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化工园区危险化学品储存风险识别及事故演化分析

2020-07-27裴玉龙

山东化工 2020年13期
关键词:危险品危化品储罐

畅 通,王 聪,裴玉龙

(1.山东省产品质量检验研究院,山东 济南 250000;2.利华益集团利津炼化有限公司,山东 东营 257000)

通过国内外化工园区危化品安全事故的报道发现,园区危化品的管理和监督上与国外还存在一定的差距。比如天津港危化品仓库特大爆炸事件,无论是恶劣程度还是影响力堪称国内之最。此后有关化工园区危化品的监管是否达到要求引起了很多专业学者的注意,最终通过有关专家和调查人员的深入分析,发现这是一起由于人为因素而造成的事故,这再次佐证了园区危化品的监督和管理还存在很多疏漏和不足,而本文通过对危化品在储存过程中存在的各种风险进行分析,并提出有效地管控方案,这对我国化工园区危化品储存安全的具有现实意义。

1 化工园区危化品储存风险辨识

1.1 园区概况风险辨识

为了从整体上把握危化品储存的所有风险,要首先确定园区选址以及储存的基础设施建设地风险级别,进而使整个风险识别具有一定的全局性。主要参考《石油化工企业卫生防护距离》(SH3093-1999)、《工业企业总平面设计规范》(GB50187-2012)、《建筑设计防火规范》(GB50160-2008)等对园区风险进行辨识。对工业园区所在的自然环境进行风险辨识具体的内容包括气象条件、风向条件,并对园区附近的各种相关情况进行全面汇总;而对园区的选址进行风险辨识主要标准是参考《工业企业总平面设计规范》以及《石油化工企业设计防火规范》,而对各类危化产品的储存,设施建设以及各设施之间的距离进行风险辨识的依据是《石油化工企业卫生防护距离》。主要采用地风险辨识方法为安全检查表法。

1.2 储存设施风险辨识

应着重对储存设施可能存在的风险进行辨识。国内对危化品进行储存的有两种储存方式,一种为储罐储存,储存的物质通常为化学液体或气体;另外一种是仓库储存,这种储存设施经常存储的是固态物质,比如液体钢瓶、气体钢瓶等。以下内容为,对这两种储存设施进行风险识别的详细描述。

1.2.1 危化品储罐风险辨识

对危险化学品采用储罐的方式进行储存,当储存罐由于某种原因发生泄漏时就会导致潜在的事故发生。根据结构可以分为浮顶储罐以及固定顶储罐。而对于易燃、有毒气体储存方式可以分为地面和地下两种方式储存。我国化工园区多采取地上储罐储存方式,当体积超过100 m3时采用球形储罐,不超过50 m3时采用的是卧式圆筒形储罐。而引起储罐发生泄漏的主要因素有设备、管理、环境以及其他不可预见的因素。具体对储罐储存失效引发事故地风险具体识别如图1所示。

图1 危险化学品储罐风险辨识

1.2.2 危化品仓库风险辨识

对于采用仓库的形式储存化学危险品,常见的事故直接原因是危险品物质泄漏或失火导致的储存设施失效。一旦危化品储存设备出现故障,危化品会泄露,由于自身状态极其不稳定,在遇到明火的状态下,极易出现火灾或爆炸事故。而根据不同化学物质的特性,常用的储存方式为密封式和露天式。而依照《常用危险化学品储存通则》中要求危险化学品只能采用密闭式仓库。而危险化学品在仓库中的主要存储形式为堆垛式,甚至同一仓库会存储多种类型的危险化学品。而导致储存危险化学品的仓库发生失效的主要因素有危险化学品自身性质原因、管理、环境以及其他的不可抗拒的因素。危险化学品仓库发生储存失效引发事故地风险辨识如图2所示。

图2 危险化学品仓库风险辨识

2 储存危险物质辨识

危险化学品的种类多种多样,包括原材料、半成品、成品等。其中对化学品加工的每一个环节都具有一定的危险性,都可能因此产生安全事故,而引发事故严重程度的原因则取决于案发现场的化学物质。所以必须具备对园区所储存的物质进行风险识别的基础。而认识化学物质的主要依据是《危险化学品名录》,其中记载了很多常见的危险化学品物质。具体的分类如表1所示。

表1 常见化工园区储存物质类别

2.1 易燃性

对于危险化学品按照依然性进行分类的原则是依据GB50183《原油和天然气工程设计防火规范》以及GB50160《石油化工企业设计防火规范》,与旧版本相比,新修订的版本的内容更加详细和统一,具体如表2所示。

表2 可燃液体、气体火灾危险性分类

化工企业所使用的原材料以及生产的成品多以液体和可燃气体存在,按照闪点不同可分为甲、乙、丙类三类。甲类中常见的化学品为原油和汽油,其闪点为28℃,其特性为易挥发,且遇到明火即可发生起火或爆炸。乙类的闪点,介于28℃与60℃之间,常见的化学品为煤油和航空燃料。丙类的闪点高于60℃,代表性的化学品为柴油,这类物质的共同点是不易挥发,在常温状态下不会自动生成具有爆炸性的化学气体。

2.2 易爆性

有一些危化品具有易挥发性,挥发的气体与空气结合以后形成混合气体,当其达到一定浓度后,遇火就会引起爆炸或燃烧。而越宽的爆炸浓度范围,下限浓度越低则产生爆炸的可能性就越大。易燃物品在空气中燃烧过程中,随着浓度的不同其燃烧特性也会发生变化,可能会伴随爆炸性燃烧。。

2.3 毒性

化工园区对于有毒气体的中毒阈值常采用的标准是来自美国的应急响应规划指南(ERPGs)。按照美国工业卫生协会所制定的标准,ERPGs代表作业人员在紧急状况下,在有毒环境中作业持续1~24 h,其能接受的有毒气体浓度,浓度共有三个等级分别是ERPGS-1、ERPGS-2、ERPGS-3,具体的伤害情况如表3所示。

表3 物料毒性伤害等级

3 化工园区危化品储存环节事故类型及演化过程分析

3.1 化工园区危化品储存环节事故类型

通常状态下,危化品是在稳定的环境中储存着,比如储罐和仓库,但当这些储存危化品的设备发生失效时,会出现一系列问题,下文将分类详细论述:

(1)普通失效:这是很多储存设备经常出现的失效因素,比如腐蚀、焊接出现问题、储罐排气孔无法正常使用等。

(2)外部冲击失效:由于储存装置受到外力的撞击或受力,而造成储存设备无法正常使用。

(3)装卸失效:由于储存设备在进行运输前装卸的过程中受到外力因素的影响而失去储存能力。

(4)特定的实效:由于储存设备受到了某种特定因素的影响,导致储罐内的危险品发生了泄漏,在遇到明火时会发生如下事故:

①火灾事故:易燃易爆的危险化学品当遇到火源(静电、明火、雷击等),就非常易引发火灾事故。

②爆炸事故:当易燃易爆危险化学品泄露而又遇到火源时,由于危险品的能量在短时间内大量释放,从而引发爆炸,爆炸类型通常有蒸汽云爆炸、闪蒸爆炸等。

③中毒事故:有些危险化学品比如氯气等泄漏以后,会对周围的环境造成大面积的污染,从而引发中毒事故。

④事故多米诺效应:当园区某一点发生危险品安全事故时,可能会引起其他地点的危险化学品发生事故,进而引起连锁反应,也就是多米诺骨效应。

3.2 化工园区危化品储存环节事故演化过程

通过引入事故致因理论,对化工园区产生的安全事故进行初步分析,对事故的整个演化过程进行逻辑抽象,对导致化工园区危险品事故的每一个环节都假设为造成事故的原因,再通过深入的调查逐渐确定引起事故的具体原因,调查事故的具体步骤包括事故能量、事故成因、事故机理、触发条件、失效状态,点火类型以及事故后果等,详细如图3所示。

图3 基于事故致因理论的化工园区危化品储存事故演化过程

4 提高我国化工园区危化品储存管理的建议

4.1 加强危化品全生命周期的法律法规建设

目前对于有关危险品经营储存和管理的相关法律条文有《危化品安全管理条例》《常用化学危险品储存通则》《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》等,要求法律在制定的过程中一定要明确危险品从生产到运输到保管以及到使用或者报废的整个周期内都要有详细的规定,对每一个环节都要有详细的内容和执行标准,并要求相关单位严格按照标准操作和制定相应的储存设施和管控体系,同时对于每个环节都要责任到人,当出现危险品安全事故时,根据造成的原因对相关责任人进行追责,另外,从法律角度增强相关人员的安全意识,迫使他们对安全防范更加主动,确保有关危化品的监管和监督有法可依。

4.2 建立健全危化品全生命周期的安全管控模式

危化品的监督和管理是一个系统的过程,只有对每一个环节制定详细的防范制度,才能将发生事故的概率降到最低。从国家层面来讲,对于危化品所牵扯的每一个环节的管理都要明确具体的部门,防止出现部门之间的扯皮现象,提高防范效率。从行业层面来讲,危化品所牵扯的各个行业,行业协会要根据每个行业不同的情况,制定相应的管理条例和操作规范,加强安全教育,制定安全措施,确保所有的环节都有健全的安全管控模式。

4.3 加强安全生产监管队伍建设

俗话说事在人为,再健全的法律制度和行业操作规范,如果操作人员不能按照上述要求进行操作,依然会增加危化品发生事故的概率,因此,首先要培训一批能力强、专业素质高、技术过硬、有担当的操作人员。其次要培训一批责任心强、不怕苦、不怕累的监管人员。这样就可以将引发事故的人为因素降到最低。

5 结论

化工园区是一个非常特殊的位置,一旦发生事故会造成非常严重的后果,关于园区储存的风险识别国内外的一些学者也进行了相应的研究,专门针对化工园区储存环节的风险识别所研究的内容还非常有限。应该充分了解引发化学安全事故的机理以及整个事故的演化过程。为了避免或减少事故的发生,还应建立健全相应的法律制度和行业规范。同时,对危化品整个周期中的每个环节进行详细说明,并确保各化工单位按照相应法律的规定制定安全防范制度,这样就能够最大限度的降低由于危化品储存不当引发事故的概率,从而避免国家财产造成损失,人民群众生命受到伤害。

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