油氣處理終端環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防范對(duì)策

陳欣維 陳袁袁

(1.中海石油環(huán)保服務(wù)(天津)有限公司；2.海油環(huán)境科技(北京)有限公司)

0 引 言

陸地油氣處理終端是海上油氣開(kāi)發(fā)產(chǎn)出物的初級(jí)綜合加工廠[1]。海上油氣平臺(tái)產(chǎn)出的物流(一般為油、氣、水混合物)通過(guò)混輸管線輸送至陸地油氣處理終端，經(jīng)過(guò)脫水、穩(wěn)定等工藝處理后，合格原油進(jìn)入儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)存外運(yùn)；分離出的天然氣進(jìn)入天然氣處理系統(tǒng)經(jīng)脫水、制冷、分餾、凈化、液化等工藝生產(chǎn)液化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)。油氣處理終端涉及的物料如原油、LPG、LNG等，均為易燃易爆危險(xiǎn)品，一旦發(fā)生事故，會(huì)對(duì)環(huán)境空氣、地表水、地下水、土壤環(huán)境等造成污染，因此其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尤為重要[2]。

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》(后文簡(jiǎn)稱(chēng)《導(dǎo)則》)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和最大可信事故設(shè)定等內(nèi)容做出了詳細(xì)規(guī)定，同時(shí)給出了不同泄漏事故類(lèi)型的泄漏頻率推薦值，使得環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)導(dǎo)則的可操作性大大提高。本文應(yīng)用《導(dǎo)則》對(duì)油氣處理終端的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估并明確環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故情形，最后提出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范對(duì)策。

1 油氣處理終端的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

以某典型油氣處理終端項(xiàng)目A為例，說(shuō)明油氣處理終端的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程。

A油氣處理終端位于某濱海工業(yè)園區(qū)內(nèi)，主要包括原油處理及儲(chǔ)運(yùn)工程、天然氣處理及儲(chǔ)運(yùn)工程、公用工程和環(huán)保工程。其中，生產(chǎn)裝置包括：原油穩(wěn)定單元設(shè)計(jì)規(guī)模為6 000 m3/d，原油脫水單元設(shè)計(jì)規(guī)模為2 800 m3/d，天然氣處理單元設(shè)計(jì)規(guī)模為4104Nm3/d；儲(chǔ)運(yùn)工程包括：陸地混輸管線13.86 km，原油儲(chǔ)罐33 000 m3，LPG儲(chǔ)罐21 000 m3，LNG儲(chǔ)罐15 000 m3。

1.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別包括物質(zhì)危險(xiǎn)性識(shí)別和生產(chǎn)系統(tǒng)危險(xiǎn)性識(shí)別，通過(guò)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，最終確定陸地油氣處理終端的主要危險(xiǎn)物質(zhì)并劃分危險(xiǎn)單元[3]。

1)物質(zhì)危險(xiǎn)性識(shí)別

陸地油氣處理終端的產(chǎn)品主要包括原油、LPG和LNG。此外，天然氣液化裝置制冷劑罐區(qū)存儲(chǔ)乙烯、丙烷、異戊烷。以上物質(zhì)均具備易揮發(fā)、易燃燒的性質(zhì)。

2)生產(chǎn)系統(tǒng)危險(xiǎn)性識(shí)別

油氣處理終端主要包括終端廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)施和陸上混輸管線。根據(jù)危險(xiǎn)物質(zhì)的分布情況，本項(xiàng)目危險(xiǎn)單元主要包括：陸上混輸管線、原油儲(chǔ)罐區(qū)、LPG儲(chǔ)罐區(qū)、LNG儲(chǔ)罐區(qū)、裝置區(qū)制冷劑儲(chǔ)罐區(qū)、汽車(chē)裝卸區(qū)。

3)風(fēng)險(xiǎn)事故類(lèi)型識(shí)別

油氣處理終端內(nèi)物料儲(chǔ)罐區(qū)、汽車(chē)裝卸區(qū)、油氣處理裝置區(qū)以及陸地混輸管線，均可能發(fā)生原油和烴類(lèi)氣體/液化氣的泄漏，以及泄漏物質(zhì)遇到火源可能引起火災(zāi)和爆炸。

4)環(huán)境轉(zhuǎn)移途徑識(shí)別

油氣處理終端發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故影響環(huán)境的途徑主要包括通過(guò)污染環(huán)境空氣、地表水、地下水和土壤環(huán)境，進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目周邊的環(huán)境敏感目標(biāo)造成影響[4]，具體分析見(jiàn)表1。

表1 油氣處理終端風(fēng)險(xiǎn)事故環(huán)境轉(zhuǎn)移途徑識(shí)別

1.2 風(fēng)險(xiǎn)事故情形分析

1)風(fēng)險(xiǎn)事故情形設(shè)定

在物質(zhì)和生產(chǎn)系統(tǒng)危險(xiǎn)性識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)事故類(lèi)別識(shí)別的基礎(chǔ)上，結(jié)合油氣處理終端的項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇對(duì)環(huán)境影響較大并具有代表性的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故類(lèi)型，設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)事故情形[5]。

油氣處理終端儲(chǔ)運(yùn)物質(zhì)為原油、LPG和LNG，儲(chǔ)罐區(qū)和輸送管線中的物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生泄漏事故，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)和爆炸，對(duì)環(huán)境造成二次污染。按照風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型、風(fēng)險(xiǎn)源、事故成因及其環(huán)境危害，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型和危害分析見(jiàn)表2。

表2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型和危害分析

2)最大可信事故

最大可信事故是基于經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，在一定可能性區(qū)間內(nèi)發(fā)生的事故中，造成環(huán)境危害最嚴(yán)重的事故[6]。因此，最大可信事故的確定需要考慮兩方面因素：一是事故發(fā)生的可能性(一般而言，發(fā)生頻率≥10-6/a的事件，可作為最大可信事故設(shè)定的參考)，二是事故的環(huán)境危害程度。同時(shí)，針對(duì)泄漏事故，《導(dǎo)則》附錄E給出了不同泄漏事故類(lèi)型的泄漏頻率推薦值，為最大可信事故的設(shè)定提供了參考。最大可信事故及發(fā)生概率見(jiàn)表3。結(jié)合本項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐和管道的不同類(lèi)型，3 000 m3的原油儲(chǔ)罐為外浮頂罐，1 000 m3的LPG球罐為單包容罐，兩者發(fā)生儲(chǔ)罐全破裂的頻率均為5.00×10-6/a；5 000 m3的LNG為全容罐，內(nèi)罐泄漏時(shí)，LNG能夠被外罐可靠保存，因此不作為泄漏源項(xiàng)考慮。此外，本項(xiàng)目陸地混輸管道13.86 km，屬于內(nèi)徑>150 mm的管道(管道內(nèi)徑900 mm)，全管徑泄漏的概率為1.38×10-4/a。

表3 最大可信事故及發(fā)生概率

綜上所述，本項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)選擇原油儲(chǔ)罐、液化石油氣儲(chǔ)罐全破裂和陸地混輸管線全管徑泄漏為最大可信事故。

2 油氣處理終端項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范措施

2.1 提高工程設(shè)計(jì)安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)環(huán)保

運(yùn)用科學(xué)的工程技術(shù)手段對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效控制，是提高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制水平的根本措施[7]。油氣處理終端環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)多發(fā)生于儲(chǔ)罐區(qū)和輸油管線，其工程設(shè)計(jì)防范措施可從總圖布置和選址選線、儲(chǔ)運(yùn)工藝設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制及報(bào)警三方面入手。首先，罐區(qū)平面布置設(shè)計(jì)應(yīng)滿足GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中總平面布置的有關(guān)規(guī)定，罐區(qū)與廠區(qū)內(nèi)相鄰的其他裝置或設(shè)施的防火間距嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求；罐區(qū)應(yīng)設(shè)防火堤及隔堤，在事故狀態(tài)下可防止油品蔓延到其他地區(qū)，減少危害[8]。輸油管道路由走向應(yīng)優(yōu)化選線，盡量避開(kāi)居民區(qū)及復(fù)雜地質(zhì)地段，確保管道長(zhǎng)期安全運(yùn)行。儲(chǔ)運(yùn)工藝設(shè)計(jì)方面，儲(chǔ)罐應(yīng)選用合理結(jié)構(gòu)與材質(zhì)，輸油管線可采用外防腐層和強(qiáng)制電流陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)的方案對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)；為防止輸油管線第三方破壞，輸油管線可采用流量差報(bào)警技術(shù)或流量報(bào)警負(fù)壓波定位技術(shù)等對(duì)管道泄漏情況進(jìn)行監(jiān)控。此外，油氣處理終端應(yīng)設(shè)置自動(dòng)控制和報(bào)警系統(tǒng)，儲(chǔ)罐進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置自動(dòng)控制緊急切斷閥，廠區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置可燃、有毒氣體檢測(cè)報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的有效預(yù)防、監(jiān)控和響應(yīng)。

2.2 構(gòu)建地表水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控體系，完善事故水封堵系統(tǒng)

按照《導(dǎo)則》的要求，油氣處理終端應(yīng)明確事故水三級(jí)預(yù)防與防控體系，即“單元-廠區(qū)-園區(qū)/區(qū)域”的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控體系。油氣處理終端儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)設(shè)置防火堤和隔堤，其高度和有效容積應(yīng)符合GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)要求，各防火堤內(nèi)的有效容積應(yīng)大于罐組內(nèi)一個(gè)最大罐的有效容積，作為事故水“單元級(jí)”水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控措施。油氣處理終端應(yīng)設(shè)置事故水池、庫(kù)區(qū)實(shí)體圍墻，且事故水緩沖設(shè)施的總有效容積應(yīng)大于風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生時(shí)最大事故水產(chǎn)生量，事故水池和廠區(qū)實(shí)體圍墻可作為“廠區(qū)級(jí)”水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控措施。此外，若油氣處理終端在工業(yè)園區(qū)中建設(shè)，還應(yīng)與園區(qū)中的公共事故水防控設(shè)施形成聯(lián)動(dòng)，并與園區(qū)管理部門(mén)建立事故應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，將終端突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急預(yù)案與工業(yè)園區(qū)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案相銜接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)急資源聯(lián)動(dòng)與共享，作為“園區(qū)/區(qū)域級(jí)”地表水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控措施。

2.3 做好分區(qū)防滲措施，實(shí)現(xiàn)污染物源頭控制

為避免油氣處理終端發(fā)生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故污染地下水和土壤，根據(jù)HJ 610—2016《環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則 地下水環(huán)境》中的分區(qū)防控措施的要求，油氣處理終端應(yīng)參照GB/T 50934—2013《石油化工防滲工程技術(shù)規(guī)范》要求做好分區(qū)防滲措施。根據(jù)油氣處理終端裝置特點(diǎn)(污染控制難易程度)、所處區(qū)域的場(chǎng)地特征(天然包氣帶防污性能)和污染物類(lèi)型，按照重點(diǎn)污染防治區(qū)、一般污染防治區(qū)和非污染防治區(qū)進(jìn)行分區(qū)防滲[9]，滿足相應(yīng)的防滲技術(shù)要求。油氣處理終端的污油罐、事故水池、含油污水池、初期雨水池等部位污染物泄漏后，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，應(yīng)作為重點(diǎn)污染防治區(qū)；原油和LPG罐組(承臺(tái)式罐基礎(chǔ))，油泵及油品計(jì)量站，事故水池，生產(chǎn)污水溝，雨水監(jiān)控池等部位污染物泄漏后能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，應(yīng)作為一般污染防治區(qū)。除此之外，終端設(shè)置的危廢暫存間應(yīng)按照GB 18597—2001《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中危險(xiǎn)廢物貯存設(shè)施的設(shè)計(jì)原則，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)[10]。上述區(qū)域做好分區(qū)防滲，可防止泄漏的原油、污水和廢液通過(guò)地面滲透進(jìn)入土壤/地下含水層，有效防范土壤環(huán)境/地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故。

3 結(jié) 論

本文根據(jù)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》的相關(guān)要求，結(jié)合具體的陸地油氣處理終端項(xiàng)目案例，對(duì)油氣處理終端的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估并提出防范措施，對(duì)油氣處理終端環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)防范具有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)也為陸地油氣處理終端的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響評(píng)價(jià)工作提供了具有參考意義的實(shí)踐案例。