甲醇项目环境风险评价案例分析

第34卷第4期环境科学与管理Vol 34 Na 4200年4月ENVTRONMENTAL SCTENCE AND MANAGEMENTAp.2009文章编号:1674-61392009)04-0171-04甲醇项目环境风险评价案例分析房春生,孟赫,李巍2,王菊(1.吉林大学环境科学系,吉林长春130012;2北京师范大学环境学院,北京100875)摘要:以苿年产150万t煤化工甲醇項目为案例,详分析甲磚項目环境风险评价,包括项目工程分析、物质环境风险识别、重大危险源辨识、事故环境风险预测分析与评价、环境风险防范措施及应急预案,其中事故源强(储罐泄漏量及泄露燕发量)核算和风险预测分析为环境风險评价的重点与难点。对甲醇儲罐泄露环境风险进行识別、预测与评价,并分析项目存在的潜在事故隐患与环境凤险,并在此基础之上提出甲醇储罐泄露事故环境风险防范措施及应急预案。关键词:环境风险评价;识别;预测;防范措施中围分类号:X820.4文献标识码: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环境风险评价( Environmental Risk Assessment)环境风险评价的目的是分析和预测建设项目存是利用现有获得的知识和资料,依赖有关基础学科在的潜在危险有害因素,建设项目建设和运行期间(如环境毒理学、生态毒理学、环境化学、生态学等)可能发生的突发性事件或事故(一般不包括人为破的最新研究成果借助数学方法和计算机工具来认坏及自然灾害),引起有毒有害和易燃易爆等物质识和鉴别环境风险的危险类别、出现条件、对人和周泄漏,所造成的人身安全与环境影响和损害程度提围环境产生的危害后果及程度,并计算危害出现的出合理可行的防范应急与减缓措施,以使建设项目可能性的过程其作为环境影响评价领域的一个新事故率、损失和环境影响达到可接受水平。由于课题,已经成为可能发生事故危险的建设项目环境风险事故本身的不确定性,项目的环境风险定量分影响评价中重要而不可缺少的组成部分13。析难度很大。本文以某150万t煤制甲醇项目为例,分析甲醇项目环境风险评价。通过对甲醇项目收稿日期:2008-11-20环境风险及其周围敏感因素的识别与分析,分析项基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项日,编号:目存在的潜在事故隐患及其对周围环境可能产生的2005CB422207作者简介:房春生(1971-)男副教授博士从事环境规划与评价风险中国煤化工食略的合理性和CNMHG建立应急体系通讯联系人:王菊提供CHa第34卷第4期VoL 34 Na. 42009年4月房春生等·甲醇项目环境风险评价案例分析项目工程分析万t,采用 Texaco水煤浆气化工艺,年耗原煤215万t低压合成甲醇工艺主要由三部分组成:①合成建设项目位于煤炭资源丰富的内蒙古鄂尔多斯,气制备、净化及压缩;②甲醇合成;③甲醇精馏,其流甲醇装置生产能力为150万va,实际年产量为141程如图1所示。煤、水制水制浆气化变换脱硫、脱碳空分精馏塔合成压缩产品甲醇1煤制甲醇项目工艺流程图2环境风险识别与分析H=(R-L)几L式中:H一危险度2.1物质危险性识别R—燃烧(爆炸)上限;项目生成中所使用和产生的主要物料有COL一燃烧(爆炸)下限。H2S、甲醇、H2危险度H值越大,表示其危险性越大对于本项目涉及的主要物料火灾危险分类按根据《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-92)中-85)中有关规定确定项目涉及物料毒性危害分级。规定的方法分类。燃烧爆炸危险度按以下公式计项目所涉及主要物料燃烧爆炸性质、火灾危险算类别、毒性危害分级详见表1。表1主要物料燃烧爆炸性质、火灾危险类别、毒性危害分级表序号物料爆炸极限火灾毒性危名称191.4125-74.24.94Ⅱ级(高度危害)甲醇液体7252.8Ⅳ级(轻度危害)60.44.0-46.010.5Ⅱ级(高度危害根据《建设项目环境风险评价技术导则》(H2.2工艺系统危害因素分析T169-204)相关规定,按物料的燃烧爆炸性质分煤化工项目生产存在潜在燃烧爆炸特性的危类,CO属于乙类可燃气体,H2、H2S属于甲类可燃气险,国内外生产经验表明,设备故障操作失误都可体,甲醇属于甲类B可燃液体,项目涉及主要物料能发生物料泄漏、燃烧爆炸,危害人身安全,污染环危险度均大于1,属于易燃易爆危险性物质。境。建设项目工艺系统装置危害因素汇总见表2表2工艺系统装置危害因素汇总装置名称作业特点物料名称危险因素B C原料煤、燃料煤贮运装卸、贮运、破碎、筛分、固体煤炭、石灰石气化装置水煤浆制备、气化、气体急冷洗涤灰水处理、火炬焚烧净化装置变换脱硫、脱碳热量回收Co、H2、H2SS024硫回收装置反应、焚烧Co、H2、H2S、硫磺5甲醇装置合成反应气体压缩、精馏Co、H2、CH4、甲醇空分装量空压、空分冷箱制冷装置中国煤化工贮运装置液体输送、贮存、装卸、运输CNMHG(注:A-火灾、B-爆炸、C一中毒、D-化学灼伤/高温灼伤、E-恶臭、F171第34卷第4期09年4月房春生等·甲醇项目环境风险评价案例分析voL 34 Na 4Apr.20092.3重大危险源辨识3.2泄漏蒸发量计算建设项目所涉及物质包括原料、辅料、中间产甲醇泄漏后,在围堰内形成液池,并随地表风的品、产品和燃料等,多属危险物质根据《重大危险对流面而蒸发扩散。甲醇蒸气比空气重能在低处源辩识》(GB18218-2000,结合建设项目的生产潜扩散至较远地方,使环境受到污染,并存在遇明火回在危险识别,物料危险识别和建设项目周围环境特燃危险性。征,确定建设项目甲醇装置区、甲醇储罐区为重大危泄露液体蒸发量参数及模式选用《建设项目环险源境风险评价技术导则》(H/T19-2004)附录A.23事故环境风险预测分析与评价4中推荐计算因甲醇沸点(64.8℃)高于环境温度,故甲醇蒸3.I储罐泄漏量计算发只考虑质量蒸发。经计算,甲醇在不同气象条件共设有甲醇储罐3台,每台储罐容积5000m3,下的扩散量见表4。按储罐满负荷运行计算甲醇泄漏量。根据事故统表4不同气象条件下的泄漏扩散量计,典型的损坏类型是储罐与输送管道的连接处泄扩散量(kg/s)平均风速漏,裂口尺寸为管径的20%或100%,因管道或阀门A、B稳定度D稳定度E、F稳定度完全断裂或损坏的可能性极小,评价设定破损程度1.0m/s0.0330.039为接管口径的20%,设定泄漏孔径为90mm,事故发生后安全系统报警,10min内泄漏得到控制,其泄3.3泄漏扩散预测模式选取漏源强选用《建设项目环境风险评价技术导则预测采用《环境影响评价技术导则大气环境》(HTl69-2004)附录A2.1液体泄露速率方程计(H/T2.2-193)中推荐的非正常排放模式:有风算。经估算,甲醇泄漏源强见表3。情况和小风情况。表3甲醇泄漏源强表3.4泄漏扩散环境影响预测分析物料单个容积泄漏时向泄漏速度泄漏量预测泄漏事故发生5min、10min、20mn后,小(min)(ky/s) (kg)风(1.0m/s)和平均风速(22m/s)状况下主导风向甲醇落地浓度,事故后扩散情况见表5。表5甲醇事故后扩散情况表风速时间下风向距离(m)(m/s) min2001000866.7218.327.72218.848.58018218.950.023873.99437.24140.883873.991672.31437.24140.8820.836.973873.99167231140.88甲醇地面浓度大于86000mg/m,为致死浓度4环境风险防范措施及应急预案值;大于260mg/m3为伤害阈值;大于40mg/m3,为健康影响区域;小于3.0mg/m3,为达标区域。4.1环境风险防范措施由表5可知,小风(1.0m/s)时发生甲醇储罐泄4.1.1泄漏事故具体处理措施漏事故影响范围较小,近源20m范围内出现高浓4.1.1.1个体防护度,超过环境浓度上限260mg/m3(美国 OSHAPEL进入现场的救援人员必须配备必要的个人防护TWA),对人体伤害较大;50m-100m范围内可器具;泄漏事故发生后,应严禁火种,同时采取切断能产生轻度中毒症状或眼睛等刺激反应症状;200m电源、禁止车辆进人、立即在边界设置警戒线。根据范围以外属达标区域。有风(2.2m/s)时发生储罐事故情况和事态发展,确定事故波及区域的范围、人泄漏事故影响范围大于小风情况高浓度范围0m员疏散"V凵中国煤化工专用防护服、隔100m,对人体伤害较大可能产生急性中毒症状绝式空CNMHG等;500m范围以外属达标区域。4.1.1第34卷第4期房春生等·甲醇项目环境风险评价案例分析VoL 34 No 42009年4月采取关闭阀门停止作业或改变工艺流程、局部权人;(4)环境风险事故的级别及相应的应急状态停车、打循环、减负荷运行等措施;采用合适的材料分类以此制定相应的应急响应程序;(5)应急设和技术手段堵住泄漏处。施、设备与材料;(6)应急通讯通知与交通;(7)应4.1.1.3泄漏物处理急环境监测及事故后评估;(8)应急防护措施清除围堤堵截:筑堤堵截泄漏液体或者引流到安全泄露措施方法和器材;(9)应急剂量控制、撤离组织地点。贮罐区发生液体泄漏时,要及时关闭雨水阀,计划、医疗救护与公众健康;(10)应急状态终止与防止物料沿明沟外流。事故影响恢复措施;(11)应急人员培训与演习稀释与覆盖:向有害物蒸气云喷射雾状水,加速(12)应急事故的公众教育及事故信息公布程序;气体向高空扩散,在其表面形成翟盖层,抑制其蒸(13)事故的记录和报告。发。收容(集):对于大型泄漏,可选择用隔膜泵将5结论泄漏出的物料抽入容器内或槽车内;当泄漏量小时,环境风险评价是建设项目环境影响评价工作的可用沙子、吸附材料、中和材料等吸收中和。新内容应建立在对生产工艺详细分析的基础之上废弃:将收集的泄漏物运至废物处理场所处置;进行。甲醇项目生产所涉及的原辅材料以及副产品用消防水冲洗剩下的少量物料,冲洗水排入事故槽。多具有有毒、有害、易燃易爆性等特征,并且项目生4.1.2泄露事故防范措施产工艺、设备运行复杂,存在多种不同性质的潜在风甲醇罐区发生泄漏,无关人员立即撒离,切断一险事故因此甲醇项目环境风险评价应作为此类项切明火和电气火花。抢险处理人员在确保安全的情目环境影响评价的重点。况下堵漏。甲醇项目环境风险评价一般应包括环境风险识管道泄漏的少量甲醇通过回收系统进行处理;别与分析、事故环境风险预测分析与评价、环境防范甲醇罐体出现较大裂缝或罐底部法兰连接处泄漏的措施及应急方案,其中事故源强分析和风险预测是少量甲醇进行倒罐处理,如造成甲醇液体大量泄漏这类项目风险评价的重点与难点,文章对甲醇储罐时,除了进行倒罐处理外,还需开启回收系统进行处泄露环境风险进行详细识别、预测与评价,分析潜在理,同时关闭围堤阀门,可在现场施放大量水蒸气或事故风险发生所造成的不利影响,以此作为判断事氮气,破坏燃烧条件。但尽量不要采用大量水冲洗故风险是否可以接受的结论,随着环境风险评价技处理方案,以免造成环境污染,若一旦采用该处理方术的不断完善与发展,作为环境影响评价的重要部式,喷洒的稀释液会形成含污染物的废水,此类废水分,切实指导煤化工项目建设,从而促进煤化工行业应注意收集至污水系统,避免造成对地下水或土壤健康稳定发展。的污染。4.2风险事故应急预案参考文献:为减少突发事故危害,根据环境风险分析的结[1]钟政林,曾光明,杨春平.环境风险评价研究进展果应急救援体系对可能造成的环境风险突发性事[J].环境科学进展,96,4(6):17-2故制定应急预案纲要,有序地实施救援、降低事故造[2]张行云,浅谈环境风险评价[J].山东环境,1994,成的危害与损失,应急预案须在项目建成投产前制(1):14-1定和落实。[3]陆军,郝大举.环境风险评价简介[J].污染防治技救援应急预案应包括应急计划区、应急组织、应术,0518(6):31-34]胡二邦.环境风险评价实用技术和方法[M].北京急状态分类应急救援等。项目环境风险应急预案中国环境科学出版社,2002,2应包括以下内容:(1)危险源概况:详述危险源类[5]国家环境保护总局环境工程评估中心编.环境彩响型、数量、分布及其对环境的风险;(2)应急计划实评价技术导则与柝准[M],北意:中国环境科学出版社,施区域;(3)(3)应急组织控制事故灾害的责任、授2007中国煤化工CNMHG