第34卷第4期環(huán)境科學與管理Vol 34 Na 4200年4月ENVTRONMENTAL SCTENCE AND MANAGEMENTAp.2009文章編號:1674-61392009)04-0171-04甲醇項目環(huán)境風險評價案例分析房春生,孟赫,李巍2,王菊(1.吉林大學環(huán)境科學系,吉林長春130012;2北京師范大學環(huán)境學院,北京100875)摘要:以苿年產150萬t煤化工甲醇項目為案例,詳分析甲磚項目環(huán)境風險評價,包括項目工程分析、物質環(huán)境風險識別、重大危險源辨識、事故環(huán)境風險預測分析與評價、環(huán)境風險防范措施及應急預案,其中事故源強(儲罐泄漏量及泄露燕發(fā)量)核算和風險預測分析為環(huán)境風險評價的重點與難點。對甲醇儲罐泄露環(huán)境風險進行識別、預測與評價,并分析項目存在的潛在事故隱患與環(huán)境鳳險,并在此基礎之上提出甲醇儲罐泄露事故環(huán)境風險防范措施及應急預案。關鍵詞:環(huán)境風險評價;識別;預測;防范措施中圍分類號:X820.4文獻標識碼:BCase Study on the Environmental Risk Assessment in Methanol ProjectFang Chunsheng, Meng He, Li Wei, Wang Ju(1. Department of Environmental Science, Jilin University, Changchun 130012, China:2. College of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)Abstract: The environmental risk assessment in Coal Chemical Industry(CCI)project was evaluated by the 1, 500, 000ethanol project, including the project engineering analysis, materials environmental risk identification, major hazard identifica-tion, environmental risk prediction analysis and assessment of accidents, environmental risk precautionary measures and contin-gency preparatory plan. The accounting of accident source and environmental risk prediction were the chief focus and difficulty.Considering the identification, prediction and assessment of leak environmental riskthe analysis of theproject potential accidents and environmental risk, the potential accident risk the environmental risk precautionary measures andcontingency preparatory plan of storage tank leak accidents in methanol project was proposedKey wordsenvironmental risk; identification; prediction; countermeasures環(huán)境風險評價( Environmental Risk Assessment)環(huán)境風險評價的目的是分析和預測建設項目存是利用現有獲得的知識和資料,依賴有關基礎學科在的潛在危險有害因素,建設項目建設和運行期間(如環(huán)境毒理學、生態(tài)毒理學、環(huán)境化學、生態(tài)學等)可能發(fā)生的突發(fā)性事件或事故(一般不包括人為破的最新研究成果借助數學方法和計算機工具來認壞及自然災害),引起有毒有害和易燃易爆等物質識和鑒別環(huán)境風險的危險類別、出現條件、對人和周泄漏,所造成的人身安全與環(huán)境影響和損害程度提圍環(huán)境產生的危害后果及程度,并計算危害出現的出合理可行的防范應急與減緩措施,以使建設項目可能性的過程其作為環(huán)境影響評價領域的一個新事故率、損失和環(huán)境影響達到可接受水平。由于課題,已經成為可能發(fā)生事故危險的建設項目環(huán)境風險事故本身的不確定性,項目的環(huán)境風險定量分影響評價中重要而不可缺少的組成部分13。析難度很大。本文以某150萬t煤制甲醇項目為例,分析甲醇項目環(huán)境風險評價。通過對甲醇項目收稿日期:2008-11-20環(huán)境風險及其周圍敏感因素的識別與分析,分析項基金項目:國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)資助項日,編號:目存在的潛在事故隱患及其對周圍環(huán)境可能產生的2005CB422207作者簡介:房春生(1971-)男副教授博士從事環(huán)境規(guī)劃與評價風險中國煤化工食略的合理性和CNMHG建立應急體系通訊聯系人:王菊提供CHa第34卷第4期VoL 34 Na. 42009年4月房春生等·甲醇項目環(huán)境風險評價案例分析項目工程分析萬t,采用 Texaco水煤漿氣化工藝,年耗原煤215萬t低壓合成甲醇工藝主要由三部分組成:①合成建設項目位于煤炭資源豐富的內蒙古鄂爾多斯,氣制備、凈化及壓縮;②甲醇合成;③甲醇精餾,其流甲醇裝置生產能力為150萬va,實際年產量為141程如圖1所示。煤、水制水制漿氣化變換脫硫、脫碳空分精餾塔合成壓縮產品甲醇1煤制甲醇項目工藝流程圖2環(huán)境風險識別與分析H=(R-L)幾L式中:H一危險度2.1物質危險性識別R—燃燒(爆炸)上限;項目生成中所使用和產生的主要物料有COL一燃燒(爆炸)下限。H2S、甲醇、H2危險度H值越大,表示其危險性越大對于本項目涉及的主要物料火災危險分類按根據《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》(GB5044《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》(GB50160-92)中-85)中有關規(guī)定確定項目涉及物料毒性危害分級。規(guī)定的方法分類。燃燒爆炸危險度按以下公式計項目所涉及主要物料燃燒爆炸性質、火災危險算類別、毒性危害分級詳見表1。表1主要物料燃燒爆炸性質、火災危險類別、毒性危害分級表序號物料爆炸極限火災毒性危名稱191.4125-74.24.94Ⅱ級(高度危害)甲醇液體7252.8Ⅳ級(輕度危害)60.44.0-46.010.5Ⅱ級(高度危害根據《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》(H2.2工藝系統(tǒng)危害因素分析T169-204)相關規(guī)定,按物料的燃燒爆炸性質分煤化工項目生產存在潛在燃燒爆炸特性的危類,CO屬于乙類可燃氣體,H2、H2S屬于甲類可燃氣險,國內外生產經驗表明,設備故障操作失誤都可體,甲醇屬于甲類B可燃液體,項目涉及主要物料能發(fā)生物料泄漏、燃燒爆炸,危害人身安全,污染環(huán)危險度均大于1,屬于易燃易爆危險性物質。境。建設項目工藝系統(tǒng)裝置危害因素匯總見表2表2工藝系統(tǒng)裝置危害因素匯總裝置名稱作業(yè)特點物料名稱危險因素B C原料煤、燃料煤貯運裝卸、貯運、破碎、篩分、固體煤炭、石灰石氣化裝置水煤漿制備、氣化、氣體急冷洗滌灰水處理、火炬焚燒凈化裝置變換脫硫、脫碳熱量回收Co、H2、H2SS024硫回收裝置反應、焚燒Co、H2、H2S、硫磺5甲醇裝置合成反應氣體壓縮、精餾Co、H2、CH4、甲醇空分裝量空壓、空分冷箱制冷裝置中國煤化工貯運裝置液體輸送、貯存、裝卸、運輸CNMHG(注:A-火災、B-爆炸、C一中毒、D-化學灼傷/高溫灼傷、E-惡臭、F171第34卷第4期09年4月房春生等·甲醇項目環(huán)境風險評價案例分析voL 34 Na 4Apr.20092.3重大危險源辨識3.2泄漏蒸發(fā)量計算建設項目所涉及物質包括原料、輔料、中間產甲醇泄漏后,在圍堰內形成液池,并隨地表風的品、產品和燃料等,多屬危險物質根據《重大危險對流面而蒸發(fā)擴散。甲醇蒸氣比空氣重能在低處源辯識》(GB18218-2000,結合建設項目的生產潛擴散至較遠地方,使環(huán)境受到污染,并存在遇明火回在危險識別,物料危險識別和建設項目周圍環(huán)境特燃危險性。征,確定建設項目甲醇裝置區(qū)、甲醇儲罐區(qū)為重大危泄露液體蒸發(fā)量參數及模式選用《建設項目環(huán)險源境風險評價技術導則》(H/T19-2004)附錄A.23事故環(huán)境風險預測分析與評價4中推薦計算因甲醇沸點(64.8℃)高于環(huán)境溫度,故甲醇蒸3.I儲罐泄漏量計算發(fā)只考慮質量蒸發(fā)。經計算,甲醇在不同氣象條件共設有甲醇儲罐3臺,每臺儲罐容積5000m3,下的擴散量見表4。按儲罐滿負荷運行計算甲醇泄漏量。根據事故統(tǒng)表4不同氣象條件下的泄漏擴散量計,典型的損壞類型是儲罐與輸送管道的連接處泄擴散量(kg/s)平均風速漏,裂口尺寸為管徑的20%或100%,因管道或閥門A、B穩(wěn)定度D穩(wěn)定度E、F穩(wěn)定度完全斷裂或損壞的可能性極小,評價設定破損程度1.0m/s0.0330.039為接管口徑的20%,設定泄漏孔徑為90mm,事故發(fā)生后安全系統(tǒng)報警,10min內泄漏得到控制,其泄3.3泄漏擴散預測模式選取漏源強選用《建設項目環(huán)境風險評價技術導則預測采用《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》(HTl69-2004)附錄A2.1液體泄露速率方程計(H/T2.2-193)中推薦的非正常排放模式:有風算。經估算,甲醇泄漏源強見表3。情況和小風情況。表3甲醇泄漏源強表3.4泄漏擴散環(huán)境影響預測分析物料單個容積泄漏時向泄漏速度泄漏量預測泄漏事故發(fā)生5min、10min、20mn后,小(min)(ky/s) (kg)風(1.0m/s)和平均風速(22m/s)狀況下主導風向甲醇落地濃度,事故后擴散情況見表5。表5甲醇事故后擴散情況表風速時間下風向距離(m)(m/s) min2001000866.7218.327.72218.848.58018218.950.023873.99437.24140.883873.991672.31437.24140.8820.836.973873.99167231140.88甲醇地面濃度大于86000mg/m,為致死濃度4環(huán)境風險防范措施及應急預案值;大于260mg/m3為傷害閾值;大于40mg/m3,為健康影響區(qū)域;小于3.0mg/m3,為達標區(qū)域。4.1環(huán)境風險防范措施由表5可知,小風(1.0m/s)時發(fā)生甲醇儲罐泄4.1.1泄漏事故具體處理措施漏事故影響范圍較小,近源20m范圍內出現高濃4.1.1.1個體防護度,超過環(huán)境濃度上限260mg/m3(美國 OSHAPEL進入現場的救援人員必須配備必要的個人防護TWA),對人體傷害較大;50m-100m范圍內可器具;泄漏事故發(fā)生后,應嚴禁火種,同時采取切斷能產生輕度中毒癥狀或眼睛等刺激反應癥狀;200m電源、禁止車輛進人、立即在邊界設置警戒線。根據范圍以外屬達標區(qū)域。有風(2.2m/s)時發(fā)生儲罐事故情況和事態(tài)發(fā)展,確定事故波及區(qū)域的范圍、人泄漏事故影響范圍大于小風情況高濃度范圍0m員疏散"V凵中國煤化工專用防護服、隔100m,對人體傷害較大可能產生急性中毒癥狀絕式空CNMHG等;500m范圍以外屬達標區(qū)域。4.1.1第34卷第4期房春生等·甲醇項目環(huán)境風險評價案例分析VoL 34 No 42009年4月采取關閉閥門停止作業(yè)或改變工藝流程、局部權人;(4)環(huán)境風險事故的級別及相應的應急狀態(tài)停車、打循環(huán)、減負荷運行等措施;采用合適的材料分類以此制定相應的應急響應程序;(5)應急設和技術手段堵住泄漏處。施、設備與材料;(6)應急通訊通知與交通;(7)應4.1.1.3泄漏物處理急環(huán)境監(jiān)測及事故后評估;(8)應急防護措施清除圍堤堵截:筑堤堵截泄漏液體或者引流到安全泄露措施方法和器材;(9)應急劑量控制、撤離組織地點。貯罐區(qū)發(fā)生液體泄漏時,要及時關閉雨水閥,計劃、醫(yī)療救護與公眾健康;(10)應急狀態(tài)終止與防止物料沿明溝外流。事故影響恢復措施;(11)應急人員培訓與演習稀釋與覆蓋:向有害物蒸氣云噴射霧狀水,加速(12)應急事故的公眾教育及事故信息公布程序;氣體向高空擴散,在其表面形成翟蓋層,抑制其蒸(13)事故的記錄和報告。發(fā)。收容(集):對于大型泄漏,可選擇用隔膜泵將5結論泄漏出的物料抽入容器內或槽車內;當泄漏量小時,環(huán)境風險評價是建設項目環(huán)境影響評價工作的可用沙子、吸附材料、中和材料等吸收中和。新內容應建立在對生產工藝詳細分析的基礎之上廢棄:將收集的泄漏物運至廢物處理場所處置;進行。甲醇項目生產所涉及的原輔材料以及副產品用消防水沖洗剩下的少量物料,沖洗水排入事故槽。多具有有毒、有害、易燃易爆性等特征,并且項目生4.1.2泄露事故防范措施產工藝、設備運行復雜,存在多種不同性質的潛在風甲醇罐區(qū)發(fā)生泄漏,無關人員立即撒離,切斷一險事故因此甲醇項目環(huán)境風險評價應作為此類項切明火和電氣火花。搶險處理人員在確保安全的情目環(huán)境影響評價的重點。況下堵漏。甲醇項目環(huán)境風險評價一般應包括環(huán)境風險識管道泄漏的少量甲醇通過回收系統(tǒng)進行處理;別與分析、事故環(huán)境風險預測分析與評價、環(huán)境防范甲醇罐體出現較大裂縫或罐底部法蘭連接處泄漏的措施及應急方案,其中事故源強分析和風險預測是少量甲醇進行倒罐處理,如造成甲醇液體大量泄漏這類項目風險評價的重點與難點,文章對甲醇儲罐時,除了進行倒罐處理外,還需開啟回收系統(tǒng)進行處泄露環(huán)境風險進行詳細識別、預測與評價,分析潛在理,同時關閉圍堤閥門,可在現場施放大量水蒸氣或事故風險發(fā)生所造成的不利影響,以此作為判斷事氮氣,破壞燃燒條件。但盡量不要采用大量水沖洗故風險是否可以接受的結論,隨著環(huán)境風險評價技處理方案,以免造成環(huán)境污染,若一旦采用該處理方術的不斷完善與發(fā)展,作為環(huán)境影響評價的重要部式,噴灑的稀釋液會形成含污染物的廢水,此類廢水分,切實指導煤化工項目建設,從而促進煤化工行業(yè)應注意收集至污水系統(tǒng),避免造成對地下水或土壤健康穩(wěn)定發(fā)展。的污染。4.2風險事故應急預案參考文獻:為減少突發(fā)事故危害,根據環(huán)境風險分析的結[1]鐘政林,曾光明,楊春平.環(huán)境風險評價研究進展果應急救援體系對可能造成的環(huán)境風險突發(fā)性事[J].環(huán)境科學進展,96,4(6):17-2故制定應急預案綱要,有序地實施救援、降低事故造[2]張行云,淺談環(huán)境風險評價[J].山東環(huán)境,1994,成的危害與損失,應急預案須在項目建成投產前制(1):14-1定和落實。[3]陸軍,郝大舉.環(huán)境風險評價簡介[J].污染防治技救援應急預案應包括應急計劃區(qū)、應急組織、應術,0518(6):31-34]胡二邦.環(huán)境風險評價實用技術和方法[M].北京急狀態(tài)分類應急救援等。項目環(huán)境風險應急預案中國環(huán)境科學出版社,2002,2應包括以下內容:(1)危險源概況:詳述危險源類[5]國家環(huán)境保護總局環(huán)境工程評估中心編.環(huán)境彩響型、數量、分布及其對環(huán)境的風險;(2)應急計劃實評價技術導則與柝準[M],北意:中國環(huán)境科學出版社,施區(qū)域;(3)(3)應急組織控制事故災害的責任、授2007中國煤化工CNMHG