石油化工生产装置环境风险评价初探

发表时间:2020/9/17   来源:《科学与技术》2020年11期   作者:张大伟
[导读] 众所周知,石油化工行业是一个高环境风险行业,因为它的工艺流程比较复
        张大伟
        山东天元新能源科技有限公司    山东临沂    276000
        摘要:众所周知,石油化工行业是一个高环境风险行业,因为它的工艺流程比较复杂,而且涉及多种有毒有害化学品。一旦发生爆炸、火灾以及危险物质泄漏等就会严重威胁经济、社会与环境的可持续发展。在此,本文对石油化工生产装置环境风险进行了研究分析。
关键词:石油化工;生产装置;环境风险
        通过安全技术与环境风险评价工作的实施,可以对石油化工企业健康、稳定发展起到有效的促进作用。但依然有一些石油化工企业对经济效益过分追逐,环保效益遭到一定程度的忽略,进而导致有安全问题出现于石油化工生产中,严重污染到周围的生态环境,不利于石油化工行业的健康发展。
        1 环境风险识别
        1.1 物质危险性识别
        根据工程的特性,首先对涉及的物料、产品的火灾爆炸性等进行分析比较,得出工程有20 多项与乙烯化工有关的物料和产品,对这些物料和产品的爆炸危险度、火灾危险级别、自燃温度、闪点等进行筛选,选出石脑油、氢气、环氧乙烷和丁二烯作为火灾爆炸的分析对象;根据物质的毒性,选定苯作为毒物泄漏分析对象。
        1.2 生产设施风险识别
        为了对生产装置进行安全性评价分析,将项目以乙烯装置为龙头的lO 套生产装置及其相应的配套和辅助设施作为一个系统,再将系统划分为生产装置、厂际管廊及码头3 个分系统以及按逻辑层次划分的子系统,用类比法确定各子系统的权重系数,进而确定各相关生产设施在运行中的风险度。
        1.3 风险类型/途径识别
        根据危险物质及装置的识别结果,分析可能造成该项目风险及伴生事故的类型,主要有火灾、爆炸和有毒物质泄漏和事故发牛后危险物质进入环境的途径和环境风险的程度。从对大气环境影响分析,火灾、爆炸、中毒是工程应重点防范的事故;对于水环境影响方面,主要考虑物料泄漏和火灾爆炸时对水环境有害的消防水对受纳水体的影响;未考虑人为破坏和自然灾害,如地震、洪水、台风等所引起的风险。
        2 石油化工安全技术和环境风险评价的意义
        和其他生产行业相比,石油化工行业具有一定的特殊性,这是因为有较多的危险性、不确定性因素存在于石油化工生产和建设当中,很容易发生安全事故,进而威胁到人们的生命财产安全,损害到社会经济的健康发展,不利于和谐社会的构建。例如,上个世纪八十年代,苏联有核电站出现了爆炸事故,向周边地区喷出了大量的辐射物质和材料碎片,造成了严重的放射性污染。由此可以得知,环境风险评价在石油化工企业生产发展过程中占据着十分重要的地位,只有将安全技术与环境风险评价工作切实开展下去,方可以避免出现安全事故,保障人们的生命财产安全。
        3 风险事故概率分析及源项确定,
        3.1 最大可信事故分析
        最大可信事故一般是指在化工装置保护措施设计时所设想的危害性最严重的事故,即假定在设备失灵、操作错误,以及其他可能同时发生的意外事故。为了量化装置的危险度,可采用单元危险度评价方法,通过危险度计算,确定其危险程度的等级。装置危险度主要由装置中各单元处理或生成的介质、容量、温度、压力和操作特点等因素决定。
        3.2 最大可信事故概率
        最大可信事故概率可以理解为在化工装置保护措施设计时所设想的危害性最严重的事故出现的可能性的量度。笔者从国内外石油化工厂事故统计分布进行分析如下:(1)石油化工厂由于原料、产品等均为易燃、易爆物质,工艺复杂、设备庞大,又是在高温、高压下操作,一旦发生泄漏扩散,极易引起灾害事故,所以预防事故发生,保证安全生产极为重要。(2)国外石化厂设备故障引发的事故占23.5%,管道泄漏引发的事故占20.6%,阀门法兰泄漏引发的事故占14.7%,共58.8% ;国内石化厂管道破裂泄漏事故占4.1%,阀门法兰泄漏事故占6.1%,设备故障、缺陷事故占24.5%,共计34.7%,明显少于国外。(3)国内违章操作、误操作引发的事故占46.9%,这既有人的责任心不强,操作失误的原因,也有一些潜在原因。

石油化工厂发生的许多事故都是由多种因素造成的,用系统安全工程方法分析,就要从设计源头抓起,综合分析原因,预防事故再次发生。
        4 石油化工安全技术与环境风险评价的策略与方法
        4.1 对系统安全分析与评价目标合理确定
        在环境风险评价过程中,主要目标是对建设项目的有害因素、潜在危害以及运行过程中可能出现的各种突发性事故等进行分析和预测,对这些安全事故带来的损害和影响进行确定,进而将针对性的防范、减缓、应急措施制定出来,促使项目建设运行的事故发生率、损害程度以及对环境造成的影响达到最小化。针对石油化工行业来讲,需要将事故对人群的伤害、对生态系统的影响和防护作为环境风险评价的主要目标。
        4.2 对风险评价的对象和内容合理确定
        目前,出现了多样化的分析评价手段,但不同分析评价手段具有差异化的特点和要求,那么就需要紧密结合确定出来的评价目标,对评价阶段、对内容等合理确定。结合项目所处阶段,合理选择评价内容和评价方法。且在生产作业实践中,一个车间内也会出现多种状态,如一个单元处于正常运行状态,但正在检修另一个单元等。因此,就需要将这样的因素充分纳入考虑范围,结合系统进展阶段,对评价内容差异化确定。在评价某一个系统时,要将生产运行、设施安全、作业等因素纳入考虑范围,结合对象差异,采取针对性的评价方法。
        4.3 合理选择分析方法、评价方法
        4.3.1 道化学指数法
        此方法主要是客观评价工艺装置、物料的潜在火灾、爆炸危险,能够将化工生产过程中的危险程度反映出来,同时对火灾爆炸指数、带来的财产损失等进行评价,进而对单元的危险程度等级合理确定,采取针对性的安全措施。
        4.3.2 故障类型分析法
        此方法是结合实际需求,合理分割系统,对各自可能出现的故障类型进行分析,对故障影响到相邻元件、系统的状况进行预测,将针对性的防范措施运用过来,促使系统整体安全性得到提升。
        4.3.3 LEC 法
        此方法主要是对作业过程中的危险程度进行计算,以便将针对性的防范措施运用于危险度较高的作业环节内,降低作业事故的发生几率。在具体实践中,不能够仅仅采用一种评价方法,否则得出的结果将不够完善和客观。需要综合运用多样化的评价方法,综合评价和验证同一评价对象,促使评价结果的准确性得到提升。
        4.4 对事故概率合理确定
        事故预测是风险评价的重要环节,主要是分析同类装置事故统计资料,对可能出现事故的类型、事故源等进行确定,结合分析结果,将针对性的预防措施运用过来,促使项目建设运行过程中可能出现的风险得到减少。不管是风险评价还是事故预测,都需要统计分析类似项目的事故。一般情况下,可以借助于事件数法、故障树法等手段,对危险事件的发生概率进行分析和确定,其比较复杂。因此,在评价实践中,主要还是调查历史事故,对事故可能发生的概率进行确定。
        5 结束语
        综上所述,随着社会经济发展,特别是一些经济技术开发区的建设,使得人类赖以生存的环境遭受破坏甚至灾害的风险不断增加。在这种形势下,应大力加强风险评价工作的研究。进一步探讨风险评价中的不确定性问题,使风险评价结果更符合实际,从而减少风险决策管理中的不确定性。
        参考文献
        [1]谢谚,杨洋洋,王昕喆,周志国,闫茜,段安琪.石油石化装置突发环境风险等级评估方法研究[J].安全、健康和环境,2019,19(12):30-35.
        [2]关妙音. 石油化工建设项目的环境风险评价研究[D].天津大学,2018.
        [3]戚丽霞. 石油炼制项目环境风险评价体系研究[D].中国石油大学(华东),2014.
        [4]房亮亮. 石油化工企业环境风险应急预案研究[D].西北大学,2013.
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