张根源

摘 要：河南某化工厂在某产业集聚区内拟建设1万t 3，3'-二氯联苯胺盐酸盐（DCB）生产装置。考虑到该项目生产需要使用大量甲苯，而产业集聚区内部和周边目前还存在部分居民区未进行搬迁，本文通过数据计算，分析论证了1万tDCB在发生甲苯泄漏事故时对周边的环境影响。

关键词：甲苯泄漏;环境影响;扩散预测

中图分类号：X820.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）25-0140-03

Abstract： A chemical plant in Henan Province plans to build a 10000 t 3，3 '- dichlorobenzidine hydrochloride （DCB） production plant in an industrial cluster area. Considering that a large amount of toluene is needed in the production of the project， and there are still some residential areas in and around the industrial cluster area that have not been relocated. Through data calculation， this paper analyzed and demonstrates the environmental impact of 10 000 t DCB on the surrounding environment when the toluene leakage accident occurs.

Keywords： toluene leakage;environmental impact;diffusion prediction

河南某化工厂在当地化工产业集聚区内拟建设1万t 3，3'-二氯联苯胺盐酸盐（DCB）生产装置，该项目生产需要使用大量甲苯。甲苯属于有毒化学品，对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。此外，根据世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单，甲苯列入了3类致癌物清单中。因此，甲苯对人体具有较大的危害性。考虑到该项目所在的产业集聚区内部和周边目前还存在部分居民区和村庄尚未完成搬迁，而化工生产也存在着泄漏事故的风险。因此，本文拟通过数据计算，分析论证1万t 3，3'-二氯联苯胺盐酸盐（DCB）在发生甲苯泄漏事故时对周边的环境影响。

1 甲苯毒理性质及危险特性

甲苯毒理性质和危险特征见表1。

2 风险识别

经了解，该项目采用催化加氢还原法生产3，3'-二氯联苯胺盐酸盐（DCB），该项目建设了150 m3甲苯储罐站一座，甲苯储存参数见表2。

根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169—2018）附录B，该项目甲苯储存量临界量为10 t。根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169—2018）附录C，采用公式（1）计算物质总量与其临界量比值（[Q]）。当[Q]值≥1时，即属于重大危险源。

其中，[qn]为危险物质的最大存在总量，t;[Qn]为危险物质的临界量，t。经分析计算可知，该项目甲苯罐区[Q]值为6.96，属于重大危险源。重大危险源判定见表3。

生产过程中发生泄漏事故时有关部件的泄漏频率[1]见表4。

由分析可知，常压下单包容储罐发生泄漏的概率较高，为1.00×10-4/a。因此，本次研究假设事故情景为：常压下单包容甲苯储罐发生10 cm裂口泄漏。本次研究重点对该情景下泄漏的甲苯对周围环境空气影响程度进行分析。

3 泄漏源强分析

甲苯常温常压下为液态，液体泄漏速度按伯努利方程计算，见式（2）：

储罐区设置有围堰及报警装置，泄漏发生后可在第一时间发出警报，按照一般化工厂风险事故演练，常温常压下液体储罐泄漏事故，一般可在10 min内完成堵漏。经计算，甲苯泄漏事故的源强见表5。

甲苯泄漏后进入罐区围堰。结合围堰包围面积，泄漏后的等效半径为2.7 m。甲苯沸点为110.6 ℃，泄漏发生后，液池中的部分甲苯由于质量蒸发而进入大气。液体质量蒸发计算公式为：

大气稳定度按保守取为[D]，则甲苯质量蒸发的蒸发速率为0.011 3 kg/s，30 min蒸发量为20.34 kg。

4 甲苯扩散预测结果

甲苯扩散计算采用AFTOX①模式进行预测。泄漏储罐下风向不同距离处甲苯蒸汽的预测最大浓度见表6。

根据预测，在风速为1.5 m/s，大气稳定度为[D]情况下，该厂150 m3甲苯储罐发生罐体泄漏时，根据AFTOX模式预测结果，甲苯蒸汽在距离事故源10 m处的最大落地浓度为521.070 mg/m3，在距离事故源40 m处最大落地浓度降低至40.415 mg/m3。根据预测趋势分析，甲苯蒸汽最大落地浓度随着扩散距离的增加和逐渐衰减，在下风向1 500 m的距离上衰减为0.205 mg/m3。

经了解，甲苯PC-TWA②限值为50 mg/m3;PC-STEL③限值为100 mg/m3;半致死浓度为小鼠吸入2 h LC（50）30 000 mg/m3。根据预测结果可知，事故发生后，甲苯蒸汽在事故源10～60 m范围内最大落地浓度为40.415～521.070 mg/m3，60 m范围以外的区域甲苯蒸汽最大落地浓度均低于50 mg/m3。此外，事故发生后，甲苯在污染源周围各处区域没有达到半致死浓度。

5 结论

通过分析可以判断，当该化工厂150 m3甲苯储罐发生罐体泄漏事故时，甲苯蒸汽最大落地浓度超过了PC-TWA和PC-STEL限值，超标区域能控制事故源周边60 m范围内，不会对厂界外的村庄等环境敏感点造成较大影响。此外，甲苯蒸气最大落地浓度没有达到甲苯半致死浓度，企业职工做好个人防护后，泄漏事故也不会对厂区内职工身体健康造成较大影响。企业在定期做好安全事故应急演练的基础上，能将甲苯储罐泄漏事故造成的影响降到最低。

注释：

①在《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169—2018）中，AFTOX为高斯色散模型，适用于平坦地形下中性气体和轻质气体排放以及液池蒸发气体的扩散模拟。

②在《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2—2019）中，PC-TWA为时间加权平均容许浓度，即8 h工作日，40 h工作周的平均容许接触浓度。

③在《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2—2019）中，PC-STEL为短时间接触容许浓度，即容许劳动者15 min接触的加权平均浓度。

参考文献：

[1]生態环境部.建设项目环境风险评价技术导则：HJ169—2018[S].北京：中国标准出版社，2018.