石化企业水体环境风险评估应用研究

姚 猛，牟桂芹，周志国

（中国石化安全工程研究院，山东 青岛 266071）

石化企业水体环境风险评估应用研究

姚 猛，牟桂芹，周志国

（中国石化安全工程研究院，山东 青岛 266071）

以国内某石化企业为例，进行了水体环境风险评估。通过评估发现企业在水体风险防控方面存在厂区没有进行事故状况下的清污分流；现有生产污水系统能力只能满足正常生产状况下产生的污水存储、转输及处理；苯罐未设置雨污切换系统；3#硫磺装置罐区围堰不完整等问题。提出从源头进行事故状态下清污分流的改造措施；根据企业给排水系统分布情况，新建一条污水输送管道；增加事故池容积；苯罐罐区出口增加雨污切换及苯泄漏水体的提升及临时储存系统；3#硫磺装置乙醇胺储存罐设置封闭式防火堤或事故状态下乙醇胺收集池。

石化企业；水体环境；风险评估；问题；建议

2005年松花江污染事件促使中国环境保护部 门开始关注设施安全性，将较多精力投身于建设项目环境风险评价，并对此发布了相应的技术导则。导则涵盖了危险源的评价，事故发生后污染物释放和扩散造成的影响等内容[1-4]。针对石化企业引发的水环境污染事件，中国石油化工集团公司向下属企业下发了《水体环境风险防控要点》 （中国石化安环［2006］ 10号）[5]。2009年颁布了《事故状态下水体污染的预防与控制技术要求》 （Q/SY 1190-2009），并规定了事故状态下水体污染的三级预防控制要求。该三级预防控制技术要求结合企业内部的排水系统，从源头、过程及终端进行防控[6]。但是针对整个石化功能区的水体环境风险评估还缺乏相关的技术要求及规范。本研究以中石化某下属石化企业为例，进行水体环境风险评估应用研究。

1 企业概况

该石化企业地处北亚热带，季风盛行，属亚热洋性季风气候，四季分明，雨水充沛，光照较足，温度适中。企业共有生产装置50套，主要包括2套常减压蒸馏、3套催化裂、1套加氢裂化、2套延迟焦化、3套连续重整、1套润滑油加氢及“老三”系统、2套酮苯脱蜡、32套润滑油糠醛精制、2套白土精制和2套石蜡加氢装置。

2009年该区域全年降雨日126 d，全年降水量1 289.9 mm，一年中60%的降雨量集中在6～9月，夏季常受太平洋上的台风或热带暴侵袭，平均每年有1次强台风。

2 水体环境风险评估

2.1 废水及事故污水处理设施

厂区废水包括含油污水、含硫污水、高浓度污水、雨水。含油污水进入污水处理场处理；含硫污水经汽提后部分回用，其余排入SBR装置和污水处理场；高浓度污水进SBR装置处理后排入污水处理场；雨水进入市政污水管网。厂区污水处理设施情况见表1。

表1 企业厂区污水处理设施情况

2.2 重大环境风险源识别

根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB 18218-2009）和《建设项目环境风险评价技术导则》（HJT 169-2004），从可能泄漏物质的数量和危险性、事故连锁效应和重叠引发环境污染的可能性以及污染防治设施故障的可能性三方面，对厂区内的生产系统、储运系统、公用工程等进行重大环境风险源识别，见表2。

生产场所危险物质临界量按《建设项目环境风险评价技术导则》（HJT 169-2004）确定，导则中未明确规定的物质确定原则如下：原油、石脑油、柴油、燃料油参照汽油；丙烯、氢气参照天然气；MTBE参照氯甲基甲醚。存储场所危险物质临界量按《建设项目环境风险评价技术导则》（HJT 169-2004）确定，导则中未明确规定的物质按《危险化学品重大危险源辨识》（GB 18218-2009）确定。

2.3 水体风险防控措施识别

在对公司环境应急防控措施识别的基础上，结合各个区域的消防能力（指消防水量）、区域降雨情况，对事故状况下各区域水体风险应急能力进行评估。

2.3.1 汇水区划分

根据企业现有排水系统划分情况，对企业厂区的汇水区域进行了划分，详见表3。

2.3.2 事故污水储存、转输能力

企业按照清污分流的原则，建立了含油污水系统和清净雨水系统。生产污水通过污水管网收集后，进入水务中心相关的污水处理设施，经二级生化处理后排入市政管网至竹园污水处理厂排海；雨水 (假定清水)经简单处理 (如隔油、中和)，合格后通过天然隔油池排入黄浦江。黄浦江作为取水水源，其上游2 km，下游10 km内无居民用水取水口。对各汇水区的污水存储能力、 转输能力详见表4。

表2 重大环境风险源识别

表3 企业厂区汇水区划分情况

表4 企业厂区事故污水存储能力

2.3.3 企业消防情况

根据《石油化工企业设计防火规范》 （GB 50160-2008）的规定，对于大型炼油企业，工艺装置消防供水量为450 L/s（1 620 m3/h），火灾延续供水时间不低于3 h；辅助生产设施消防供水量不小于60 L/s，火灾延续供水时间不低于2 h。厂区配有4座消防泵房，分别是老区1#消防泵房、新区2#消防泵房、5#联合罐区3#消防泵房、4#联合罐区4#消防泵房，详见表5。

表5 企业厂区消防能力

2.3.4 应急能力评估

企业重大水体风险主要是大量事故污水的贮存（当含有大量物料的装置一旦爆炸起火，势必会产生大量消防污水需要转输和贮存）。按照现有的区域分别筛选出各区物料储量最大装置设施为各区最大风险源。

通过识别，厂区5个汇水区域中，最大水体环境风险源分别是：七五新区20 000 m3原油罐；老区618 m31#蒸馏减压塔；六五老区2 630 m3催化分馏塔；大油池区20 000 m3原油罐；海滨库区100 000 m3原油罐。

按照《石油化工企业设计防火规范》装置区灭火时间不低于3 h，罐区灭火时间不低于6 h的要求，估算各汇水区的事故污水产生量，详见表6。

表6 企业厂区应急能力评估

从表6中可以看出，老区及六五老区装置发生事故时，企业事故污水存储系统能够容纳事故污水，大油池区、七五新区及海滨库区发生事故时企业事故污水存储设施容积不足；若事故状态下下雨，由于事故池容量不足，企业水体环境风险增大，厂区最大仅能存储6.2 mm降雨，该地区2006年平均日降雨量为7.3 mm，一年中60%的降雨多集中在每年6～9月。由此可见，厂区在6～9月份雨季时，由于事故池容量不足，存在严重的水体环境隐患。

2.4 应急处置

按照把好“三关”的原则进行水环境污染现场处置：

第一关：优先把事故污水控制在装置、围堰界区内，优先把事故污水调入含油污水系统，进入污水处理场处理；当事故水量较大、超过污水场处理能力时，应将事故污水引入与事故防控池相连通的雨水管道系统；

第二关：把事故污水控制在厂区范围内；

第三关：即便在最不利的情况下，也要避免大量污染物进入厂界外周边海域。可采用沙袋封堵等方式将厂门进行封堵。

具体处置措施如下：

（一）通过生产工艺调整，切断事故装置进料，封堵泄漏源，减少污染物质跑损量，并尽可能将事故装置内的物料安全转移；

（二）救援过程中，尽量减少无效用水的产生量（如：在保证有效灭火的情况，尽量减少消防用水量）；

（三）尽可能将事故废水引入事故废水系统，并最终将事故废水转移至污水处理场、事故防控池进行处理、存储；

若事故较大，产生事故水量较多时，可暂缓装置、油品罐区的切水等作业，暂缓生产辅助设施的正常排水，以减少事故防控池及污水处理场的运行负荷。

3 水体风险防控存在问题

经过水体环境风险评估，发现企业存在的问题如下：

（1）厂区没有进行事故状况下的清污分流，事故状况下可能导致含油污水污染公司雨排系统，大大增加事故状况下的水体环境风险。厂区缺乏专门的事故池，事故状况下的水体风险防控能力差。

（2）现有生产污水系统能力只能满足正常生产状况下产生的污水存储、转输及处理，不能满足事故状态下污水的转、储、输。厂区的事故污水储存能力小，火灾、爆炸或泄漏事故的情况下，泄漏物料及大量的消防废水只能通过雨排系统转输入污水场进行处理。事故状态下又逢降雨时，清净雨水与事故污水混流，炼油厂区水体环境风险剧增（正常生产状况下的含油污水的转、储、输能力约为50~200 m3/h）。

（3）5 000 m3与2 000 m3苯罐未设置雨污切换系统，事故状态下污水只能通过污染雨水系统收集并提升，存在苯泄漏或其他事故状态时，高浓度苯进入雨水系统的风险。

（4）3#硫磺装置有3个乙醇胺储存罐，罐区围堰不完整，在泄漏或事故状态时，乙醇胺只能排放至污水处理系统或雨水系统，大量乙醇胺进入污水处理场，会对生化系统造成严重冲击。

4 水体环境风险隐患整改建议

针对评估过程中发现水体风险隐患提出整改建议如下：

（1）实施从源头进行事故状态下清污分流的改造措施，对炼油生产区没有实现清污分流的装置进行整改，围绕装置周围完善事故状态污水及前期雨水收集沟，增加雨污切换阀，事故状态或前期雨水提升到含油污水系统，后期雨水排放到雨水系统。

（2）根据企业给排水系统分布情况，从2#污水厂沿现有物料运输管廊架设一条新的污水输送管线，该管线途径六五老区雨水泵站和七五新区雨水泵站，最后接入2#联合罐区20 000 m3油罐。

（3） 增加事故池：炼油区域增加11 072 m3的事故池容积，化工一部增加10 660 m3的事故池容积，海滨库区增加46 250 m3的事故池容积。

（4）在中间罐区苯罐罐区出口增加雨污切换及苯泄漏水体的提升及临时储存系统，防止进入雨水系统。

（5）3#硫磺装置有3个乙醇胺储存罐，设置封闭式防火堤或事故状态下乙醇胺收集池。

5 评估结论

该石化企业周边居民区较多，环境敏感度较高，企业面临的环境风险包括有毒有害物质如硫化氢、苯、氨等泄漏对区域周边环境保护目标的污染，事故状况下消防废水及泄漏物料进入周边敏感水体及危废转移过程中发生事故对沿线敏感水体的污染。企业水体环境风险较为突出，特别是厂区存在事故状态下清污不分流，清净雨水被污染，事故污水量大，应急存储能力不足的问题。一旦发生火灾、爆炸或泄漏等事故时，泄漏物料及大量的消防废水只能通过雨排系统转输至污水厂进行处理。目前的应急处置方式面临着事故状况下同时遭遇降雨时，清净雨水与事故污水混流，事故污水量剧增，水体环境风险加剧的风险。

[1]李向欣.基于最优化模型的有毒化学物质泄漏时的紧急疏散决策[J].安全与环境学报，2009，9（1）：123-126.

[2]操铮，刘茂，张秀华，等.由地震引发的城市天然气运输管道事故的定量风险评估[J].安全与环境学报，2010，10（4）：204-209.

[3]蒋自强，张欣，王体健.对于意外化学排放的大气环境与健康状况的风险评估的发展[J].安全与环境学报，2010，10（6）：127-132.

[4]毛华军，巩宗强，方振东，等.由军事、工业和污水灌溉带来的多环芳烃污染对土壤的危害的比较研究[J].安全与环境学报，2011，11（2）：107-112.

[5]许敏，王克伟，江奇志.石油化工企业水污染防控设计[J]．工业用水与废水，2007，38（2）：48-50.

[6]中国石油天然气集团公司.Q/SY 1190—2009事故状态下水体污染的预防与控制技术要求[S].北京：中国环境科学出版社，2009.

（编辑：周利海）

A Study on Application of Water Environmental Risk Assessment of Petrochemical Enterprises

Yao Meng,Mu Guiqin,Zhou Zhiguo
（SINOPEC Safety Engineering Institute,Qingdao Shandong 266071,China）

In order to prevent and control the pollution of water environment by the leakage of materials caused by petrochemical enterprises under accident state,taking a domestic petrochemical enterprise as the example,carried on the water environment risk assessment.Through the assessment,some problems in the prevention and control of water of risk were found:The plant doesn't have clean-up shunt under accident conditions.Existing production sewage system capacity can only meet the normal production status.Benzene tank is not equipped with a rain sewage switching system.3#sulfur plant tank cofferdam is incomplete.Put forward some corrective recommendations:Divide accident sewage from the source into clean water and sewage.According to the distribution of water supply and drainage system in the enterprise,a new sewage pipeline is built. Increase the capacity of accident pool.Set up a rain and sewage switch facility and a temporary storage system for benzene tank outlet.Set up a closed fire dike or collection tank for the storage tank of 3#sulfur plant.

petrochemical enterprise,water environment,risk assessment,problems,recommendations

X824

A

1008-813X（2015）05-0038-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.05.10

2015-08-21

姚猛（1982-），男，山东淄博人，毕业于苏州科技大学环境工程专业，硕士，工程师，主要从事环境风险、环境安全领域的研究和管理工作。