化工园区区域定量安全风险评价应用研究

王勇;汪有权

【摘 要】为加强化工园区区域安全风险评价,以某化工园区为例,分析了化工园区可能存在的危险、有害因素,通过计算区域个人风险值和社会风险值对其整体安全风险进行了评价,并对园区危险化学品事故后果进行了评价分析.结果表明,该化工园区整体个人风险值和社会风险值均未处于不可容许范围内.区域多个危险源的多米诺半径过大可能会造成连锁反应,应加强对区域的安全防范以及应急救援管理.研究结果可为类似化工园区提供参考. 【期刊名称】《工业安全与环保》 【年(卷),期】2018(044)012 【总页数】4页(P50-53)

【关键词】化工园区;危险源;事故;多米诺;风险评价 【作 者】王勇;汪有权

【作者单位】湖北寰安康华安全科技发展有限责任公司 武汉430070;枝江市安全生产监督管理局 湖北枝江443200 【正文语种】中 文 0 引言

化工园区各种危险化学品数量众多，危险化学品重大危险源较为集中，一旦发生事故，事故及事故的多米诺效应可能造成重大人员伤亡和财产损失。目前，我国有部

分学者对化工园区的风险评价进行了研究，李兆爱[1]采用火灾爆炸危险指数评价法，对液化石油气储罐区火灾爆炸事故的危险性进行定量安全评价；周宁等[2]运用改进肯特评分法对化工园区公共管廊进行了风险评价；梁华等[3]研究分析了我国化工园区特种设备风险隐患管理存在的各类问题；庞奇志等[4]提出了采用有毒作业分级方法和液氨泄漏扩散半径估算法评估液氨使用场所的潜在危险程度和危害范围。目前的研究大部分都是针对单个企业或某一区域的风险分析，对化工园区整体区域的风险分析评价较少。而化工园区的安全风险评估不仅需要做好单方面的安全评价，还需局部与整体有机结合，即园区整体安全性评价。因此，对化工园区区域风险评价分析近年来已成为国内相关研究领域的重点之一。

定量风险评价(QRA)[5]是一种对风险进行量化评估的技术方法，也称为概率风险评价方法，可用于危险化学品危险源对周边环境造成的事故影响评价。因此，本文以湖北省枝江市经济开发区某化工园区为例，利用重大危险源区域定量风险评价软件评价了该化工园区的整体性安全风险，并对事故后果进行了分析，提出了相应的措施建议，以期为相关化工园区区域整体风险评价提供技术参考。 1 化工园区主要风险分析

湖北省枝江市经济开发区某化工园区于2009年正式成立，园区内共有15个企业，形成煤、磷、盐化工产业为基础，农用化工、新材料、精细化工共生耦合的产业园区[6]。

1.1 主要危险化学品辨识

对园区主要危险化学品进行辨识可知：①涉及的剧毒化学品为氯气；②涉及易制爆危险化学品有、双氧水、钠、钾、硫磺和高锰酸钾；③涉及监控化学品为三氯化磷；④涉及首批重点监管的危险化学品为氯、氨、硫化氢、甲烷、天然气、氢、苯(含粗苯)、二氧化硫、一氧化碳、甲醇、乙炔、氟化氢、氢氟酸、氯乙烯、甲苯、三氯化磷、铵、三氧化硫。

对该化工园区内企业危险化学品的重大危险源进行辨识并分级[7-8]，见表1所示。 表1 危险化学品重大危险源辨识分级结果企业涉及重大危险源物质辨识结果某化工股份有限公司磷肥厂氨、一氧化氮、二氧化氮、发烟硫酸、五氧化二钒三级重大危险源氮肥厂半水煤气、氨、甲醇一级重大危险源尿素厂半水煤气、甲醇、二甲醚、双氧水四级重大危险源锦纶公司氢气、双氧水、甲醇、苯、环己烷、环己酮、叔丁醇、甲苯、发烟硫酸、双氧水、氨该公司划分为三个单元,其中双氧水装置为三级重大危险源,环己酮装置为一级重大危险源,己内酰胺装置为三级重大危险源仓储分公司甲醇、二甲醚、纯苯、柴油一级重大危险源新建厂区氨、甲醇、氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷、二氧化硫、三氧化硫、氧、DMC、甲酸甲酯、双氧水该厂区划分为两个单元,合成氨装置单元构成一级重大危险源,乙二醇装置单元构成一级重大危险源某气体股份有限公司甲烷、氢、氨、氧、一氧化碳等三级重大危险源某化工有限公司氯、乙炔、氯乙烯、电石等一级重大危险源某化工有限公司氯、氯化氢、亚钠、吡啶、乙腈、钠、钾、甲醇、氨等三级重大危险源某化工有限公司氯、对苯二酚等三级重大危险源 1.2 高风险设备设施辨识

该化工园区涉及危险化工工艺的装置主要有合成氨装置、双氧水装置、环己酮装置、装置、环己酮装置和乙二醇装置、氯乙烯装置、离子膜烧碱装置、EPVC装置、聚氯乙烯装置、五氯吡啶生产装置、四氯苯醌生产装置。

涉及重大危险源及重点监管化学品的装置有磷酸—铵生产装置、半水煤气脱硫装置、PSA脱碳装置、精脱硫装置、烷化装置、氨合成装置、合成氨装置、二甲醚生产装置、储罐区、乙二醇装置、燃气锅炉、液氯装置、合成氯化氢装置、氯乙烯合成装置、聚氯乙烯合成装置、离子膜烧碱及EPVC装置、石墨坡板炉等。 1.3 主要事故风险分析

结合化工园区的实际情况，根据《企业职工伤亡事故分类》(GB 41—1986)[9]，

园区内可能出现的事故风险主要有：火灾、爆炸、中毒与窒息、灼烫、机械伤害、高处坠落、物体打击、触电、车辆伤害及其他。 2 区域安全风险评价

为突出园区整体风险评价的重点，车辆伤害、起重伤害、高处坠落、机械伤害、建筑坍塌、小型气瓶(或小型压力容器)事故(火灾、泄漏、爆炸等)等事故影响范围有限的事故未纳入本次评价的范围内。但是，这些事故可能造成危险品泄漏，进而导致重大事故后果或者多米诺效应，评价中会作为事故起因予以考虑。 2.1 个人风险评价

个人风险是指单位时间内个体死亡率，即因危险化学品重大危险源各种潜在的事故(例如火灾、爆炸、有毒气体泄漏等)造成区域内某一固定位置人员的个体死亡概率，通常用个人风险等值线表示[10]。危险化学品单位周边重要目标和敏感场所承受的个人风险应满足可容许风险标准要求见表2所示[11]。

表2 可容许个人风险标准重要目标和敏感场所类别可容许风险/年人员低密度区域(园区内企业、道路、露天停车场等)<1×10-4人口中密度场所:零星居民、办公场所、劳动密集型工厂、小型商场及文化娱乐场所等<1×10-5居住类高密度场所(如居民区、宾馆等)、公众聚集类高密度场所(如办公场所、商场、娱乐场所

等)<1×10-6高敏感场所(如学校、幼儿园、医院、养老院等)、重要目标(如党政机关、文物保护单、军事管理区等)、特殊高密度场所(如大型体育场、交通枢纽等)<3×10-7

对园区进行个人风险值计算，结果如图1。如图所示，1×10-3/年线、1×10-4/年线均不存在；1×10-5/年线主要是以园区内企业中的液氨球罐、液氯储罐以及液氯钢瓶库为中心的近似圆形区域。1×10-6/年线内基本不存在高密度居住场所。3×10-7/年线内无高敏感场所、重要目标和特殊高密度场所存在。 图1 个人风险值计算结果

2.2 社会风险评价

社会风险是指单位时间内死亡人数，即能够引起大于或等于N人死亡的事故累积频率(F)，通常用社会风险曲线(F-N曲线)表示[11]。可容许社会风险标准采用ALARP原则作为可接受原则，即通过两个风险分界线将风险划分为3个区域：可容许区、尽可能降低区和不可容许区。

该化工园区的社会风险值计算结果如图2所示。由图分析可知，目前该化工园区的社会风险值曲线大部分处于可容许范围内，但部分处于尽可能降低区内，需要继续采取措施降低园区的社会风险值。 图2 社会风险值计算结果 2.3 危险化学品事故后果评价分析

使用重大危险源区域定量风险评价软件对各企业较大储存设施单元进行评价，此处仅列出化工园区内某化工股份有限公司主要危险源的部分评价结果，见表3所示。 表3 某化工股份有限公司主要危险源评价结果危险源泄漏模式灾害模式死亡半径/m重伤半径/m轻伤半径/m多米诺半径/m液氨球罐容器整体破裂中毒扩散:静风,E类2 0022 0722 126/容器整体破裂中毒扩散:1.4 m/s,E类2 5622 7382 830/容器整体破裂中毒扩散:3.55 m/s,C类1 1801 4421 716/容器整体破裂中毒扩散:5.7 m/s,C类1 1581 4221 682/容器大孔泄漏中毒扩散:静风,E类1 3702 0903 078/容器物理爆炸物理爆炸5710116879二甲醚球罐容器整体破裂池火159****8184容器整体破裂BLEVE4626361 052272容器大孔泄漏云爆7012020397容器大孔泄漏池火529625容器中孔泄漏闪火:静风,E类256///容器中孔泄漏云爆28478038

通过事故后果评价结果可知，化工园区内某化工股份有限公司两个主要危险源为：液氨球罐、二甲醚球罐，主要事故泄漏模式为容器/管道破裂或大(中)孔泄漏等，对应的灾害模式主要为中毒、闪火、池火、云爆等。可能发生的最严重事故是：液

氨球罐容器整体破裂造成的中毒扩散事故，静风、E类时。

对化工园区某化工股份有限公司多米诺效应半径内可能出现的事故分析可知： (1)二甲醚球罐容器整体破裂引发BLEVE灾害事故的多米诺半径最大，为272 m，此半径范围涵盖了公司仓储分公司的整个区域；其次为容器大孔泄漏引发云爆灾害事故和容器整体破裂引发的池火灾害事故，多米诺半径分别为97 m、84 m，此半径范围基本在仓储分公司的二甲醚储罐区。一旦发生爆炸，会导致半径范围内建筑物损坏、其他储罐泄漏并起火燃烧，形成池火及有毒烟气污染带，靠近储罐区防火堤损坏，形成流淌火，还有可能会波及到相邻单位部分建筑物破裂以及沿江大道车辆损坏导致车祸及交通中断。

(2)液氨球罐容器物理爆炸引发的爆炸灾害事故的多米诺半径为79 m，此半径范围基本在厂区内，一旦发生爆炸，会导致邻近装置和设备设施造成损坏以及次生火灾、爆炸事故。

(3)其他灾害事故的多米诺半径范围均在厂区范围内，一旦发生事故，可能会导致其他临近储罐或装置发生事故或损坏。

对化工园区的所有企业较大储存设施的事故后果进行计算后，即可分析得出区域危险性较大的作业点或设备设施，重点关注重大危险源，在作业场所设置相应的监测、监控、防火防爆、防毒、防雷、防静电、防腐、防泄漏及防护围堤或者隔离操作等安全设施设备，并加强日常安全巡查，深化隐患排查整治，确保化工园区的安全。同时，还需要做好企业之间的协调和联合应急救援与预防，防止一个企业发生事故时由于多米诺效应对临近企业带来更大的事故隐患。 3 结语

本文以湖北枝江经济开发区某化工园区为例，通过对区域存在的危险因素以及可能造成的事故进行辨识分析，利用重大危险源区域定量风险评价软件对其整体安全风险进行了评价，评价结果显示：化工园区整体个人风险值和社会风险值均未超标。

同时，通过对事故后果进行评价分析，既能够得到危险源在不同情况下可能造成的各种事故后果，又能辨识出多个危险源的多米诺风险耦合，研究结果对化工园区区域安全风险管理具有一定的参考意义。 参考文献

【相关文献】

[1]李兆爱.液化石油气储罐区火灾爆炸危险性评价[J].浙江化工,2005,36(8):35-37.

[2]周宁，张路，刘晅亚，等.改进的肯特评分法在化工园区公共管廊中的应用[J].工业安全与环保,2016,42(12):28-31.

[3]梁华，王爽，业成.我国化工园区特种设备风险隐患管理优化研究[J].工业安全与环保,2015,41(2):-93.

[4]庞奇志，陆愈实.化工企业液氨使用场所有毒作业评估[J].工业安全与环保,2010，36(11):63-. [5]吴华伟.液氨罐的个人风险和事故后果计算及比较[J].广州化工,2017,45(7)：191-194. [6]湖北省化工设计研究院.宜昌姚家港化工园总体规划(2017-2030)[Z].2017. [7]刘诗飞，詹予忠.重大危险源辨识及危害后果分析[M].北京：化学工业出版社,2004.

[8]孙东亮，蒋军成.化工园区区域定量风险评价若干问题探讨[J].工业安全与环保，2010,36(5)：50-52.

[9]生产监督管理局.企业职工伤亡事故分类:GB 41-1986[S].北京：中国标准出版社，1986.

[10]胡广霞，彭玉生，段晓瑞.区域定量分析方法在危险货物集装箱堆场安全评估中的应用[J].水运工程，2017(6)：87-91.

[11]王颖雪，蔡治勇，袁成天，等.储油区定量风险评价应用研究[J].重庆科技学院学报(自然科学版)，2017,19(2)：75-78.