甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏事故情景分析

王雅茹

【摘 要】論文按照最新環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，使用EIA2018軟件完成了對(duì)某26500m3甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏后的事故情景分析，經(jīng)篩選確定不利氣象條件，計(jì)算出甲醇泄漏速率和質(zhì)量蒸發(fā)速率，給出了事故影響范圍和現(xiàn)場(chǎng)處置警界范圍建議。

【Abstract】 According to the latest environmental risk assessment technical specifications， this paper used EIA2018 software to complete the scenario analysis of the small hole leakage accident of a 26500m3 methanol storage tank. After screening， adverse meteorological conditions were determined， the methanol leakage rate and mass evaporation rate were calculated， and the suggestions on accident impact scope and field disposal police boundaries were given.

【關(guān)鍵詞】甲醇儲(chǔ)罐;小孔泄漏;情景分析

【Keywords】methanol storage tank; small hole leakage; scenario analysis

【中圖分類(lèi)號(hào)】X937? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0167-02

1 概述

化工企業(yè)的產(chǎn)品儲(chǔ)罐往往是廠內(nèi)最主要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源，現(xiàn)階段，常因環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告中缺乏對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)范圍的確定，應(yīng)急預(yù)案未根據(jù)事故大小詳細(xì)給出科學(xué)合理的警界范圍，導(dǎo)致在事故現(xiàn)場(chǎng)處置的過(guò)程中無(wú)法迅速鎖定環(huán)境應(yīng)急救援范圍，也無(wú)法預(yù)判受影響范圍內(nèi)疏散人群的數(shù)量，給現(xiàn)場(chǎng)處置工作帶來(lái)一定的困難和問(wèn)題[1]。

西北某煤制甲醇生產(chǎn)企業(yè)年生產(chǎn)能力為60萬(wàn)t，采用多元料漿氣化專(zhuān)利技術(shù)、超優(yōu)克勞斯硫回收技術(shù)等國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)和裝備，主產(chǎn)品為甲醇，副產(chǎn)品為硫磺、液氧、液氬等。公司甲醇成品罐區(qū)位于廠區(qū)內(nèi)西北角，有3座直徑為44m的26500m3內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，中間罐區(qū)設(shè)有2個(gè)直徑為21m的粗甲醇罐，罐容5000m3，2個(gè)直徑為11.5m的精甲醇罐，罐容1000m3。該企業(yè)所在地地面高程1270m，年平均風(fēng)速為1.8m/s，年平均氣溫為8.5℃。甲醇具有引發(fā)火災(zāi)、爆炸、容器爆炸、中毒等危險(xiǎn)特性，在生產(chǎn)、輸配和儲(chǔ)存的各個(gè)環(huán)節(jié)，都可能發(fā)生泄漏事故。罐區(qū)設(shè)有圍堰，發(fā)生泄漏事故時(shí)，泄漏物料通過(guò)圍堰截流，泄漏甲醇一般不會(huì)進(jìn)入廠外環(huán)境或當(dāng)?shù)厮w，可能導(dǎo)致廠區(qū)內(nèi)工作人員中毒并造成區(qū)域大氣環(huán)境污染，或遇明火發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。根據(jù)《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法》（HJ 941-2018）判定企業(yè)突發(fā)大氣環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為重大（Q3-M2-E2），企業(yè)突發(fā)水環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為較大（Q3-M2-E3），因此，企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為重大[2]。

2 源強(qiáng)計(jì)算

假定該甲醇儲(chǔ)罐發(fā)生小孔泄漏，小孔孔徑為l～50mm，使用EIAPro 2018集成的風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)模型軟件（按照伯努利方程）計(jì)算直徑為44m的26500m3內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐在發(fā)生泄漏事故的情況下的泄漏速率，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

計(jì)算結(jié)果表明，在不同裂口面積下的甲醇液體泄漏速率為0.111～5.59kg/s。假定該泄漏事件可以在10min內(nèi)得到控制，則此時(shí)間范圍的甲醇泄漏量為0.0666～3.354t。

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 169—2018），按照環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)一級(jí)評(píng)價(jià)工作要求，選取最不利的氣象條件及事故發(fā)生地的最常見(jiàn)氣象條件分別進(jìn)行后果預(yù)測(cè)[3]。甲醇儲(chǔ)罐泄漏形成液池后的質(zhì)量蒸發(fā)速率計(jì)算結(jié)果如表2所示。

計(jì)算結(jié)果表明，在當(dāng)?shù)刈畛Ｒ?jiàn)氣象條件下的液池質(zhì)量蒸發(fā)速率大于技術(shù)導(dǎo)則要求的最不利氣象條件下的液池質(zhì)量蒸發(fā)速率，因此，甲醇儲(chǔ)罐事故情景設(shè)置為在當(dāng)?shù)刈畛Ｒ?jiàn)氣象條件下，甲醇儲(chǔ)罐出現(xiàn)直徑為50mm的裂口，持續(xù)泄漏時(shí)間10min，甲醇液池質(zhì)量蒸發(fā)量約為0.022～0.883t。

3 環(huán)境影響分析

3.1 地表水環(huán)境

經(jīng)調(diào)查，甲醇儲(chǔ)罐所在儲(chǔ)罐區(qū)的圍堰容積為23232m3，可接納甲醇泄漏量為18353t，遠(yuǎn)大于該甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏時(shí)的最大泄漏量。因此，當(dāng)甲醇儲(chǔ)罐小孔發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏液體將全部收集于事故圍堤內(nèi)，不會(huì)對(duì)地面水環(huán)境造成影響，即該甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏對(duì)地面水環(huán)境的影響距離為0。

3.2 地下水環(huán)境和土壤

由于該甲醇儲(chǔ)罐在發(fā)生小孔泄漏時(shí)對(duì)地面水環(huán)境的影響距離最遠(yuǎn)至該甲醇儲(chǔ)罐的圍堤內(nèi)，且該甲醇儲(chǔ)罐所在儲(chǔ)罐區(qū)的地面已進(jìn)行地面硬化防滲處理，因此，當(dāng)該甲醇儲(chǔ)罐發(fā)生小孔泄漏時(shí)，不會(huì)對(duì)土壤環(huán)境和地下水環(huán)境造成影響，即該甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏對(duì)地下水環(huán)境的影響距離為0，對(duì)土壤環(huán)境的影響距離為0。

3.3 大氣環(huán)境

甲醇液體的揮發(fā)物是一種有毒的易燃易爆品，甲醇大氣毒性終點(diǎn)濃度值1為9400mg/m3，大氣毒性終點(diǎn)濃度值2值為2700mg/m3。在當(dāng)?shù)刈畛Ｒ?jiàn)的氣象條件下，對(duì)直徑為50mm的小孔泄漏形成液池的質(zhì)量蒸發(fā)氣團(tuán)源強(qiáng)采用AFTOX模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。各閾值的影響區(qū)域?qū)?yīng)的位置如表3所示，下風(fēng)向2m高度處軸線濃度-距離關(guān)系曲線如圖1所示。

預(yù)測(cè)結(jié)果表明，該甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏因質(zhì)量蒸發(fā)導(dǎo)致下風(fēng)向2m高度處的環(huán)境空氣中，對(duì)人體致死的影響距離為0，對(duì)人體健康的影響距離為0～80m，90%的危害區(qū)長(zhǎng)度為下風(fēng)向170m，方位和寬度（度）為180±45°。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該企業(yè)甲醇儲(chǔ)罐發(fā)生小孔泄漏時(shí)進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析，可得到以下主要結(jié)論：

①直徑為44m的26500m3內(nèi)浮頂甲醇儲(chǔ)罐發(fā)生小孔泄漏時(shí)，10min內(nèi)的甲醇泄漏量為0.0666～3.354t，泄漏甲醇形成液池后的蒸發(fā)量為0.022～0.883t。

②在裂口面積不同的條件下，甲醇儲(chǔ)罐小孔發(fā)生泄漏時(shí)，對(duì)地面水環(huán)境、地下水環(huán)境、土壤環(huán)境、人體致死的影響距離均為0，對(duì)人體健康的影響距離為0～80m，90%危害區(qū)長(zhǎng)度為下風(fēng)向170m，方位和寬度（度）為180±45°。

③在甲醇儲(chǔ)罐小孔泄漏環(huán)境應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)處置時(shí)，在未發(fā)生火災(zāi)或爆炸時(shí)建議警界范圍為170m，進(jìn)入事故影響范圍內(nèi)的處置人員應(yīng)佩戴呼吸防護(hù)器。

【參考文獻(xiàn)】

【1】環(huán)辦〔2010〕10號(hào).環(huán)境保護(hù)部辦公廳關(guān)于印發(fā)《石油化工企業(yè)環(huán)境應(yīng)急預(yù)案編制指南》的通知[Z].

【2】HJ 941—2018 企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法[S].

【3】HJ 169—2018 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則[S].