化工園區(qū)危險化學(xué)品儲存風(fēng)險識別及事故演化分析

暢 通，王 聰，裴玉龍

(1.山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250000;2.利華益集團(tuán)利津煉化有限公司，山東 東營 257000)

通過國內(nèi)外化工園區(qū)?；钒踩鹿实膱蟮腊l(fā)現(xiàn)，園區(qū)?；返墓芾砗捅O(jiān)督上與國外還存在一定的差距。比如天津港?；穫}庫特大爆炸事件，無論是惡劣程度還是影響力堪稱國內(nèi)之最。此后有關(guān)化工園區(qū)危化品的監(jiān)管是否達(dá)到要求引起了很多專業(yè)學(xué)者的注意，最終通過有關(guān)專家和調(diào)查人員的深入分析，發(fā)現(xiàn)這是一起由于人為因素而造成的事故，這再次佐證了園區(qū)危化品的監(jiān)督和管理還存在很多疏漏和不足，而本文通過對?；吩趦Υ孢^程中存在的各種風(fēng)險進(jìn)行分析，并提出有效地管控方案，這對我國化工園區(qū)?；穬Υ姘踩木哂鞋F(xiàn)實(shí)意義。

1 化工園區(qū)?；穬Υ骘L(fēng)險辨識

1.1 園區(qū)概況風(fēng)險辨識

為了從整體上把握危化品儲存的所有風(fēng)險，要首先確定園區(qū)選址以及儲存的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)地風(fēng)險級別，進(jìn)而使整個風(fēng)險識別具有一定的全局性。主要參考《石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離》(SH3093-1999)、《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》(GB50187-2012)、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50160-2008)等對園區(qū)風(fēng)險進(jìn)行辨識。對工業(yè)園區(qū)所在的自然環(huán)境進(jìn)行風(fēng)險辨識具體的內(nèi)容包括氣象條件、風(fēng)向條件，并對園區(qū)附近的各種相關(guān)情況進(jìn)行全面匯總；而對園區(qū)的選址進(jìn)行風(fēng)險辨識主要標(biāo)準(zhǔn)是參考《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》以及《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》，而對各類?；a(chǎn)品的儲存，設(shè)施建設(shè)以及各設(shè)施之間的距離進(jìn)行風(fēng)險辨識的依據(jù)是《石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離》。主要采用地風(fēng)險辨識方法為安全檢查表法。

1.2 儲存設(shè)施風(fēng)險辨識

應(yīng)著重對儲存設(shè)施可能存在的風(fēng)險進(jìn)行辨識。國內(nèi)對?；愤M(jìn)行儲存的有兩種儲存方式，一種為儲罐儲存，儲存的物質(zhì)通常為化學(xué)液體或氣體；另外一種是倉庫儲存，這種儲存設(shè)施經(jīng)常存儲的是固態(tài)物質(zhì)，比如液體鋼瓶、氣體鋼瓶等。以下內(nèi)容為，對這兩種儲存設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險識別的詳細(xì)描述。

1.2.1 危化品儲罐風(fēng)險辨識

對危險化學(xué)品采用儲罐的方式進(jìn)行儲存，當(dāng)儲存罐由于某種原因發(fā)生泄漏時就會導(dǎo)致潛在的事故發(fā)生。根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為浮頂儲罐以及固定頂儲罐。而對于易燃、有毒氣體儲存方式可以分為地面和地下兩種方式儲存。我國化工園區(qū)多采取地上儲罐儲存方式，當(dāng)體積超過100 m3時采用球形儲罐，不超過50 m3時采用的是臥式圓筒形儲罐。而引起儲罐發(fā)生泄漏的主要因素有設(shè)備、管理、環(huán)境以及其他不可預(yù)見的因素。具體對儲罐儲存失效引發(fā)事故地風(fēng)險具體識別如圖1所示。

圖1 危險化學(xué)品儲罐風(fēng)險辨識

1.2.2 危化品倉庫風(fēng)險辨識

對于采用倉庫的形式儲存化學(xué)危險品，常見的事故直接原因是危險品物質(zhì)泄漏或失火導(dǎo)致的儲存設(shè)施失效。一旦?；穬Υ嬖O(shè)備出現(xiàn)故障，?；窌孤叮捎谧陨頎顟B(tài)極其不穩(wěn)定，在遇到明火的狀態(tài)下，極易出現(xiàn)火災(zāi)或爆炸事故。而根據(jù)不同化學(xué)物質(zhì)的特性，常用的儲存方式為密封式和露天式。而依照《常用危險化學(xué)品儲存通則》中要求危險化學(xué)品只能采用密閉式倉庫。而危險化學(xué)品在倉庫中的主要存儲形式為堆垛式，甚至同一倉庫會存儲多種類型的危險化學(xué)品。而導(dǎo)致儲存危險化學(xué)品的倉庫發(fā)生失效的主要因素有危險化學(xué)品自身性質(zhì)原因、管理、環(huán)境以及其他的不可抗拒的因素。危險化學(xué)品倉庫發(fā)生儲存失效引發(fā)事故地風(fēng)險辨識如圖2所示。

圖2 危險化學(xué)品倉庫風(fēng)險辨識

2 儲存危險物質(zhì)辨識

危險化學(xué)品的種類多種多樣，包括原材料、半成品、成品等。其中對化學(xué)品加工的每一個環(huán)節(jié)都具有一定的危險性，都可能因此產(chǎn)生安全事故，而引發(fā)事故嚴(yán)重程度的原因則取決于案發(fā)現(xiàn)場的化學(xué)物質(zhì)。所以必須具備對園區(qū)所儲存的物質(zhì)進(jìn)行風(fēng)險識別的基礎(chǔ)。而認(rèn)識化學(xué)物質(zhì)的主要依據(jù)是《危險化學(xué)品名錄》，其中記載了很多常見的危險化學(xué)品物質(zhì)。具體的分類如表1所示。

表1 常見化工園區(qū)儲存物質(zhì)類別

2.1 易燃性

對于危險化學(xué)品按照依然性進(jìn)行分類的原則是依據(jù)GB50183《原油和天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》以及GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》，與舊版本相比，新修訂的版本的內(nèi)容更加詳細(xì)和統(tǒng)一，具體如表2所示。

表2 可燃液體、氣體火災(zāi)危險性分類

化工企業(yè)所使用的原材料以及生產(chǎn)的成品多以液體和可燃?xì)怏w存在，按照閃點(diǎn)不同可分為甲、乙、丙類三類。甲類中常見的化學(xué)品為原油和汽油，其閃點(diǎn)為28℃，其特性為易揮發(fā)，且遇到明火即可發(fā)生起火或爆炸。乙類的閃點(diǎn)，介于28℃與60℃之間，常見的化學(xué)品為煤油和航空燃料。丙類的閃點(diǎn)高于60℃，代表性的化學(xué)品為柴油，這類物質(zhì)的共同點(diǎn)是不易揮發(fā)，在常溫狀態(tài)下不會自動生成具有爆炸性的化學(xué)氣體。

2.2 易爆性

有一些?；肪哂幸讚]發(fā)性，揮發(fā)的氣體與空氣結(jié)合以后形成混合氣體，當(dāng)其達(dá)到一定濃度后，遇火就會引起爆炸或燃燒。而越寬的爆炸濃度范圍，下限濃度越低則產(chǎn)生爆炸的可能性就越大。易燃物品在空氣中燃燒過程中，隨著濃度的不同其燃燒特性也會發(fā)生變化，可能會伴隨爆炸性燃燒。。

2.3 毒性

化工園區(qū)對于有毒氣體的中毒閾值常采用的標(biāo)準(zhǔn)是來自美國的應(yīng)急響應(yīng)規(guī)劃指南(ERPGs)。按照美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會所制定的標(biāo)準(zhǔn)，ERPGs代表作業(yè)人員在緊急狀況下，在有毒環(huán)境中作業(yè)持續(xù)1～24 h，其能接受的有毒氣體濃度，濃度共有三個等級分別是ERPGS-1、ERPGS-2、ERPGS-3，具體的傷害情況如表3所示。

表3 物料毒性傷害等級

3 化工園區(qū)危化品儲存環(huán)節(jié)事故類型及演化過程分析

3.1 化工園區(qū)?；穬Υ姝h(huán)節(jié)事故類型

通常狀態(tài)下，?；肥窃诜€(wěn)定的環(huán)境中儲存著，比如儲罐和倉庫，但當(dāng)這些儲存危化品的設(shè)備發(fā)生失效時，會出現(xiàn)一系列問題，下文將分類詳細(xì)論述：

(1)普通失效：這是很多儲存設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的失效因素，比如腐蝕、焊接出現(xiàn)問題、儲罐排氣孔無法正常使用等。

(2)外部沖擊失效：由于儲存裝置受到外力的撞擊或受力，而造成儲存設(shè)備無法正常使用。

(3)裝卸失效：由于儲存設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)輸前裝卸的過程中受到外力因素的影響而失去儲存能力。

(4)特定的實(shí)效：由于儲存設(shè)備受到了某種特定因素的影響，導(dǎo)致儲罐內(nèi)的危險品發(fā)生了泄漏，在遇到明火時會發(fā)生如下事故：

①火災(zāi)事故：易燃易爆的危險化學(xué)品當(dāng)遇到火源(靜電、明火、雷擊等)，就非常易引發(fā)火災(zāi)事故。

②爆炸事故：當(dāng)易燃易爆危險化學(xué)品泄露而又遇到火源時，由于危險品的能量在短時間內(nèi)大量釋放，從而引發(fā)爆炸，爆炸類型通常有蒸汽云爆炸、閃蒸爆炸等。

③中毒事故：有些危險化學(xué)品比如氯氣等泄漏以后，會對周圍的環(huán)境造成大面積的污染，從而引發(fā)中毒事故。

④事故多米諾效應(yīng)：當(dāng)園區(qū)某一點(diǎn)發(fā)生危險品安全事故時，可能會引起其他地點(diǎn)的危險化學(xué)品發(fā)生事故，進(jìn)而引起連鎖反應(yīng)，也就是多米諾骨效應(yīng)。

3.2 化工園區(qū)危化品儲存環(huán)節(jié)事故演化過程

通過引入事故致因理論，對化工園區(qū)產(chǎn)生的安全事故進(jìn)行初步分析，對事故的整個演化過程進(jìn)行邏輯抽象，對導(dǎo)致化工園區(qū)危險品事故的每一個環(huán)節(jié)都假設(shè)為造成事故的原因，再通過深入的調(diào)查逐漸確定引起事故的具體原因，調(diào)查事故的具體步驟包括事故能量、事故成因、事故機(jī)理、觸發(fā)條件、失效狀態(tài)，點(diǎn)火類型以及事故后果等，詳細(xì)如圖3所示。

圖3 基于事故致因理論的化工園區(qū)?；穬Υ媸鹿恃莼^程

4 提高我國化工園區(qū)危化品儲存管理的建議

4.1 加強(qiáng)?；啡芷诘姆煞ㄒ?guī)建設(shè)

目前對于有關(guān)危險品經(jīng)營儲存和管理的相關(guān)法律條文有《?；钒踩芾?xiàng)l例》《常用化學(xué)危險品儲存通則》《使用有毒物品作業(yè)場所勞動保護(hù)條例》等，要求法律在制定的過程中一定要明確危險品從生產(chǎn)到運(yùn)輸?shù)奖９芤约暗绞褂没蛘邎髲U的整個周期內(nèi)都要有詳細(xì)的規(guī)定，對每一個環(huán)節(jié)都要有詳細(xì)的內(nèi)容和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并要求相關(guān)單位嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作和制定相應(yīng)的儲存設(shè)施和管控體系，同時對于每個環(huán)節(jié)都要責(zé)任到人，當(dāng)出現(xiàn)危險品安全事故時，根據(jù)造成的原因?qū)ο嚓P(guān)責(zé)任人進(jìn)行追責(zé)，另外，從法律角度增強(qiáng)相關(guān)人員的安全意識，迫使他們對安全防范更加主動，確保有關(guān)?；返谋O(jiān)管和監(jiān)督有法可依。

4.2 建立健全?；啡芷诘陌踩芸啬Ｊ?/h3>

?；返谋O(jiān)督和管理是一個系統(tǒng)的過程，只有對每一個環(huán)節(jié)制定詳細(xì)的防范制度，才能將發(fā)生事故的概率降到最低。從國家層面來講，對于?；匪鶢砍兜拿恳粋€環(huán)節(jié)的管理都要明確具體的部門，防止出現(xiàn)部門之間的扯皮現(xiàn)象，提高防范效率。從行業(yè)層面來講，?；匪鶢砍兜母鱾€行業(yè)，行業(yè)協(xié)會要根據(jù)每個行業(yè)不同的情況，制定相應(yīng)的管理?xiàng)l例和操作規(guī)范，加強(qiáng)安全教育，制定安全措施，確保所有的環(huán)節(jié)都有健全的安全管控模式。

4.3 加強(qiáng)安全生產(chǎn)監(jiān)管隊(duì)伍建設(shè)

俗話說事在人為，再健全的法律制度和行業(yè)操作規(guī)范，如果操作人員不能按照上述要求進(jìn)行操作，依然會增加?；钒l(fā)生事故的概率，因此，首先要培訓(xùn)一批能力強(qiáng)、專業(yè)素質(zhì)高、技術(shù)過硬、有擔(dān)當(dāng)?shù)牟僮魅藛T。其次要培訓(xùn)一批責(zé)任心強(qiáng)、不怕苦、不怕累的監(jiān)管人員。這樣就可以將引發(fā)事故的人為因素降到最低。

5 結(jié)論

化工園區(qū)是一個非常特殊的位置，一旦發(fā)生事故會造成非常嚴(yán)重的后果，關(guān)于園區(qū)儲存的風(fēng)險識別國內(nèi)外的一些學(xué)者也進(jìn)行了相應(yīng)的研究，專門針對化工園區(qū)儲存環(huán)節(jié)的風(fēng)險識別所研究的內(nèi)容還非常有限。應(yīng)該充分了解引發(fā)化學(xué)安全事故的機(jī)理以及整個事故的演化過程。為了避免或減少事故的發(fā)生，還應(yīng)建立健全相應(yīng)的法律制度和行業(yè)規(guī)范。同時，對?；氛麄€周期中的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)說明，并確保各化工單位按照相應(yīng)法律的規(guī)定制定安全防范制度，這樣就能夠最大限度的降低由于?；穬Υ娌划?dāng)引發(fā)事故的概率，從而避免國家財產(chǎn)造成損失，人民群眾生命受到傷害。