石化液氨储罐泄漏风险及应急处置研究

2018-09-12魏传深张燕良

山东化工 2018年16期

魏传深，张燕良，李宁

(1.中国石油大学(华东)，山东青岛 266580；2.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471001；3.中国化工正和集团股份有限公司，山东东营 257342)

化工厂液氨泄漏事故的关注度高，并且已经成为日常生活和社会经济中的敏感问题。在化工生产中，液氨泄漏事故时有发生。2018年3月22日河南某公司制冷机房液氨储罐发生泄漏，造成1人死亡[1]。液氨泄漏容易引发中毒事故和火灾爆炸事故的发生，造成大量的人员伤亡和财产损失，并且还会引发不良的负面舆情效应。田涛[2]采用ALOHA模型，分析和预测液氨泄露后的扩散、闪火、蒸汽云爆炸等场景。黄兆杰等[3]利用ALOHA和Google earth软件在液氨泄露事故图像化显示风险距离，为泄漏后应急救援提供技术支持。郭家秀[4]通过对液氨储罐泄漏后的中毒、火灾、爆炸等不同事故后果进行危害分析，给出了对策和建议。李宁等[5]通过ALOHA研究了储罐泄露后环境条件变化对后果严重程度的影响。本文通过模拟石化液氨储罐泄漏后的事故场景，拟对ALOHA模拟了泄漏高度和泄漏孔径对泄漏后果场景的影响，并对泄漏后应急处置措施提出了建议措施，为做好石化企业液氨储罐泄露应急管理奠定基础，对企业安全管理工作具有重要的意义。

1 研究对象

研究对象为所在公司的液氨储罐，400m3球罐。储存介质为液氨，液氨参数由ALOHA软件数据库得到，如表1所示。根据有毒气体扩大的不同危害影响程度划分三个等级AEGL-1、AEGL-2、AEGL-3。当有毒气体浓度达到1级时，暴露在有毒气体60分钟人体会明显感觉刺激和不适；2级时会严重影响人体健康，3级时会造成生命危险或导致死亡。表1中给出了相应级别的浓度临界值。

表1 液氨技术参数Table 1 the technical parameter of ammonia

2 泄露风险模拟

通过ALOHA软件输入本文研究的相关项目和输入参数，具体设置见表2。球罐内储存液体占罐体容积的80%。根据不同泄露高度和泄漏孔径研究泄露后果不同场景的影响，通过泄漏后扩散的风险距离大小表示影响的后果严重程度。

表2 ALOHA软件参数Table 2 the technical parameter of ALOHA

图1为泄露孔径D为0.5cm、泄露高度H为1m泄露后的场景，三级浓度危险距离123m，二级浓度危险距离338m，一级浓度危险距离813m。图2为泄露孔径为1cm、泄露高度为1m泄露后的场景，三级浓度危险距离251m，二级浓度危险距离699m，一级浓度危险距离1700m。由图1和图2比较，当泄露孔径增大时，危险距离明显增加。

图1 孔径为0.5cm高1m时模拟结果Fig.1 Simulation result when D=0.5cm，H=1m

图2 孔径为1cm高1m时模拟结果Fig.2 Simulation result when D=1cm，H=1m

图3为泄露孔径为0.5cm、泄露高度为3m泄露后的场景，三级浓度危险距离123m，二级浓度危险距离337m，一级浓度危险距离808m。由图1和图3比较，泄露高度增加时，因储罐内部温度、压力等工艺参数未发生变化，对泄漏后扩散的危险距离影响变化不大。

图3 孔径为0.5cm高3m时模拟结果Fig.3 Simulation result when D=0.5cm，H=3m

图4 孔径为1cm高3m时模拟结果Fig.4 Simulation result when D=1cm，H=3m

图4为泄露孔径为1cm、泄露高度为3m泄露后的场景，三级浓度危险距离251m，二级浓度危险距离697m，一级浓度危险距离1700m。图4进一步验证了上述得出的结果。

由四个图比较，泄漏后果与泄漏的位置高度相差不大，但与泄漏孔径有明显关系。数值模拟结果可为我们处理泄漏后的事故应急提供了技术支持。

3 液氨储罐泄漏的应急措施

在液氨储罐发生泄漏事故时，具体的应急措施有如下三点。

3.1 工艺堵漏的可行性

采用堵漏的方法制止液氨泄漏具有极大的危险性。尤其在储罐的泄漏孔直径大于1cm，堵漏比较困难，建议首要考虑的是通过估计或远距离监测泄露孔径，分析工艺堵漏的可行性，做到第一时间人员疏散。实施带压堵漏操作的人员须做好防护措施，戴上正压式空气呼吸器、穿好防护服等。在进行带压堵漏时，需配合用消防雾状水喷淋，且在储罐区外部有医护人员及时待命。做好进行带压堵漏的工作人员及时撤退的有效措施，且带压堵漏工作人员进行作业的时间不宜过长。

3.2 环保应急工作

液氨在空气中会迅速气化，变成易燃气体，氨气在空气中会随空气扩散，不仅会污染自然环境，且当人体吸入氨后，会造成中毒。考虑氨气溶于水会变成呈碱性的氨水溶液，故可用雾状消防水喷淋，以阻止氨气的扩散。为顺利堵截、流稀释后的氨水，需关闭罐区雨水排放阀，阻止稀氨水流向罐区外污染自然环境。当泄漏情况严重时，需在储罐区外围筑堤坝，修建管线将氨水排入污水缓冲区，切莫将氨水流入明沟，造成外部环境勿扰。企业负责人需将情况及时上报政府环保部门，服从进行污水处理和事故应急工作。

3.3 人员疏散和消防灭火

液氨泄漏事故发生时，储罐区负责人需及时派出侦察队侦查储罐区内部的情况，以便提出合理的解决措施。在侦查前，需重点观察储罐区周围的环境，注意风向，选择合适地点侦查泄漏情况，搜索受伤或者受困的工作人员，迅速检测罐区泄漏氨气的浓度，并将情况及时反映给救援指挥小组。人员疏散时，根据泄露情况模拟计算大致危险距离，结合环境监测数据、风速、风向、地理环境等划分三级防中毒、防火和防爆警戒区。一级警戒区，需要及时撤离周围的全部人员；二级警戒区只能有防护措施完善的防护抢救人员；三级警戒区只能有防护救援人员、作业部操作工作人员等。还需考虑对周边社区的影响，向当地政府部门协助组织疏散。

消防灭火要点。当出现火灾事故时，消防局及时派出消防车进行灭火。储罐区所在地区的市政府应该在液氨储罐发生泄漏事故的同时，及时成立疏散应急救援指挥小组，设置人员疏散通道，在储罐区周围使用扩音设备组织附近的人员进行有序疏散。在储罐区指挥疏散的人员需要携带湿毛巾进行简单的自我防护，疏散人员在疏散人群的过程中需将情况及时反馈给指挥部。指挥部按事先规定疏散路线，安排交警大队车辆道路引导和道路管制，做好人员疏散。险情处理好做好舆情和媒体发布。