石油醚贮存环境风险影响技术探讨

徐 峰

(安徽锦程安环科技发展有限公司，安徽 合肥 230041)

1 引言

当前，很多重点行业及化学品企业风险防范措施尚不完善，难以满足实际需要，例如危险化学品储罐的环境安全环保投入严重不足，潜在事故风险高。近年来，我国危险化学品储罐泄漏事件频发，暴露出企业不注意环境风险防范，没有发挥企业在环境风险防控的实施主体作用。

石油醚是重要的有机合成和化工行业的原料，目前在精细化工领域和医用萃取有着广泛应用。石油醚储存环境风险主要包括：泄露、火灾、爆炸等事故风险。根据《建设项目环境风险评价技术导则》中规定的危险物质分类原则，对原料及产品中的危险物质进行分类确认，并进行风险识别、源项分析、事故源强计算、风险计算和环境风险评价。本文采用某厂区石油醚贮存实例进行环境风险影响分析与预测。

2 物质风险识别

石油醚遇到火源、高热即发生火灾、爆炸。主要风险因素有使用过程管理不善、设备安全附件不齐全或者未采取防腐、防静电措施，与明火场所未保持一定的安全距离等均可能导致火灾、爆炸。

根据危险因子识别结果及《危险化学品重大危险源辨别》(GB18219-2009)中对危险化学品贮存量的临界值规定，石油醚生产场所临界量为50 t，贮存场所为500 t；风险类型主要为火灾、爆炸、泄露。

3 源项分析

某企业厂区石油醚采用桶装，贮存于仓库内，分类存放。石油醚桶可能因操作失误和管理不到位等原因造成物料泄漏。故本项目最大可信事故为：石油醚泄漏后对环境的风险影响。

石油醚爆炸起因主要是由于温度和压力急剧上升，发生分解而引起的。若石油醚受到火焰或辐射热直接作用随时都有火灾、爆炸的危险。

根据《定量风险评价中泄漏概率的确定方法探讨》，确定本项目容器泄漏孔径1 mm 的泄漏概率为5×10-4次/年，泄漏孔径为10 mm的泄漏概率为1×10-5次/年，泄漏孔径为50 mm的泄漏概率为5×10-6次/年。

4 事故源强计算

石油醚以液体形式常温常压下储存在桶内，每桶160 kg。假设1桶石油醚一次性泄露，挥发性有机物以非甲烷总烃计，含量约占99%，则非甲烷总烃泄露量为158.4 kg。裂口为50 mm×50 mm，0.0025 m2，同样以液体泄漏速率计算公式计算，液体泄漏速率为0.46 kg/s。

石油醚常温、常压存储，沸点高于环境温度，不会发生热量蒸发；石油醚泄漏后主要以质量蒸发方式进入大气。

质量蒸发速度QS按下式计算：

QS=a×p×M/(R×T0)×u(2-n)/(2+n)×r(4+n)/(2+n)

(1)

式(1)中：QS为质量蒸发速度，kg/s；a,n为大气稳定度系数；p为液体表面蒸气压，Pa；R为气体常数，J/mol·k；T0为环境温度，k；u为风速，m/s；r为液池等效半径，m。

液池最大直径取决于泄漏点附近的地域构型、泄漏的连续性或瞬时性。有围堰时，以围堰最大等效半径为液池半径；无围堰时，设定液体瞬间扩散到最小厚度时，推算液池等效半径。项目厂区贮存区面积732.64 m2，四周围堰，则等效半径为27 m。化学品泄漏后，现场应急处理人员在切断泄漏源的同时，使用应急设施将泄漏出来的液体收集至临时储罐存储设备。从化学品出现泄漏到基本回收完毕，整个应急处理时间预计用时15 min。

液体蒸发量以事故应急处理完毕所需时间15 min计。本项目石油醚泄漏事故导致的非甲烷总烃最大泄露为414 kg(表1)。

表1 石油醚泄漏事故排放源强

泄漏后进入大气环境的主要有毒有害风险物质为挥发性有机物(以非甲烷总烃计)，其空气中短时间接触容许浓度参照醋酸丁酯的容许浓度。

利用多烟团模式计算小风(1 m/s)和多年平均风速(3.7 m/s)条件下，不同稳定度条件下、下风向不同距离处地面非甲烷总烃污染物浓度值和短时间接触容许浓度范围。项目泄漏量以一桶160 kg 计算，假设形成的液池液面厚度以1 mm 计算，则液池面积为186 m2。假设发生事故泄漏后15 min内泄漏化学品得到控制并清理完毕，则不同气象条件下非甲烷总烃浓度及距离预测结果见表2。

表2 泄露影响程度预测结果

5 风险计算

5.1 预测模式

采用爆炸与损害的直接估算等级法。

损害半径计算公式：

RX=CS(NEe)1/3

(2)

式(2)中：CS为经验常数；Ee为爆炸总能量；N为效率因子，一般取N=10%。

Ee计算公式如下：

Ee=VHc

(3)

式(3)中：V为参加反应的可燃气体体积，m3；Hc为可燃气体的高燃烧热，KJ/m3。

5.2 预测结果

项目厂区石油醚发生爆炸时损害级别严重的A、B级半径约为20 m，主要是对当班职工造成危害，其影响范围在厂区内，A能损害(1%死亡)的范围人数约5人。

根据以上事故危害后果预测，以及厂区内职工、发生事故的排放频率，以造成1%死亡(或1%耳膜破裂)的事故危害程度，估算火灾事故最大可信风险值。

石油醚爆炸事故最大可信风险值为6.0×10-5，根据《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》提出的可容许社会风险标准，可容许社会风险标准采用ALARP(As Low As Reasonable Practice)原则作为可接受原则。ALARP原则通过两个风险分界线将风险划分为3个区域，即：不可容许区、尽可能降低区(ALARP)和可容许区。

对照图1可容许社会风险标准曲线，石油醚爆炸事故可信风险值则处于尽可能降低区，因此今后管理过程应加强风险防范措施，制定应急预案，降低风险发生概率。

6 石油醚风险环境影响技术成果

(1)项目厂区最大可信事故为石油醚泄露、爆炸事故。

图1 可容许社会风险标准(F-N)曲线

(2)当发生石油醚泄露时，含挥发性有机物稀释剂泄漏后，小风条件下，非甲烷总烃在环境空气中浓度超出短时间接触容许浓度限值范围为9.6 m。在常年平均风速条件下，项目周边35.6 m范围内会受到影响，浓度超过短时间接触容许最大浓度限值300 mg/m3，必须对下风向35.6 m范围内的人群进行疏散转移。在事故实际发生时，应当结合泄漏量、气象条件等因素确定具体疏散距离。

(3)石油醚发生爆炸时，损害级别严重的A级半径约为10 m，主要是对当班职工造成危害，可得出爆炸事故风险值为6.0×10-5/a，爆炸事故可信风险值则处于可容许社会风险标准曲线中尽可能降低区，因此今后在运营管理过程应加强风险防范措施，制定应急预案，降低风险发生概率。

(4)建设单位应制定本项目厂区风险事故应急预案，并严格执行，以降低风险影响程度和影响后果。

7 结语

环境风险影响评价是分析和预测项目建设和运行期间可能发生的突发性事件或事故。风险发生时可能引起有毒有害或易燃易爆等物质泄漏造成的人身安全与环境影响和损害程度。通过提出合理可行的防范、应急与减缓措施，以使企业事故率、损失和环境影响达到最小水平。环境风险影响评价在建设项目实际建设时具有十分重要的指导作用。