危險化學(xué)品重大危險源辨識探討

覃娟(北京石油化工工程有限公司西安分公司，陜西 西安 710075)

0 引言

化工生產(chǎn)中涉及的化學(xué)品種類繁多，且大多數(shù)屬于危險化學(xué)品。危險化學(xué)品重大危險源是“兩重點一重大”的主要內(nèi)容之一。因此，合理地辨識危險化學(xué)品重大危險源，有利于設(shè)計單位更好地指導(dǎo)與安全相關(guān)的工程設(shè)計，有利于化工企業(yè)制定化工過程風(fēng)險管理制度，加強(qiáng)危險化學(xué)品的安全管理和危險化學(xué)品重大危險源的安全監(jiān)督管理，防止和減少危險化學(xué)品事故的發(fā)生，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全，保護(hù)環(huán)境。

1 相關(guān)名詞、術(shù)語釋義

1.1 危險化學(xué)品

《危險化學(xué)品安全管理條例》第一章第三條及GB 18218—2018《危險化學(xué)品重大危險源辨識》第3.1條均對危險化學(xué)品進(jìn)行了定義：具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質(zhì)，對人體、設(shè)施、環(huán)境具有危害的劇毒化學(xué)品和其他化學(xué)品[1-2]。

1.2 危險化學(xué)品重大危險源

危險化學(xué)品重大危險源(以下簡稱“重大危險源”)：長期地或臨時地生產(chǎn)、儲存、使用和經(jīng)營危險化學(xué)品，且危險化學(xué)品的數(shù)量等于或超過臨界量的單元[2]。

1.3 單元

涉及危險化學(xué)品的生產(chǎn)、儲存裝置、設(shè)施或場所，包括生產(chǎn)單元和儲存單元。生產(chǎn)單元：危險化學(xué)品的生產(chǎn)、加工及使用等的裝置及設(shè)施，當(dāng)裝置及設(shè)施之間有切斷閥時，以切斷閥作為分隔界限劃分為獨立的單元[2]。儲存單元：用于儲存危險化學(xué)品的儲罐或倉庫組成的相對獨立的區(qū)域，儲罐區(qū)以罐區(qū)防火堤為界限劃分為獨立的單元，倉庫以獨立庫房(獨立建筑物)為界限劃分為獨立的單元[2]。

1.4 臨界量

某種或某類危險化學(xué)品構(gòu)成重大危險源所規(guī)定的最小數(shù)量[2]。

2 某煤化工項目基本情況

該煤化工項目主要包括卸儲煤裝置、甲醇聯(lián)合中心、乙醇裝置、動力站、空分裝置、成品罐區(qū)等。本文主要針對甲醇聯(lián)合中心進(jìn)行重大危險源辨識。甲醇聯(lián)合中心包括氣化裝置、變換裝置、凈化裝置、氣分裝置、甲醇裝置(包括工藝裝置及甲醇中間罐區(qū))、硫磺裝置(包括工藝裝置及硫磺倉庫)。根據(jù)《危險化學(xué)品目錄(2015版)》，甲醇聯(lián)合中心涉及的主要危險化學(xué)品有合成氣 (CO、CO2、H2、CH4、H2S、NH3)、NaOH、SO2、氮氣、氧氣、甲醇、丙烯、硫磺等。

3 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

GB 18218—2018規(guī)定，危險化學(xué)品根據(jù)其危險特性及其數(shù)量進(jìn)行重大危險源辨識，重大危險源分為生產(chǎn)單元重大危險源和儲存單元重大危險源。為了更好地理解和掌握GB 18218—2018相關(guān)內(nèi)容，本文就危險化學(xué)品的界定、單元劃分、危險化學(xué)品實際存在量等問題進(jìn)行了探討。

3.1 危險化學(xué)品的界定

屬于重大危險源辨識范圍內(nèi)的危險化學(xué)品詳見GB 18218—2018的表1及表2。在該標(biāo)準(zhǔn)中，表1列舉了85種危險化學(xué)品及其臨界量，表2對未在表1中列舉的危險化學(xué)品及其臨界量按其危險性類別，進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)充。在進(jìn)行重大危險源辨識之前，還需注意以下兩點：(1)表2中，屬于類別2 和類別3的易燃液體的臨界量跟其具體工況有關(guān)，需結(jié)合其工作溫度及操作壓力進(jìn)行危險化學(xué)品類別的辨識；(2)表2涉及的危險化學(xué)品類別可結(jié)合《危險化學(xué)品目錄(2015版)》及GB 30000—2013《化學(xué)品分類和標(biāo)簽規(guī)范》進(jìn)行辨識。

3.2 單元劃分

根據(jù)定義，獨立的生產(chǎn)單元以裝置及設(shè)施之間的切斷閥作為分隔界限。在實際工程設(shè)計中，如果機(jī)械地根據(jù)定義進(jìn)行生產(chǎn)單元的劃分，而忽略了幾個生產(chǎn)裝置之間的關(guān)聯(lián)度，則有可能減小了生產(chǎn)單元的重大危險源數(shù)量或降低了其重大危險源級別，導(dǎo)致在實際的工程設(shè)計中，相關(guān)的危險化學(xué)品重大危險源安全監(jiān)督管理要求有所降低，在某一生產(chǎn)裝置發(fā)生事故時，有可能導(dǎo)致較大的連鎖反應(yīng)，從而導(dǎo)致更大的生產(chǎn)事故的發(fā)生?；诖耍ㄗh將關(guān)聯(lián)度較緊密的生產(chǎn)裝置作為一套聯(lián)合裝置進(jìn)行重大危險源辨識與分級。

生產(chǎn)裝置中間罐組，當(dāng)其與周邊裝置、設(shè)施之間的防火間距滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求時，可認(rèn)為中間罐組的防火間距設(shè)計安全合理，結(jié)合其內(nèi)部的防火設(shè)計，可有效防止和減少化工項目的火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財產(chǎn)安全。此種情況，建議將生產(chǎn)裝置中間罐組按照儲存單元進(jìn)行重大危險源辨識與分級。

3.3 危險化學(xué)品實際存在量

相關(guān)研究表明，生產(chǎn)單元部分設(shè)備設(shè)施(如：換熱器、冷凝器、再沸器、壓縮機(jī)、機(jī)泵、過濾器、物料管線等)危險化學(xué)品存量較小，其內(nèi)危險化學(xué)品存量約為本單元主要設(shè)備存量的10%～15%。開展辨識時只需對存量大的主要設(shè)備(如：塔器、回流罐、反應(yīng)器、緩沖罐、分離罐等)進(jìn)行定量計算，將主要設(shè)備危險化學(xué)品存量再乘以1.10～1.15倍數(shù)，可得出生產(chǎn)單元內(nèi)危險化學(xué)品的實際存在量(臨界量小于5 t的除外)。

4 重大危險源辨識

4.1 危險化學(xué)品實際存在量

由以上分析可知，本文提到的煤化工項目的甲醇聯(lián)合中心(以下簡稱“甲醇聯(lián)合中心”)，屬于重大危險源辨識范圍內(nèi)的危險化學(xué)品有合成氣 (CO、CO2、H2、CH4、H2S、NH3)、SO2、氧氣、甲醇、丙烯。

甲醇聯(lián)合中心各裝置的危險化學(xué)品實際存在量如表1所示。

表1 甲醇液體混合物的急性毒性計算

4.2 重大危險源辨識與分級

4.2.1 重大危險源辨識

屬于重大危險源辨識范圍內(nèi)的危險化學(xué)品的實際存在量超過其臨界量，包括以下兩種情況：

(1)單元內(nèi)的危險化學(xué)品為單一品種時，其實際存在量達(dá)到或超過其對應(yīng)的臨界量；

(2)單元內(nèi)存在多種危險化學(xué)品，按下式計算，若滿足S＞1，則判定為重大危險源：

式中：S為辨識指標(biāo)；q1、q2…qn為存在量 (t)；Q1、Q2…Qn為臨界量(t)。

甲醇聯(lián)合中心各裝置的合成氣(包括粗合成氣、變換氣、非變換氣、酸性氣)，其流體種類繁多，僅凈化裝置就多達(dá)150種，而屬于重大危險源辨識范圍內(nèi)的危險化學(xué)品組分濃度千差萬別，在此基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行定量計算的設(shè)備及管線更是數(shù)量龐大，導(dǎo)致定量計算工作很難開展。選取代表性物質(zhì)進(jìn)行定量計算，顯得尤為重要。各合成氣的屬于重大危險源辨識范圍內(nèi)的危險化學(xué)品組分主要為CO、H2；有些合成氣的CO、H2組分較少，H2S或NH3組分比較多，但從整體裝置分析，當(dāng)代表性物質(zhì)選取合理時，定量計算結(jié)果比較合理，可對重大危險源辨識結(jié)果起到很好的支撐作用。根據(jù)以往項目經(jīng)驗，經(jīng)過相關(guān)研究分析，選擇煤氣(CO、CO和H2、CH4的混合物等)作為代表性物質(zhì)進(jìn)行定量計算，比較合理可行。由以上分析可知，氣化裝置、變換裝置、凈化裝置、氣分裝置、甲醇裝置(不包括甲醇中間罐區(qū))、硫磺裝置的關(guān)聯(lián)度較緊密，作為一套聯(lián)合裝置(甲醇聯(lián)合中心)進(jìn)行重大危險源辨識。甲醇裝置中的甲醇中間罐區(qū)，其與周邊裝置、設(shè)施之間的防火間距滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，將其按照儲存單元進(jìn)行重大危險源辨識。

4.2.2 重大危險源分級

(1)分級依據(jù)。依據(jù)GB 18218—2018的規(guī)定進(jìn)行分級。

(2)危險化學(xué)品重大危險源分級的計算方法

依據(jù)GB 18218—2018，合成氣、丙烯、甲醇的危險化學(xué)品校正系數(shù)β分別為2、1.5、1。由于本項目處于園區(qū)內(nèi)，周邊500 m范圍內(nèi)常住人口少于30人，故暴露人員校正系數(shù)α為1。

4.3 重大危險源辨識與分級結(jié)果

各單元的重大危險源辨識與分級結(jié)果如表2所示。

表2 各單元重大危險源分級結(jié)果

5 結(jié)論與建議

(1)本文討論的某煤化工項目的各裝置的關(guān)聯(lián)度較緊密，作為一套聯(lián)合裝置(甲醇聯(lián)合中心)進(jìn)行重大危險源辨識與分級。甲醇裝置中的甲醇中間罐區(qū)，其與周邊裝置、設(shè)施之間的防火間距滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，將其按照儲存單元進(jìn)行重大危險源辨識與分級?？傻贸鲚^為合理的結(jié)論：經(jīng)過合理辨識，甲醇聯(lián)合中心(生產(chǎn)單元)、甲醇中間罐區(qū)(儲存單元)均構(gòu)成重大危險源；經(jīng)過綜合分級，甲醇聯(lián)合中心(生產(chǎn)單元)構(gòu)成三級重大危險源，甲醇中間罐區(qū)(儲存單元)構(gòu)成四級重大危險源?；诖耍状悸?lián)合中心(生產(chǎn)單元)與甲醇中間罐區(qū)(儲存單元)可根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》進(jìn)一步落實其相關(guān)設(shè)計的合理性。

(2)根據(jù)GB 18218—2018，結(jié)合相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及規(guī)范性文件，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，經(jīng)過綜合分析，建議較全面地分析和理解危險化學(xué)品的界定、單元劃分、危險化學(xué)品實際存在量等問題，以便更好地進(jìn)行危險化學(xué)品重大危險源的辨識與分級。

(3)當(dāng)危險化學(xué)品混合物情況很復(fù)雜時，建議合理地選定代表性物質(zhì)，使定量計算結(jié)果和重大危險源辨識與分級結(jié)果更加有理有據(jù)，合情合理。