某石化企业罐区环境风险影响研究

冯丽华

(忻州市环境保护研究所，山西 忻州 034000)

引 言

石化企业的产品是许多产业原料的来源，属于基础型产业。然而，近几十年来，石化企业在发展过程中也带来一些环境问题，还存在着一些潜在危害，极大地伤害了人民的生命财产安全和生存环境[1]。环境影响评价就是分析建设项目可能对环境产生的影响，包括对水体、大气环境、土壤等影响的分析、预测和评估，并根据项目的具体实际情况，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，以促进人与环境更好的相处。石化企业储罐作为储存原料、中间品、成品等的主要容器，一旦发生泄漏，极易引发火灾、爆炸、中毒等灾难性事故，且泄漏的有毒有害物质还会污染周围的大气和水体环境，因此通过对罐区风险物质及环境风险的识别，分析罐区存在的环境风险对环境的影响，具有极强的现实意义[2]。

1 某石化企业罐区概况及其厂址周围环境概况

1.1 罐区概况

该石化企业位于某化工园区内，主导产业是石油炼制。厂区主要以外购的重质原料和外购的蜡油为原料，生产装置内的原料、辅料等的量远小于储罐中物质的储量。罐区是石化企业重要的组成部分，根据企业实际情况调查可知，厂区共分为芳烃罐区、轻油罐区等六个罐区，各类型号、不同形状共计53个储罐，排布在厂区的不同位置。各罐区储存的物料不同，同一罐区储存物料也不同。物料主要有苯、C6、液化气、丙烯等，属于易燃易爆、有毒有害物质，对人和环境具有潜在的伤害。

1.2 石化企业周围环境概况

该石化企业所在地区，交通相对便利。厂区所在地向相对平坦，地面没有较大起伏，地理位置优越。开发区气候属暖温带大陆性季风气候，四季分明，年平均降水量603.8 mm；年平均蒸发量为2 029.9 mm；年均相对湿度为63%；全年主导风向SSE，频率为8.9%，年平均风速3.1 m/s。地势南高北低，地形自然坡降在0.03%～0.06%，该地形排水条件差，雨季容易积水。

厂区紧邻某河，位于某河向北50 m处。根据现场调研可知，正常运行时仅产生30 m3/d废水，经处理后综合利用，不排放。一旦发生泄漏，则会排入某河。区域浅层地下水埋深较浅，在3.5 m～24 m。根据现场调查，从地下水环境的角度来看，项目区处于不敏感区。

1.3 主要环境敏感保护目标

项目周围敏感目标分布在厂区的西侧和西南侧。厂区远离水源保护地，对地下水资源影响较小；周围内没有生态环境、土壤环境保护目标；最近的村庄距离该厂区的距离是1 490 m，处于正南方位；厂区不再生态保护红线之内，地理环境不敏感。厂址周围3 km内无自然保护区、风景名胜区和文物古迹单位。

2 石化企业罐区风险识别与源项分析

罐区是整个石化企业正常运行重要一环。环境风险识别，是利用事故发生的原因和结果进行分析，在复杂的环境下筛选出需要的风险因素，了解其在事故风险中的详细信息。石化企业罐区一旦发生事故，会对企业周边环境造成伤害，因此，通过一定的手段(筛选、监控、诊断等)，对该区域的环境风险进行识别，然后来确定风险因子和风险类别，意义重大。

2.1 罐区物质风险识别

根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T 169-2004)的规定以及物质的危险性识别内涵，罐区危险物质及其特性为：1) 该石化企业罐区储存物中，都属于易燃的液体或气体，燃烧不充分产生次生污染物CO，是污染大气环境的六大因子之一；2) 罐区中苯的毒性最强，也是一种致癌物质；3) 罐区中除柴油火灾级别为丙级，其余均为甲级；4) 罐区中尤其液化气、丙烯属于极易燃的气体；5) 罐区中柴油的储量最大，其次是汽油的储量。

根据罐区风险因素的识别和比较，确定的重点防范对象一是含易燃易爆物质的储罐泄漏后，遇明火引起的火灾、爆炸事故；二是毒性相对较大的储罐泄漏引起的环境影响。

2.2 罐区主要事故风险识别

重大危险源是以功能单元为单位的。根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)，依据物质的危险特性及其存储数量，同时参考得出的该企业各个罐区的重大危险源辨识表可知，液化烃罐区的计算值最大，属于罐区的重大危险源。

储罐在石化企业中，作为储存物质的媒介，随着时间的增长，可能存在潜在的危险事故。具体如下。1) 储罐泄漏。石化罐区的储罐长期暴露在环境中，在内部储存物质流动、腐蚀及外部环境风吹日晒、雨打下，会引起储罐泄漏。2) 中毒或窒息。罐区储存苯、甲苯、二甲苯、甲醇等物料毒性较高，在接收设备、阀门、法兰、垫片等密封不严下会发生泄漏，导致工作人员呼吸吸入、经皮吸收而中毒的危险。3) 火灾爆炸。罐区的储罐等长期露天放置，若当储罐不慎破裂后，易燃性质的液体蒸气或者易燃的气体遇明火(火花)会发生火灾或者爆炸。4) 储罐爆炸。储罐在使用过程中存在超压爆炸危险等，都会对周围的建筑物和人造成一定的伤害，同时，对周围环境造成一定的影响。

2.3 石化企业风险事故统计分析

据美国J&H Marsh & Mc Lennan咨询公司统计，在1987年开始的20年～25年间，在95个国家登记的化学品事故中，液体化学品最易发生事故，其次是液化气；一般在罐区发生特大型危险事故的可能性最大，概率为16.1%；事故发生原因多为机械故障和碰撞事故，且人为因素较大。世界石油化工企业特大型事故按装置分布，如图1所示[3]。

图1 世界石油化工企业特大型事故按装置分布

根据我国相关数据资料统计显示，在我国罐区发生事故的主要原因是违章操作和误操作，且二者是人为因素引起的，因此我国石化行业的重大事故的发生，人为原因占绝大部分。同时，根据赵淑莉[4]等人的统计研究发现，因泄漏造成的污染，是我国石化行业罐区环境污染事件起因中的重要因素。其中，又以储罐或者储罐阀门泄漏，储罐设计不合理，罐体刚度达不到要求等因素为主。因此，在风险管理过程中，应注重工作人员的管理和培训。

2.4 罐区主要环境风险事故源的确定

事故树分析法是主要环境风险事故源的确定的主要方法[5]。对事故树进行分析，求解事故树的最小割集和最小径集，判断基本事件对顶上事件的影响程度。最小割集越多，危险程度和发生事故的可能性就越大。最小径集越多，危险程度越低，发生事故的可能性就越小。根据分析可知，罐区的风险性较大，且事件“油气浓度达到爆炸下限”的结构重要度最大，其是罐区主要环境风险最主要的事故源，同时泄漏事故中阀门管线泄漏是主要原因。根据本文选取的石化企业，与液体物质相比，储量较大的液化气作为爆炸事故的风险源；罐区内苯的毒性最大，事中毒事件的风险源；汽油的火灾危险级别属于甲B类，因此选取汽油储罐发生火灾最为火灾事故的风险源。

罐区在事故状态下，会对大气和水环境造成影响。对于大气环境的影响，自环境影响评价在全世界普遍开展以来，较常用的是高斯扩散模型对污染物泄漏、次生污染物CO的浓度及分布进行预测及分析。结合该企业罐区风险及罐区所处位置环境的特点，本文采用高斯烟团模型对泄露的物质浓度扩散进行预测，据预测半致死浓度出现的最远距离为33.6 m，100 m为致死浓度范围，半致死百分率人口数为25人。遇明火引发的火灾由于不完全燃烧，将产生次生污染物CO。根据预测半致死浓度出现的最远距离为198.1 m，200 m为致死浓度范围，半致死百分率人口数为75人。本次事故排放预测历时确定为汽油持续燃烧6 h，风速条件按静风、小风、有风时取样，CO的IDLH浓度最大范围为距源下风向约291 m处，CO的最大落地浓度出现在100 m之内。同时，经过对企业周围环境调查，周围居民点距罐区有1 500 m以上，故火灾时只需引导200 m范围内本公司职工需要疏散撤离，因为火灾次生CO半致死浓度和应急撤离半径范围内无居民。同时，因厂区属于工业园区，周围1 000 m内没有敏感目标，因此只应将厂区内的工作人员及时疏散。

由于各石化企业罐区周围均采取严格的防渗措施和收集系统，所以事故发生后，对地表水及地下水环境的影响较小。

3 罐区环境风险的管理措施及建议

罐区在石化企业储运中具有重要地位。然而，石化企业罐区储罐内物料属于易燃易爆、有毒有害类物质，因此罐区的环境风险在石化企业中不可忽视[6]。根据物料性质以及事故发生后的影响程度和范围，结合罐区存在的重大危险源和风险类型分析，提出如下罐区风险管理预防措施与建议。

1) 在建设初期，储量较大、含毒性较大的储罐远离居民和办公场所，提前避免环境风险造成的影响与损失；2) 选择质量好、品质高的储罐，储罐要合理布局，重大危险源的储罐要位于下风向，避免空气扩散对周围居民健康的影响；3) 要定期对储罐、管线、阀门等检修，及时发现、解决问题，避免因机械设备腐蚀、老化等原因，造成环境事故；4) 在厂区树立起责任意识，同时及时对厂区的人员进行培训和检查，要每一个职员尽到一份自己的责任；5) 为事故发生后，及时对发生的事故作出判断，防治事故蔓延，减少损失，要定期进行事故演练；6) 若事故发生影响不大，及时请厂区内负责的专业人员进行补修，反之，要及时报警，并通知厂区内近距离人员撤离。7) 在企业厂区内地面全部硬化，倒排系统采取严格防渗，减少对水体造成的影响。

4 结语

综上所述，罐区作为石化企业重要的组成部分，主要储存生产原料、产品、中间产品等，涉及危险化学品，具有毒性、易燃易爆的性质，且石化罐区因储量较大，存放相对集中，因此罐区的环境风险在石化企业中不可忽视。为了减少石化企业罐区对环境风险的影响，石化企业应严格按照设计规范和事故发生后的应急方案执行，同时在发生事故后，应及时将罐区附近工作人员撤离，以减少其泄露、火灾爆炸等事故发生对生命财产造成的损失。