1、1材料 1（泄漏量计算）：某甲苯储罐发生泄漏，目前国内化工企业事故反应时间一般在 5 到 10 分钟之间。本次风险评价确认储罐区物料发生事故性泄漏时，泄漏时间按 10 分钟考虑。采用柏努利（Bernoulli）方程计算物料泄漏速度，具体如下： ghPACQdL2)(0式中：Q L液体泄漏速度，kg/s； Cd液体泄漏系数，此值常用 0.6-0.64；取 0.62；泄漏液体密度， 苯= 878.6kg/m 3A裂口面积， （裂口直径=1cm） ； P容器内介质压力，101325Pa； P0环境压力，101325Pa； g 重力加速度,9.8ms 2; h 裂口之上液位高度，5.0m。经计算可知，
2、甲苯泄漏速度为 0.423kgs，泄漏总量为 253.8kg。材料 2（氨气泄漏量计算、有毒物质扩散及 TNT 当量法）：石家庄化工规划项目的环境风险评价1.项目简介（1）石家庄化工规划项目介绍石家庄化工基地以石家庄炼油化工股份有限公司及石家庄化纤有限责任公司为基础，距石家庄市东 20km，区域规划总占地 9km2，其中包括现有两个企业 2km2的建成区和 7km2的规划建设区。基地的建设将以己内酰胺装置扩建和石家庄电化厂搬迁为起点，建设己内酰胺、粗苯加氢精制、环己酮、合成氨、烧碱、氨基乙酸、丙烯深加工、煤制氢等生产装置。 根据国家环保总局 2004 年 12 月 11 日发布的建设项目环境风
3、险评价技术导则(HJT 1692004)要求，对于涉及有毒有害和易燃易爆物质的生产、使用、贮运等新建、改建和技术改造项目进行环境风险评价。化工基地一期工程规划的离子膜烧碱、合成氨、粗苯精制生产及公共贮罐等项目均存在着相应的事故风险。本化工基地环境风险评价的目的在于分析、识别化工基地规划人区项目生产装置运行过程中，及物料贮存运输中的风险因素和可能诱发的环境问题，并针对潜在的环境风险，提出相应的预防措施，力求在规划中将潜在的风险危害程度降至最低。（2）主要物料危险性分析2化工基地内涉及的物料品种和数量较多，根据该基地一期规划的主要化工企业主要原料及产品用量，选择原料或产品量较大，且具有危险性的物料
4、进行列表分析。化工基地一期工程规划的项目主要危险物料量如表 56 所示，主要物料的危险特性如表 5-7 所示。表 5-6 化工基地一期工程涉及的主要危险物料用量或产生量生产项目名称 危险物料名称 使用量或产量 量大贮存量 贮罐最大贮存量甲苯 8 2000 500氢气 0.8 200 5液氨 9.3 2000 30双氧水 12 2500 50己内酰胺环己酮 8.4 2000 500硫磺 6.62 1500 硫酸硫酸 20 4000 500氢气 1.6 400 5苯 18.7 4000 500环己酮环己酮 20 4000 500苯 6.94 1500 500甲苯 1.39 300 100粗苯精制二
5、甲苯 0.6 150 100煤气制氢 氢 0.89 200 5丙烯 2.6 600 5液氯 4.5 1000 30丙烯深加工醋酸 0.16 50 50液氨 20 4000 50合成氨甲醇 5 3000 1000液氯 8.86 2000 50氢气 0.25 50 5盐酸 1.925 400 400电化厂氯化苄 1 600 200氯乙酸 7.5 1500 500氨基乙酸 5 1000 500乙酸 5.1 1000 500液氯 6.0 1300 30氨基乙酸液氨 2.9 600 30苯 10000 5000环己酮 10000 5000公共贮罐区甲苯 4000 20003表 5-7 主要物料的危险性和
6、毒性危险性 毒性物质名称相对密度 闪点 沸点爆炸极限 %（体积分数） 危险分类 LD50 LC50 最高允许浓度毒性特征毒性分级氢气 0.07 -252.8 4.174.1 甲 氯气 2.48 -34.5 335 1 II氯化氢 1.27 -85.0 4600 15 III氨 0.6 -33.5 15.727.4 乙 350 1390 30 II丙烯 1.48 -108 -47.7 1.015.0 甲 -苯 0.8765 -11 80.1 1.28.0 甲 3306 31900 40 致白血病 II甲苯 0.87 4 110.6 1.27.0 甲 5000 20003 100 甲醇 0.79
7、11 64.8 5.544.0 甲 1540 9480 50 环己酮 0.95 43 115.6 1.19.4 甲 1535 32080 50 环己烷 0.78 -16.5 80.7 1.28.4 甲 12705 100 IV醋酸 1.05 39 118.1 4.017.0 乙 3530 13791 20 硫 2.0 444.6 35 丙 氨化苄 1.10 67 179.4 1.1 乙 1230 778 氯乙酸 1.58 189 8.0 乙 76 180 I双氧水 1.46 158 硫酸 1.83 330 2140 510 2 4表 5-6 和表 5-7 可知，该化工基地规划建设的项目主要产品
8、、原料或中间产品大多属于危险性物质，氢气、丙烯为甲类易燃易爆的气体，苯、甲苯、甲醇、环己酮、环己烷等属于甲类易燃易爆液体，氯气属于 I 类高度危害的毒性气体，氨气属于类高度危害的毒性气体。（3）环境风险识别生产工艺过程及设备由于本化工基地内涉及的项目较多，生产工艺过程复杂多样，装置或设备的危险性与各生产项目使用的生产设备型号、压力、尺寸、反应物料、温度、质量等因素相关。总体来看，大致涉及以下具有危险性的生产过程：氨基化、加氢、冷凝、缩合、酯化、氯化、水解、氧化、蒸馏、萃取、混合、干燥等。在生产过程中由于物料反应的温度、压力较高，可能会造成泄漏、火灾、爆炸等事故。物料贮存化工基地物料使用量和产量
9、均较大，而物料贮罐区又是危险物料的集中地，一旦出现泄漏或爆炸事故，其造成的危害也会远远大于生产过程事故情况。运输该化工基地拟按循环经济模式进行建设，进区的化工企业所生产的产品往往是下一企业的原料，对于气体和液体物料的输送可通过管道直接进行输送。对于气体输送系统，除本身会产生故障之外，最大的问题是系统的堵塞和由静电引起的粉尘爆炸。用各种泵类输送易燃可燃液体时，流速过快可能产生静电积累。输送有爆炸性或燃烧性物料寸，要采用氮、二氧化碳等惰性保护气体代替空气，以防造成燃烧或爆炸。输送管道、阀门或法兰的损坏会造成物料的大量泄漏。建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T 169-2004)中给出了危险物质临
10、界量，作为判定是否存在重大危险源的依据。主要危险物质的临界量如表 5-8 所示。表 5-8 主要危险物质的临界量序号 物质名称 生产地场临界量/T 贮存场所临界量/T1 氨 40 1002 氯 10 253 氯化氢 20 504 苯 20 505 甲苯 40 1006 二甲苯 40 1007 甲醇 2 208 醋酸 10 1009 氢 1 1010 丙烯 2 20依据化工基地规划项目的危险特性和使用及贮存数量，液氯、氨、盐酸、苯、甲苯的生产场所和贮存场所均为重大危险源，尤其是离子膜烧碱项目液氯和合成氨项目液氨的贮存量远大于重大危险源辨识中危险物的临界量，存在着发生重大毒物泄漏、对环境造成严重污
11、染的可能性。公5共贮罐区苯、甲苯、环己酮的单罐贮量也远大于重大危险源辨识中危险物的临界量，存在着发生重大火灾、爆炸和毒物泄漏事故的可能性。本次环境风险评价将重点考虑液氯贮罐、液氨贮罐和公共贮罐区，作为风险分析的重大危险源。2.项目环境风险评价和管理（1）源项分析由于设备损坏或操作失误引起物料从贮罐泄漏，大量释放的易燃、易爆、有毒有害物质，可能会导致火灾、爆炸、中毒等重大事故的发生。对事故后果的分析通常是在一系列假设前提下进行的。当贮罐发生泄漏时，氯气和氨气直接扩散到空气中，对周围环境造成污染。苯、甲苯、环己酮等泄漏时，大量泄漏的物料会蒸发到大气中，污染周围环境，如遇明火会燃烧、爆炸。当发生接头
12、泄漏时，泄漏的液体将在罐区冈堰内蒸发或形成池液，液体蒸发时对周围大气环境将造成一定程度的影响。本次评价假定以下两种重大事故：苯、甲苯、环己酮贮罐完全破裂并发生爆炸事故化工基地公共贮罐区苯、甲苯、环己酮等有机原料的贮存量远大于化工基地区其他企业危险物料的贮存量，并且单罐贮量大，分别为 5000t、2000t、5000t。本次风险评价重点评价苯、甲苯、环己酮贮罐爆炸事故。毒性气体泄漏事故由于液氯和液氨均为加压储存，考虑到氯气和氨气毒性大，在常温下为气体，若出现泄漏，其泄漏速率较大，其影响范同和程度往往比毒性有机液体泄漏挥发引起的事故影响范围更大。因此，在毒性气体的泄漏事故中，重点考虑液氯和液氨的泄
13、漏。对于液氯和液氨的泄漏，主要考虑液氯或液氨贮罐焊接管断裂，泄漏口直径为 1 cm，贮罐压力为 1.6MPa，温度为 303 K。若泄漏口位于贮罐液面之下，则泄漏量按液体泄漏计算(不考虑液位高度引起的压力变化，即h=0)。泄漏口面积为：A=0.785cm 2液体泄漏量计算方法如下：式中 QL为液体泄漏速率，kg/s；C d为液体泄漏系数，取 0.6；A 裂口面积，m 2； 液氯 =1470 kg/m3； 氨 =1070 kg/m3；P=1.6MPa；P 0=101325Pa。通过计算，液氯的泄漏速率约为 3.1 kg/s，氨的泄漏速率约为 2.7 kg/s。由于液氯和液氨均是过热液体，液氯或液
14、氨从泄漏口喷出后部分液体闪蒸。其闪蒸量约为泄漏量的 50%，因此，氯气的排放速率约为 1.55 kg/s，氨气的排放速率约为 1.35 kg/s。gh)(AL206若泄漏口位于贮罐液面之上，对于氯气和氨气的泄漏量可按下式（气体泄漏）进行计算：式中：Q G气体泄漏速度，kg/s；P容器压力，Pa；Cd气体泄漏系数；当裂口形状为圆形时取 1.00，三角形时取 0.95，长方形时取0.90；A裂口面积，m 2；M分子量；R气体常数，J/(molk)；TG气体温度，K；Y 流出系数，对于临界流 Y=1.0 对于次临界流按下式计算：当气体流速在音速范围(临界流)：当气体流速在亚音速范围(次临界流)：相对
15、分子量 Mr 氯 =71，Mr 氨 =17；气体绝热指数 k 氯 =1.355，k 氨 =1.310；摩尔气体常数R=8.314 J/(molk)；气体温度 303K。通过计算，气体泄漏时的流动属于音速流动，流出系数取 Y=1。通过计算，Q 氯 =14.28kg/s，Q 氨 =14.28kg/s。根据资料表明，液氯贮罐和液氨贮罐发生泄漏事故的概率小于 110-5。（2）贮罐爆炸事故后果分析爆炸事故产生的冲击波对人员具有强伤害作用。为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，一种简单但较为合理的预测程序是将爆炸源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。冲击波超压对人体的伤害作用如表 5-9 所示，爆炸的
16、伤害分区即为人员的伤害区域。12GdGRTMAPYCQ2121010 pP102k10kP7表 5-9 冲击波超压对人体的伤害作用超压/kPa 伤害作用 超压/ kPa 伤害作用2030 轻微损伤 50100 内脏严重损伤或死亡3050 听觉器官损伤或骨折 100 大部分人员死亡对于苯、甲苯和环己酮爆炸事故可采用蒸气云爆炸伤害模型。蒸气云爆炸的能量常用 TNT 当量描述，即参与爆炸的可燃气体释放的能量折合为能释放相同能量的 TNT 炸药的量，这样，就可以利用有关 TNT 爆炸效应的实验数据预测蒸气云爆炸效应。TNT 当量计算公式如下：= 式中：m TNT为蒸气云的 TNT 当量，kg； 为蒸气
17、云的 TNT 当量系数，=3%；m f为蒸气云中燃料的总质量,kg； Qf为燃料的燃烧热，MJ/kg，苯的燃烧热为 41.85 MJ/kg，甲苯的燃烧热为42.45 MJ/kg，环己酮无相关资料；Q TNT为 TNT 爆热，一般取 4.52 MJ/kg。对于地面爆炸，由于地面反向作用使爆炸威力几乎加倍，一般应乘以地面爆炸系数 18。当苯、甲苯或环己酮贮罐完全破裂，发生爆炸事故，假定有 20%的物料发生蒸气云爆炸，由上式估算：发生苯贮罐爆炸事故时爆炸发生的 TNT 当量 mTNT =499993 吨；发生甲苯贮罐爆炸事故时爆炸发生的 TNT 当量 mTNT =202837 吨；根据伤害的超压计算
18、伤害半径。死亡半径按超压 90 kPa 计算，重伤半径按 44 kPa 计算，轻伤半径按 17 kPa 计算，财产损失半径按 13.8 kPa 计算。死亡率取50%，可以认为此半径内的人员全部死亡，半径以外无一人死亡，使问题简化。根据假定事故，化工基地苯、甲苯贮罐爆炸事故损失半径估算结果如表 5-10 所示。表 5-10 苯系物爆炸伤害后果贮罐爆炸伤害 死亡半径 R0.5/m 重伤半径 Rd0.5/m 轻伤半径 Rd0.01/m 财产损失半径/m苯 136 313 562 365甲苯 97 232 416 270死亡区区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为 0，外
19、径记为 R0.5，外径表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为 50%。重伤区指区内的人员如缺少防护，则绝大多数人员将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受轻伤，其内径就是死亡半径 R0.5，外径记为 Rd0.5，重伤半径代表该处人员因冲击波作用而耳膜破裂的概率为 50%，它要求的冲击波峰值超压为 44 kPa。轻伤区区内的人员如缺少防护，则绝大多数人员将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或平安无事，死亡的可能性极小，该区内径为 Rd0.5，外径记为 Rd0.01，表示外界处耳膜因冲击波作用而破裂的概率为 1%，它要求的冲击波峰值超压为 17kPa。安全区为区内的人员即使无防护，绝大多数人也
20、不会受伤，死亡的概率则几乎为零。该区内径为 Rd0.01外径为无穷大。苯贮罐爆炸死亡半径为 136m，重伤区外径达 313m，轻伤区外径为 562m，安全区为 562 m 以外8区域。由苯贮罐爆炸事故伤害后果估算来看，当发生假定事故时人员可能受伤害的距离可达 562 m。贮罐区位于厂区的中部，当发生假定事故时对化工基地外的人员涉及较少。由于无环己酮燃烧热的相关资料，环己酮贮罐爆炸的影响情况可参考苯贮罐爆炸的情况。(3)毒气泄漏事故后果分析浓度计算及事故风险初步分析在计算事故风险寸，不仅要考虑事故的发生概率，也应该考虑不利天气条件出现的概率，及下风向的人口分布。由化工基地一期工程规划位置图可知，
21、以电化厂和合成氨厂为中心的 1km 范围内(因为半致死浓度阈值出现在此范围内)不涉及村庄。因此，影响范围的人口分布只考虑化工基地内的人口，按 2000 人/km 2计算。计算模式采用建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T 1692004)中推荐的多烟团模式进行计算。通过计算可知，在液氯贮罐泄漏后，氯气最大影响情况出现时间在约 30min 左右，氯气半致死浓度范围扩大至下风向约 500m 处。在液氨贮罐泄漏后，氨气最大影响情况出现时间在约 30min左右，氨气半致死浓度范同扩大至下风向约 200m 处。氯和氨的不同浓度阈值对应的危害如表 5-11所示。最不利气象条件下，泄漏事故后果分析如表 5-
22、12 所示。表 5-11 氯和氨的不同浓度阈值对应的危害 单位：mg/m 3类型 居住区标准 厂界标准 车间卫生标准 LC50氯 0.1 0.4 1 335氨 0.2 1.5 30 1390表 5-12 泄漏事故后果分析天气类型污染物 风速 项目 AB C D EF氯气 2u200L）泄漏或多个小包装同13时泄漏；紧急隔离，事故发生点与四周的隔离距离；防护最低距离；在下风向人员防护最低距离。使用表 5-15 的数据应结合事故现场的实际情况，如泄漏量，泄漏压力、泄漏形成的释放区域面积、周同建筑或树木情况，以及当时风速等进行修正；泄漏物质发生火灾时，中毒危害与火灾(爆炸)危害相比就处于次要地位；如
23、有数辆槽车、贮罐或大钢瓶泄漏，应增加大泄漏的疏散距离；对于液态化学品泄漏，如果物料温度或室外气温超过 30，该距离也应增加。3.项目环境风险评价报告 根据化工基地一期工程规划的入区项目名称、生产工艺及规模、原料用量、产品产量及涉及的物料的危险特性，通过分析化工基地企业生产过程、物料贮存、运输等环节可能存在的事故风险和危险物质的临界量，确定苯、甲苯、环己酮等公共贮罐及液氯贮罐、液氨贮罐为风险分析的重大危险源。假定苯、甲苯、环己酮贮罐完全破裂，爆炸事故发生时，通过预测模式计算出：苯贮罐爆炸死亡半径为 136m，重伤区外径达 313m，轻伤区外径为 562m，安全区为 562m 以外区域。甲苯贮罐爆
24、炸死亡半径为 97m，重伤区外径达 232m，轻伤区外径为 416m，安全区为 416m 以外区域。假定液氯贮罐发生泄漏事故时，风速为 2-3 m/s 时，浓度较大，出现死亡人员较多。最大风险值出现在 E-F 类天气条件下，其风险值为 3.0910-5人/年。不同稳定度下的风险值为4.2510-5人/年。从出现半致死率的影响范围来看，其影响范围在下风向约 500m 范围内，在化工基地规划的范围内。假定液氨贮罐发生泄漏事故时，风速为 2-3m/s 时，浓度较大，出现死亡人员相对较少。最大风险值出现在 E-F 类天气条件下，其风险值为 5.0810-5人/年。不同稳定度下的风险值为 7.0210-5人/年。从出现半致死率的影响范围来看，其影响范同在下风向约 200m 范同内，在化工基地规划的范围内。液氯和液氨泄漏的事故风险值属于可接受的范围，但必须采取相应的事故风险防范措施。事故情况下，氯气超标范围最大达下风向约 4km 处。结合化工基地平面布置考虑，建议化工基地边界周围 3km 范围作为事故风险缓冲区，今后不宜建设大规模的居民区、学校、医院、人口密集区及其他环境敏感点。
