甲胺泄漏事故环境风险分析与影响研究

吴 润，夏 洲

（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

甲胺是一种有机化合物，化学式CH3NH2，是重要的有机化工原料。甲胺毒性较高，根据《建设项目环境风险评价技术导则》（TJ169-2018）附录H，甲胺毒性终点浓度1 为440 mg/m3，毒性终点浓度2 为81 mg/m3。由于甲胺用途广泛，全国近年发生甲胺泄漏事故较多。甲胺泄漏后挥发的氯化氢轻则引起人员中毒，重则导致人员伤亡。如何对泄漏事故进行有效的风险防控是甲胺贮存、使用企业必须重视的问题。

本文以甲胺储罐管道泄漏事故为源项，依据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169-2018）并参考相关文献，对泄漏事故环境风险进行影响预测，根据预测结果提出切实可行的环境风险防控措施和应急管理要求，以降低企业甲胺泄漏事故环境风险影响程度，作为甲胺贮存、使用等企业环境风险评价的参考[1-7]。

1 甲胺泄漏事故风险预测与评价

1.1 风险事故情形分析

某化工企业厂区设置1 台100 m3带压甲胺储罐，储罐设计压力0.7 MPa，甲胺最大储存量80 t，管道内径50 mm。

（1）泄漏模式确定

由于甲胺储罐为高压罐（0.7 MPa），储罐内甲胺为液态，泄漏时在喷口处甲胺液体会急剧蒸发。根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T 169-2018）附录F 泄漏量计算方法规定，此种情况下应首先计算物料的闪蒸率FV，当FV＞1 时，表明液体将全部蒸发成气体，这时应按气体泄漏计算；如果FV很小，则可近似地按液体泄漏公式计算。

闪蒸率计算公式如下：

式中：FV—蒸发的液体占液体总量的比例，即闪蒸率；CLP—泄漏前液体定压比热，J（/kg· k），本次为3 344 J/（kg·k）；CCP—液体在常压下的定压比热，J/（kg·k），本次为3 300 J/（kg·k）；TL—泄漏前液体的温度，K，本次为303 K；Tc—液体在常压下的沸点，K，本次为266.2 K；H—液体的气化热，J/kg，本次为1.21×105J/kg。

经计算，一甲胺闪蒸率Fv 为1.1＞1，因此可按气体泄漏公式进行计算。

（2）泄漏量计算当下式成立时，气体流速属音速流动（临界流）：

当下式成立时，气体流速属亚音速流动（次临界流）：

式中：P—容器内介质压力，Pa，本次为0.73 MPa；P0—环境压力，Pa，本次为1 个标准大气压；γ—气体的绝热指数（热容比），甲胺为1.31。

经计算P0/P=0.14＜0.54，气体流动属于音速流动。甲胺泄漏量采用《环境风险评价技术导则》（HJ/T 169-2018）附录F 中气体泄漏计算公式：

企业盈利水平具有信号作用，盈利趋势是融资活动中的重点考察因素。本文采用了总资产净利润率 （ROA），即净利润与总资产平均余额之比，用于反映资产的利用效果。本文还采用了营业净利率 （Net Profit Ratio），即净利润与营业收入之比，用于反映企业销售的最终获利能力。

式中：QG—气体泄漏速率，kg/s；P—容器压力，Pa；Cd—气体泄漏系数，圆形时取1.00；M—物质的摩尔质量，kg/mol；R—气体常数，J/ (mol·K) ；TG—气体温度，K；A—裂口面积，m2；Y—流出系统，对于临界流Y=1.0。

甲胺泄漏事故计算参数见表1。

表1 甲胺储罐管道泄漏事故计算参数

从甲胺管线发生泄漏至关闭罐体阀门一般需用时10 min，将相关参数带入计算得到本装置一甲胺当50% 管径破裂后的速率为0.9 kg/s，10 min 的最大泄漏量为540 kg。

1.2 风险预测与评价

根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T 169-2018），风险预测需选取最不利气象条件进行后果预测。最不利气象条件选取F 稳定度，1.5 m/s 风速，温度25℃，相对湿度50% ，预测主要参数见表2。

表2 预测模型主要参数

在污染物排放情况下，人群接触毒物的特点是急性、高浓度、接触时间短，因此采用急性、短时间接触对人体的不同危害程度的浓度值作为事故影响评价的标准，见表3。

表3 危险物质大气毒性终点浓度值

甲胺初始密度大于空气密度，根据（HJ 169-2018）选择SLAB 模型，采用EIAPro2018 软件进行预测，根据危险物质浓度达到评价标准时的最大影响范围可知，在拟定事故情形条件下，甲胺泄漏事故在最不利气象条件下达到毒性终点浓度-1 的最大影响范围为下风向1 060 m，达到毒性终点浓度-2 的最大影响范围为下风向2 660 m。

2 风险防控措施

2.1 风险管理

（1）加强职工的安全教育和环境风险防范意识，坚持特种操作工人持证上岗，增强职工防范事故和自救能力。

（2）强化安全管理，建立健全安全生产责任制，加强安全教育培训工作；对外界车辆进出装卸作业进行现场指导；对管道、仪表、阀门等进行检查和校验，降低甲胺泄漏事故发生概率[8]。

2.2 应急处置和应急预案

（1）甲胺罐区应设置导流沟和水喷淋装置，一旦发生甲胺泄漏，应立即开启水喷淋装置对挥发的甲胺储罐进行喷淋，降低对环境造成的影响。

（2）甲胺管道一旦发现泄漏，应立即关闭储罐阀门，切断气源。用水保持火场中的容器冷却，用雾状水驱散蒸气，赶走泄漏的气体，防止引火。

（3）企业需针对甲胺泄漏制定专门的应急预案，提高员工在突发环境事故时的应对能力。为使应急预案能够真正有效实施，企业必须对应急预案进行定期演练。

（4）如事故无法得到有效控制，企业应立即通知相邻企业及相应人群，做好必要的防护措施。必要时将下风向3 公里危害区范围内人群进行疏散，将突发环境事件影响降至最低。

3 结论

本文以某企业甲胺储罐泄漏事故为源项，运用EIAPro2018 软件进行了甲胺泄漏事故的风险预测，计算出企业甲胺泄漏事故造成的最大影响范围，并结合预测结果对贮存、使用甲胺的企业提出了相应的环境风险防控要求，以降低甲胺泄漏事故环境风险影响程度，最大程度地保护人民群众的财产安全。