丙烯醛泄漏事故环境风险分析与影响研究

吴润

（安徽康安宏润环保科技有限公司，安徽合肥230000）

丙烯醛是化工生产中重要的合成中间体，广泛用于树脂生产和有机合成中，其化学式为C3H4O，通常为无色透明有恶臭的液体，蒸气有很强的刺激性和催泪性。丙烯醛属于毒性物质，经查阅HJ 169 附录H，气体毒性终点浓度 1 为 3.2 mg/m3，毒性终点浓度 2 为 0.23 mg/m3。由于丙烯醛用途广泛，近年来泄漏事故时有发生。泄漏的丙烯醛蒸汽若不慎吸入人体会导致人员伤亡或环境污染事故。如何对泄漏事故进行有效的风险防控和应急处置是丙烯醛贮存或使用过程中必须重视的问题。

本文以某企业丙烯醛储罐某备用口破损泄漏事故为源项，对泄漏事故造成的环境风险进行影响预测，并参照预测结果提出可行的环境风险防控措施和应急处置措施，以期为丙烯醛贮存和使用过程中的环境风险管控提供参考[1-7]。

1 丙烯醛泄漏事故风险预测与评价

1.1 风险事故情形分析

某化工厂区设置200 m3常温、常压丙烯醛立式固定罐1台，尺寸Φ6 000×7 000，泄漏管径DN25，最大储存量134.4 t。

（1）泄漏模式确定

假设丙烯醛储罐某备用管口DN25 全径泄漏，10 min 后得到有效控制。丙烯醛沸点52.5℃，常温下为液体，泄漏速率采用伯努利方程进行计算：

式中：QL—液体泄漏速率，kg/s；P—容器内介质的压力，常压为101 325 Pa；P0—环境压力，101 325 Pa；ρ—泄漏液体密度840 kg/m3；g—重力加速度，9.8 m/s2；h—液位之上液面高度，本次取5.68 m；Cd—液体泄漏系数，本次取0.5；A—裂口面积，本次为0.000 491 m2。经计算，丙烯醛泄漏速率QL为2.17 kg/s，10 min泄漏总量为1.30 t。

（2）蒸发模式确定

泄漏液体的蒸发总量为闪蒸蒸发、热量蒸发和质量蒸发三种蒸发量之和。由于丙烯醛沸点高于储存温度和环境温度，因此不考虑闪蒸蒸发和热量蒸发。按照HJ 169-2018附录F中提供的质量蒸发计算公式：

式中：Q—液体质量蒸发速率，kg/s；α，n—大气稳定度计算参数；p—液体表面的饱和蒸气压，Pa；M—物质的摩尔质量，kg/mol；R—气体常数，J/mol·k；T0—环境温度，K；u—风速，m/s，取最不利1.5 m/s；r—泄漏液体形成液池的半径，m。

各参数取值见表1、表2。

表1 大气稳定度计算参数（α、n）

表2 质量蒸发模式计算参数选取及结果（F稳定度）

由表1、表2中参数计算出风速1.5 m/s、温度20℃、F稳定度下泄漏丙烯醛中丙烯醛挥发速率为0.08 kg/s。

1.2风险预测与评价

本次预测取最不利气象条件：F稳定度，风速1.5 m/s，温度20℃，相对湿度50%，详见表3。

表3 预测模型主要参数

在事故排放情况下，人群接触有毒、有害物质的特点是急性、高浓度、接触时间短，本次采用HJ 169-2018附录H中的毒性终点浓度值作为事故影响评价的标准，详见表4。

表4 丙烯醛大气毒性终点浓度值

丙烯醛初始密度大于空气密度，采用EIAPro2018软件中的SLAB 模型进行预测，泄漏浓度达到评价标准时的影响范围见表5。

由上述预测结果可知，丙烯醛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3 910 m；达到毒性终点浓度-2 的最大影响范围为下风向10 110 m。

2 风险防控措施

由预测结果可见，丙烯醛泄漏后首先在围堰内形成液池，液池蒸发产生的蒸汽随风扩散，会对事故区域周边人员带来伤害。丙烯醛泄漏事故风险防控主要从源头风险防控和应急处置两方面考虑。源头风险防控是从源上降低丙烯醛泄漏事故发生；应急处置是一旦发生丙烯醛泄漏事故，立即启动应对措施，对泄漏事故进行安全合理的处置，以降低事故产生的环境影响。

2.1 风险防范措施

（1）加强职工安全教育。建立健全安全生产责任制，定期组织安全教育培训活动，尤其是涉及丙烯醛储存、使用的岗位。提高员工风险防范意识、事故防范和自救能力。涉及丙烯醛的人工操作岗位，员工在生产过程中务必佩戴防护用具；在厂区规范设置洗眼机。

（2）涉及丙烯醛的生产、储存设备要加强密闭；罐区应设置固定式可燃气体报警器、有毒气体检测报警器、液位报警装置、温度计、安全阀以及紧急切断装置等，生产车间应设置固定式可燃气体报警器、有毒气体检测报警器。一旦发生丙烯醛泄漏事故，应能立即发出报警信号，并将报警器信号传达到中控室（一般要求具有声、光报警功能）。外界车辆在厂内进行装卸作业过程中应由专人进行现场指导，杜绝因不当操作引发的泄漏事故。厂内设置专人对管道、仪表、阀门等进行定期检修、维护保养，降低丙烯醛泄漏事故发生概率[8]。

（3）在丙烯醛罐区设置足够容积的围堰；在生产车间内设置导流沟，有条件时设置集液池；同时，对围堰、导流沟和集液池等设施做好防腐防渗，确保发生泄漏时可通过以上设施对泄漏的丙烯醛进行有效收集，避免泄漏的丙烯醛在厂内漫流和进入雨水管网，进而污染地表水、土壤和地下水环境。

2.2 应急处置和应急预案

（1）企业应急预案

企业需针对丙烯醛泄漏事故制定专门的应急预案，提高员工在突发环境事故下的应对能力。规范设置应急处置卡，并加强员工培训，确保员工在遇到丙烯醛泄漏事故时能及时依规处置。企业必须制定计划，对应急预案进行定期演练，以确保应急预案能够得到真正有效地实施。

（2）急救措施

皮肤接触：应立即脱去被污染者的衣物，用流动清水反复冲洗至少15 min后就医。眼睛接触：应立即提起眼睑，采用流动的清水彻底冲洗至少15 min后就医。吸入：若不慎吸入丙烯醛蒸汽，应迅速转移至空气新鲜处，保持呼吸通畅；遇到呼吸困难的，应给予输氧。食入：立即用水漱口，并饮用牛奶或蛋清，送医。

（3）消防措施

丙烯醛属于易燃物质，有害燃烧物应为一氧化碳和二氧化碳。如遇丙烯醛泄漏并引发火灾，应紧急封锁隔离火场四周100 m 范围。消防人员必须佩戴防毒面具，在安全距离以外的上风向进行灭火。灭火剂可采用抗溶性泡沫、砂土、干粉或二氧化碳，用水灭火无效。

（4）泄漏应急处理

如遇丙烯醛泄漏，应立即将泄漏污染区域的人员撤离至安全区并进行隔离（少量泄漏隔离150 m，大量泄漏隔离300 m），严格限制出入；切断火源。应急处置人员进入危险区观察前，须佩戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服，严禁接触或走越泄漏池。少量泄漏时，用砂土、活性炭或其他不燃的惰性材料进行吸附或吸收；大量泄漏时，构筑围堤进行收容，并用泡沫覆盖以降低丙烯醛蒸汽造成的环境危害；用消防泵将泄漏的丙烯醛液体转移至槽车或专用容器中，以待事后进行回收利用；不能回收利用的须交给有资质的危险废物处置单位进行处置，严禁非法倾倒。

（5）疏散措施

如事故无法得到有效控制，企业应立即通知相邻单位及相应人群，做好必要的防护措施。必要时联系政府部门，引导下风向4 km 范围内人群进行疏散，将突发环境事件危害降至最低。

3 结论

本文以某企业丙烯醛储罐泄漏事故为源项，运用EIAPro2018 软件进行了丙烯醛泄漏事故的风险预测，计算出企业丙烯醛泄漏事故造成的最大影响范围，并结合预测结果对贮存、使用丙烯醛的企业提出了相应的环境风险防控要求，以降低丙烯醛泄漏事故环境风险影响程度，最大程度地保护人民群众的人身财产安全。