯，而產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)部和周邊目前還存在部分居民區(qū)未進行搬遷，本文通過數(shù)據(jù)計算，分析論證了1萬tDCB在發(fā)生甲苯泄漏事故時對周邊的環(huán)境影響。

關(guān)鍵詞：甲苯泄漏;環(huán)境影響;擴散預(yù)測

中圖分類號：X820.4文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）25-0140-03

Abstract： A chemical plant in Henan Province plans to build a 10000 t 3，3 '- dichlorobenzidine hydrochloride （DCB） production plant in an industrial cluster area. Considering that a large amount of toluene is needed in the production of the project， and there are still some residential areas in and around the industrial cluster area that have not been relocated. Through data calculation， this paper analyzed and demonstrates the environmental impact of 10 000 t DCB on the surrounding environment when the toluene leakage accident occurs.

Keywords： toluene leakage;environmental impact;diffusion prediction

河南某化工廠在當(dāng)?shù)鼗ぎa(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)擬建設(shè)1萬t 3，3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽（DCB）生產(chǎn)裝置，該項目生產(chǎn)需要使用大量甲苯。甲苯屬于有毒化學(xué)品，對皮膚、粘膜有刺激性，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用。此外，根據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單，甲苯列入了3類致癌物清單中。因此，甲苯對人體具有較大的危害性?？紤]到該項目所在的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)部和周邊目前還存在部分居民區(qū)和村莊尚未完成搬遷，而化工生產(chǎn)也存在著泄漏事故的風(fēng)險。因此，本文擬通過數(shù)據(jù)計算，分析論證1萬t 3，3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽（DCB）在發(fā)生甲苯泄漏事故時對周邊的環(huán)境影響。

1 甲苯毒理性質(zhì)及危險特性

甲苯毒理性質(zhì)和危險特征見表1。

2 風(fēng)險識別

經(jīng)了解，該項目采用催化加氫還原法生產(chǎn)3，3'-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽（DCB），該項目建設(shè)了150 m3甲苯儲罐站一座，甲苯儲存參數(shù)見表2。

根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 169—2018）附錄B，該項目甲苯儲存量臨界量為10 t。根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 169—2018）附錄C，采用公式（1）計算物質(zhì)總量與其臨界量比值（[Q]）。當(dāng)[Q]值≥1時，即屬于重大危險源。

其中，[qn]為危險物質(zhì)的最大存在總量，t;[Qn]為危險物質(zhì)的臨界量，t。經(jīng)分析計算可知，該項目甲苯罐區(qū)[Q]值為6.96，屬于重大危險源。重大危險源判定見表3。

生產(chǎn)過程中發(fā)生泄漏事故時有關(guān)部件的泄漏頻率[1]見表4。

由分析可知，常壓下單包容儲罐發(fā)生泄漏的概率較高，為1.00×10-4/a。因此，本次研究假設(shè)事故情景為：常壓下單包容甲苯儲罐發(fā)生10 cm裂口泄漏。本次研究重點對該情景下泄漏的甲苯對周圍環(huán)境空氣影響程度進行分析。

3 泄漏源強分析

甲苯常溫常壓下為液態(tài)，液體泄漏速度按伯努利方程計算，見式（2）：

儲罐區(qū)設(shè)置有圍堰及報警裝置，泄漏發(fā)生后可在第一時間發(fā)出警報，按照一般化工廠風(fēng)險事故演練，常溫常壓下液體儲罐泄漏事故，一般可在10 min內(nèi)完成堵漏。經(jīng)計算，甲苯泄漏事故的源強見表5。

甲苯泄漏后進入罐區(qū)圍堰。結(jié)合圍堰包圍面積，泄漏后的等效半徑為2.7 m。甲苯沸點為110.6 ℃，泄漏發(fā)生后，液池中的部分甲苯由于質(zhì)量蒸發(fā)而進入大氣。液體質(zhì)量蒸發(fā)計算公式為：

大氣穩(wěn)定度按保守取為[D]，則甲苯質(zhì)量蒸發(fā)的蒸發(fā)速率為0.011 3 kg/s，30 min蒸發(fā)量為20.34 kg。

4 甲苯擴散預(yù)測結(jié)果

甲苯擴散計算采用AFTOX①模式進行預(yù)測。泄漏儲罐下風(fēng)向不同距離處甲苯蒸汽的預(yù)測最大濃度見表6。

根據(jù)預(yù)測，在風(fēng)速為1.5 m/s，大氣穩(wěn)定度為[D]情況下，該廠150 m3甲苯儲罐發(fā)生罐體泄漏時，根據(jù)AFTOX模式預(yù)測結(jié)果，甲苯蒸汽在距離事故源10 m處的最大落地濃度為521.070 mg/m3，在距離事故源40 m處最大落地濃度降低至40.415 mg/m3。根據(jù)預(yù)測趨勢分析，甲苯蒸汽最大落地濃度隨著擴散距離的增加和逐漸衰減，在下風(fēng)向1 500 m的距離上衰減為0.205 mg/m3。

經(jīng)了解，甲苯PC-TWA②限值為50 mg/m3;PC-STEL③限值為100 mg/m3;半致死濃度為小鼠吸入2 h LC（50）30 000 mg/m3。根據(jù)預(yù)測結(jié)果可知，事故發(fā)生后，甲苯蒸汽在事故源10～60 m范圍內(nèi)最大落地濃度為40.415～521.070 mg/m3，60 m范圍以外的區(qū)域甲苯蒸汽最大落地濃度均低于50 mg/m3。此外，事故發(fā)生后，甲苯在污染源周圍各處區(qū)域沒有達到半致死濃度。

5 結(jié)論

通過分析可以判斷，當(dāng)該化工廠150 m3甲苯儲罐發(fā)生罐體泄漏事故時，甲苯蒸汽最大落地濃度超過了PC-TWA和PC-STEL限值，超標(biāo)區(qū)域能控制事故源周邊60 m范圍內(nèi)，不會對廠界外的村莊等環(huán)境敏感點造成較大影響。此外，甲苯蒸氣最大落地濃度沒有達到甲苯半致死濃度，企業(yè)職工做好個人防護后，泄漏事故也不會對廠區(qū)內(nèi)職工身體健康造成較大影響。企業(yè)在定期做好安全事故應(yīng)急演練的基礎(chǔ)上，能將甲苯儲罐泄漏事故造成的影響降到最低。

注釋：

①在《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 169—2018）中，AFTOX為高斯色散模型，適用于平坦地形下中性氣體和輕質(zhì)氣體排放以及液池蒸發(fā)氣體的擴散模擬。

②在《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ 2—2019）中，PC-TWA為時間加權(quán)平均容許濃度，即8 h工作日，40 h工作周的平均容許接觸濃度。

③在《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ 2—2019）中，PC-STEL為短時間接觸容許濃度，即容許勞動者15 min接觸的加權(quán)平均濃度。

參考文獻：

[1]生態(tài)環(huán)境部.建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則：HJ169—2018[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.