低温乙烯储存过程风险评价及其缓解对策

葛安卡　张礼敬　许明颢

(1.南京工业大学城市建设与安全工程学院，江苏省城市与工业安全重点实验室　南京 210009；

2.南京工业大学海外教育学院　南京 210009)



低温乙烯储存过程风险评价及其缓解对策

葛安卡1张礼敬1许明颢2

(1.南京工业大学城市建设与安全工程学院，江苏省城市与工业安全重点实验室南京 210009；

2.南京工业大学海外教育学院南京 210009)

摘要为加强危险化学品储存的环境安全性，在深入调研危化品储存环节主要风险的基础上建立评价指标体系，采用层次分析法与模糊综合评价法相结合的风险评估模型对低温乙烯罐储存过程进行风险评估，并提出可行的控制措施。研究结果表明，储罐环境安全处于安全级内；针对低温乙烯罐存在的风险建立EHS一体化管理模式，建立全厂应急预案及一系列的风险预防措施，以缓解其储存过程的风险。

关键词低温乙烯罐模糊综合评价法事故后果模型缓解对策

0引言

目前世界各地在危险化学品储存过程中经常发生一些诸如泄漏、爆炸、中毒等事故，这将对周边居民的安全和周围环境安全带来极大的影响。尤其是一些大型的石油化工企业，储存的危险化学品数量较大，属于重大危险源，如果控制措施不得力的话，将造成灾难性的后果。因此，危险化学品储存阶段的环境安全性十分重要[1-2]。

乙烯是易燃易爆的危险化学品，由于低温乙烯储存状态的特殊性及其周边储罐的影响，将低温乙烯罐储存过程进行风险评估显得十分重要。因此，本文将建立风险评价模型对其储存阶段的环境安全性进行分析研究，并依此提出可行的控制措施以降低风险至可接受水平。以某公司罐区的低温乙烯储罐为例，低温乙烯储运设施包括一台双壳层悬浮吊顶式低温乙烯储罐，2台往复式压缩机，3台丙烯冷冻机，4台换热器，2台容器，2台罐内泵和3台罐外泵，及配套的电气、仪表设施等。低温乙烯储罐设备情况见表1。低温乙烯罐位于储罐区内，北面为石脑油罐、西面为丙烯腈及液化烃罐、南面为低温丙烯罐、东面为预留地。

表1　低温乙烯储罐一览表

1风险评价模型的建立与评价

1.1低温乙烯罐储存过程风险评价方法

基于环境风险和过程安全建立化学品储存环节的风险评价指标体系，运用层次分析法确定评价指标体系的权重，定量地评价事故期间的环境风险，研究环境安全防护距离的估算方法，建立储存环节污染物泄漏模型及环境长期风险评价方法。

1.2风险评价指标体系的建立

建立低温乙烯储罐储存过程的风险评价模型，见表2。确定评价指标的权重及其综合评价，同时进行模拟后果分析，为事故应急做准备。

表2　低温乙烯储罐储存过程的风险评价指标体系

1.3指标权重的确定

多目标综合评价中，权重具有举足轻重的地位，本文选用专家打分法—三角型调查表[3-4]来确定。数据由专家根据经验主观判断得到，专家可以根据实际问题，合理确定各指标系数之间的排序，从而确定各指标的权重，见表3。 5位专家参与打分，综合评判结果为W=[0.4881,0.3233,0.1886]T。

U11，U12，U13各因素的标准差分别为：σ11=0.046，σ12=0.038，σ13=0.027，这说明专家的评判数据较合理。

表3　各指标总排序表

CR<0.1，所以层次总排序保持一致。

1.4风险综合评价

本文使用模糊综合评判环境安全。风险评价的每个基本事件所包含的内容，编制出安全检查表，每个评价因素的安全检查分数定为100分，企业按安全检查表的内容逐条评分，最后根据加权评分法的公式计算总分值。

F=∑QiFi(i=1,2,……,n)

式中，Qi为评价项目i的权数，Fi为评价项目i评价分数值，F为总评价分数。

评价环境安全状况的好坏往往用优秀级、安全级、达标级、危险级四种状态来评价，即把环境安全状况定级[5-8]。现将4种状态进行定量化确定，如图1。5位专家评分情况见表4。

图1　等级划分的区间

专家1专家2专家3专家4专家5平均值(Fi)U11859088908086.6U12838384808883.6U13888888759085.8U21706570687369.2U22758075757275.4U23707570707071

F=∑UiFi(i=1,2,……,n)

F=81.1。

代入等级评价模型中。优秀级μA(81.1)=0，安全级μB(81.1)=1，达标级μC(81.1)=0.39，危险级μD(81.1)=0。 那么该储罐环境安全处于安全级内。

2低温乙烯罐储存过程风险的缓解对策

2.1EHS一体化管理模式的建立

通过建立一体化管理体系，对公司环境、职业健康安全管理体系运行管理。确保按照标准的规定建立、实施与保持环境、职业健康安全管理体系要求。①公司的活动、产品和服务的性质、规模，环境影响和职业健康安全的特点；②遵守当地现行适用的EHS法规及其他和环境因素和危险源有关的要求；③持续改善、污染预防和风险防范；④保护员工健康和提供安全工作环境。

2.2建立化工过程控制和安全仪表管理系统

(1)装备自动化控制系统，进行工况(报警)监测，对重要工艺参数进行实时监控预警，及时判断发生异常工况的根本原因分析，评估可能产生的后果，制定安全处置方案，避免因处理不当造成事故。

(2)开展工艺危害分析，充分辨识危险与危险事件，科学确定必要的安全仪表功能，并根据国家法律法规和标准规范对安全风险进行评估，确定必要的风险降低要求。根据所有安全仪表功能的功能性和完整性要求，选取和安装安全仪表和联锁系统。

2.3应急响应

2.3.1建立应急响应系统

建立应急响应系统，明确组成人员，并明确每位成员的职责。建立应急救援专家库，对应急处置提供技术支持。发生紧急情况后，应急处置人员要在规定时间内到达各自岗位，按照应急预案的要求进行处置。授权应急处置人员在紧急情况下组织装置紧急停车和相关人员撤离。建立应急物资储备制度，加强应急物资储备和动态管理，定期核查并及时补充和更新。

2.3.2对事故响应进行分级

低温储罐主要的潜在事故为火灾/爆炸和环境影响。按照事故初期的严重性和事故的升级，把事故响应划分为三个等级，见表5。

表5　事故响应等级表

(1)火灾/爆炸应急响应 。低温乙烯储罐发生泄漏，遇到明火可能会导致火灾或爆炸。也有可能存在外部事故直接导致罐区发生火灾或爆炸事故的发生。发生罐区火灾/爆炸事故时，根据事故响应的类别采取应急行动。

(2)泄漏应急响应。低温乙烯储罐发生泄漏，不能及时控制，可能会向后果更严重的火灾/爆炸事故发展；根据事故响应的类别采取应急行动。

(3)环境保护应急响应 。

a.污染物收集措施。少量泄漏时，用吸附材料进行吸附，按危险废弃物进行处理；较多泄漏时，用围堰进行围堵，用撇油器、气动泵、槽桶进行回收；大量泄漏时，用泡沫液覆盖，降低污染物挥发，用水幕进行区域隔离，用雾状水稀释污染物蒸汽，将污染物冲入污染水收集池内，再用撇油器、气动泵、槽桶进行收集回收，污染水用固有的废水泵输送到废水处理系统。

b．污染水收集措施。罐区内不同区域有不同的收集池，罐区发生火灾或泄漏事故时可使用最大消防用水量为3 400 m3/h，持续时间6 h。如果污染水收集池内的污染水溢流到清洁雨水系统时，立即组织人员确认所属污染区域的雨水阀关闭情况，防止污染水流出。清洁雨水系统内污染水的水位到达一定高度时，污染水会倒流入污染水收集池内，用固有的废水泵将污染水输送到废水处理系统。事故结束后，清理清洁雨水系统，用临时输送设施将清洁雨水系统内的污染水抽干，并输送到公用工程的废水处理系统，达到要求后恢复正常生产状况。

2.3.3消防设施配置

(1)固定式消防冷却水系统。低温储罐均设置固定式消防冷却水系统和固定消防水炮，水源接自厂区高压消防水系统环网，低温储罐冷却水采用电动阀控制，信号接至中央控制室，可现场启动，也可在控制室遥控启动。

(2)消火栓和消防炮。储罐周围分别设有环状低压和高压两套消防水管网：低压消防水环网上设有地上式消火栓；高压消防水环网上设有消防水炮及消火栓。

(3)移动式灭火器。储罐周围配置手提式及推车式干粉灭火器。

2.3.4应急预案及演练

制定全厂应急响应预案为应对发生紧急事件时(包括安全、消防、营救、医疗、环境、保安等)提供有效的行动指南，是按既定的事故应急响应程序，采取快速、有效的应急行动，最大限度的保护人员安全、减少环境破坏和污染、保护财产和声誉。根据事故模拟的后果分析结果，建立针对低温乙烯储罐泄漏的应急救援预案，定期进行演练，提高人员应急响应能力。

3结语

本文以低温乙烯储罐为例，对评价模型进行验证，确定评价模型的实用性，并同时提出有效的风险缓解对策。建立评估的一种新的模式，使化学品储存过程风险评价工作更加系统化、整体化和科学化，可以为有关部门了解化工行业的特点以及安全生产状况提供较可靠的依据，为制定针对全行业的指导性政策提供一些基础性数据，有利于政府安全监督管理部门对企业的安全生产进行宏观调控。

参考文献

[1]吴宗之.面向2020年我国安全生产的若干战略问题思考[J].中国安全生产科学技术,2007,3(1):3-7.

[2]罗云.风险分析与安全评价[M]. 2版. 北京:化学工业出版社,2010.

[3]龚志平,李钢强,刘毅，等. 层次分析法中判断矩阵的调查表问卷设计[J]. 中国公共卫生管理,1995,11(1):23-25.

[4]俞海海. 房地产市场成熟度评价模型研究[D]. 上海:上海交通大学,2008.

[5]王春秀. AHP-模糊综合评价法在岗位评价与绩效评估中的应用研究[D]. 北京:华北电力大学,2005.

[6]张明广，蒋军成，张巍，等. 基于层次分析法的重大危险源模糊综合评价[J]. 南京工业大学学报(自然科学版)，2006，28(2)：31-34.

[7]罗赞. 企业知识管理成熟度评价体系研究[D]. 上海:上海大学,2003.

[8]汪莹. 供应链管理成熟度的评价体系与方法[J]. 煤炭学报,2007,32(12):1340-1345.

Cryogenic Ethylene Storage Process Risk Assessment and Countermeasures

GE Anka1ZHANG Lijing1XU Minghao2

(1.CollegeofUrbanConstructionandSafetyEngineering,NanjingTechUniversityNanjing210009)

AbstractTo improve safety of hazardous chemicals storage environment, the assessment index system is established based on deep investigation on the major risks of hazardous chemicals storage, a risk assessment model combined analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation is adopted to assess the risks of storage process of cryogenic ethylene storage tank and workable control measures are put forward. The study indicates storage tank environment is in the range of safety level. EHS integrated management mode is established in accordance with the risks of cryogenic ethylene tank and a site-wide emergency response plan is set up to mitigate the risk of storage, as well as a series of risk preventive measures.

Key Wordscryogenic ethylene storage tankfuzzy comprehensive evaluationaccident consequence analysis modelpreventive measures

(收稿日期：2015-10-26)

作者简介葛安卡, 男, 1974年生，上海人,博士, 高级工程师，主要研究方向为过程安全管理和风险评估。