环境风险(环氧乙烷)

1.1扩建项目风险评价1.1.1风险类型及识别1.1.1.1风险类型根据工程分析确定本项目存在具有潜在危险因素为原料氯甲烷、环氧乙烷、异丙醇、硫酸二甲酯、氯乙酸、丙烯酰胺等在贮存、运输和生产中发生泄漏和火灾爆炸事故。根据对同类化工项目的类比调查分析，以及鉴于火灾爆炸事故评价在安全评价范畴之内，本次环评只进行简单说明，重点进行毒物泄漏污染源事故风险影响评价。1.1.1.2物质危险性识别（1）物料毒理毒性及分级按照《环境风险评价实用技术和方法》规定，在进行化工、医药项目潜在危害分析时，首先要评价有害物质，确定项目中哪些物质属应该进行危险性评价以及毒物危害程度的分级。根据毒物的中毒危害程度可分为四级：Ⅰ—极度危害、Ⅱ—高度危害、Ⅲ—中度危害、Ⅳ—轻度危害。本项目主要原料的危害特征、毒性指标及危害程度分级判定结果见表10.1-1。由表10.1-1可见，本项目所使用的原、辅材料中，环氧乙烷、硫酸二甲酯、氯乙酸、丙烯酰胺属高度危害物质，毒性级别均为Ⅱ。（2）主要原、辅材料的火灾爆炸危险性的确定参照《石油化工行业安全评价实施办法》进行火灾爆炸危险度的确定，爆炸危险度定义为：LLRH式中：R—燃烧（爆炸）上限；L—燃烧（爆炸）下限；H—燃烧（爆炸）危险度。本项目原、辅材料中部分材料的火灾爆炸危险性结果见表10.1-2。表10.1-1原辅料的危害特征、毒性指标及判定结果表物质名称危害特征毒性指标危害分级氯甲烷有刺激和麻醉作用，严重损伤中枢神经系统，也能损害肝、肾。LC505300mg/m3大鼠吸入（4h）Ⅲ环氧乙烷是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。LD50330mg/kg(大鼠经口)Ⅱ硫酸二甲酯对皮肤、粘膜有强烈的刺激作用。LD50205mg/kg(大鼠经口)Ⅱ氯乙酸吸入高浓度本品蒸气或皮肤接触其溶液后，可迅速大量吸收，造成急性中毒。LD5076mg/kg(大鼠经口)Ⅱ二乙烯三胺蒸气或雾对鼻、喉和粘膜有腐蚀性，可引起支气管炎、化学性肺炎或肺水肿。对眼有强烈腐蚀性，重者可导致失明。LD501080mg/kg(大鼠经口)Ⅲ三乙醇胺该品对眼睛、呼吸系统、皮肤有刺激性。LD505000～9000mg/kg(大鼠经口)Ⅳ丙烯酰胺本品具神经毒作用。可引起疲嗜睡、手指麻木，位置性震颤，步态紊乱，肌肉萎缩，肌肉无力，手出汗脱屑以及接触性皮炎等。LD50150~180mg/kg(大鼠经口)Ⅱ乙酸酸性腐蚀品，吸入蒸气对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼有强烈的刺激性，皮肤接触，轻者出现线斑，重者引起化学灼伤。LD503530mg/kg（大鼠经口）Ⅲ异丙醇接触高浓度蒸气出现头痛、倦睡、共济失调以及眼、鼻、喉刺激症状。口服可致恶心、呕吐、腹痛、腹泻、倦睡、昏迷甚至死亡。LD505045mg/kg（大鼠经口）Ⅳ表10.1-2原、辅材料中部分材料的火灾爆炸危险性结果表名称状态爆炸极限（V%）危险度闪点℃危险性火灾危险分类氯甲烷气7~191.57-50易燃，与空气混合可形成爆炸性混合物，遇火花、高热能引起爆炸并生成剧毒的光气。接触铝及其合金能生成自燃性的铝化合物。甲类环氧乙烷气3~10032.3-17.8易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起爆炸。甲类硫酸二甲酯液//83可燃，遇热源、明火、氧化剂有燃烧爆炸的危险。若遇高热可产生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。与氢氧化铵反应强烈。丙类氯乙酸固8~126可燃，遇明火、高热可燃。受高热分解产生有毒的腐蚀性烟气。与强氧化剂接触可发生化学反应。遇潮时对大多数金属有强腐蚀性。丙类二乙烯三胺液//94遇明火、高热可燃。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。丙类三乙醇胺液//185遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。丙类丙烯酰胺固///遇高热、明火或与氧化剂接触，有引起燃烧的危险。若遇高热，可能发生聚合反应，出现大量放热现象，引起容器破裂和爆炸事故。丙类乙酸液4~173.2539易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与铬酸、过氧化钠、硝酸或其它氧化剂接触，有引起爆炸的危险。有强腐蚀性。乙类异丙醇液2~12.75.3512易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。在火场中，受热的容器有爆炸危险。甲类由表10.1-2可见，本项目所使用的主要原、辅材料中环氧乙烷、氯甲烷、异丙醇的火灾危险性分类为甲类，其中环氧乙烷危险度最大。1.1.1.3物质和生产设施风险识别本项目环境风险识别主要是判断工程各功能单元（包括生产、加工、原材料及产品运输、贮存等）中所存在的重大危险源。重大危险源的识别是依据《重大危险源辨识》中有关危险物质的定义，以及危险物质在生产场所和贮存场所临界量来进行筛选。某评价项目功能单元内存在的危险物质的数量，若等于或超过规定的临界量，则该功能单元被视作重大危险源。当该单元存在一种以上危险物质时，有下列公式：q1/Q1+q2/Q2……+qn/Qn≥1式中：q1、q2…qn—每种危险物质实际存在量，t；Q1、Q2…Qn—与各危险物质相对应的临界量，t。如果该单元的多种并存危险物质满足上式，则也属重大危险源。本项目危险物质生产场所、贮存场所存在量及其临界量如表10.1-3。10.1-3本项目危险物质存在量、临界量危险物质名称危险类别存在量q（t）临界量Q（t）q/Q备注环氧乙烷易燃物质1.811.8生产场所硫酸二甲酯有毒物质1.3200.065生产场所18500.36贮存场所异丙醇*易燃物质27.5201.37贮存场所5.422.7生产场所注：本项目不设环氧乙烷贮罐，利用飞翔公司现有3个80m3贮罐。*表示异丙醇临界量参照甲醇。由表可见，环氧乙烷、异丙醇的q/Q值大于1，而硫酸二甲酯无论是生产区还是贮存区的q/Q值均小于1，说明环氧乙烷生产单元、异丙醇生产单元和贮存单元均为明显的重大危险源。1.1.2源项分析1.1.2.1最大可信事故的确定及其概率本项目导致环境风险的危险物质为环氧乙烷、异丙醇和硫酸二甲酯，它们既具有易燃性和可燃性，又均具有毒性。当物料发生泄漏后，首要风险在于有毒有害物质在大气中的弥散，对周边人群和环境的影响。从这两种物质的理化性质及毒性可知，环氧乙烷、硫酸二甲酯毒物危害程度均为为Ⅱ级，异丙醇为Ⅳ级，并考虑q/Q比值，环氧乙烷、异丙醇、硫酸二甲酯三种物质中，环氧乙烷危险性大于硫酸二甲酯、异丙醇，环氧乙烷将作为本项目主要环境风险评价因子，其次为异丙醇。通过功能单元风险识别和类比调查分析得知，本项目环氧乙烷泄漏可信事故主要有：一是环氧乙烷计量槽发生泄漏，环氧乙烷迅速气化排放弥散到周边环境中；二是环氧乙烷汽车槽车在运输途中发生交通事故，导致环氧乙烷泄漏在公路沿线；三是环氧乙烷贮罐发生泄漏，环氧乙烷迅速气化排放弥散到周边环境中。鉴于环氧乙烷贮存及运输均利用飞翔公司现有装置，为此本次环评仅将环氧乙烷计量槽发生泄漏作为最大可信事故进行环境风险预测和评价。环氧乙烷计量槽泄漏事故概率的估算虽然已有一些可靠性工程研究方法，但仍需要大量历史事故统计数据资料为样本。目前尚缺少国内环氧乙烷计量槽泄漏事故有针对性的大量数据统计样本。因此将参照国内类似化学品物料计量槽的泄漏事故概率进行分析。综合相关统计资料分析，国内贮罐、管道、计量槽发生泄漏性事故概率一般在10－3至10－4数量级。依据概率原理，某一特定气象条件下的环境风险事故概率可按下式导出：P（AB）=P（A）•P（B）式中：P（AB）—某一特定气象条件下事故概率；P（A）—指定事故概率；P（B）—某一特定气象条件出现概率（比如相关风向年出现频率）。本地区主导风风向频率为11%，年静风频率为9.1%。因此，在参照确定环氧乙烷、异丙醇贮罐泄漏事故概率为10－4数量级时，利用以上公式可求出，对于评价区任一下风向或静风时区域，其最大可信事故概率在10－5左右。风险概率水平属于中等偏下概率的工程风险事件，应有防范措施，并制订事故应急预案。1.1.2.2风险识别典型事故案例工厂环氧乙烷计量槽泄漏事故2000年7月10日上午，由辽宁省运送至陕西渭南饲料添加剂厂的35吨环氧乙烷到货。运输工具为汽车槽车。11时左右，汽车槽车进入饲料添加剂厂贮罐区开始卸料。12时20分，合成车间二楼环氧乙烷1号计量槽突然从下封头和筒体连接环缝处撕裂开150mm长的焊缝，计量槽内的液态环氧乙烷在2－3kg/cm2压力下，高速喷出后急剧气化，使周围空间迅速达到爆炸极限。由于喷出的高流速环氧乙烷物料与裂缝处的磨擦产生大量静电，加之合成车间的设备管道无静电跨接装置，随即导致了第一次爆炸并引发大火。12时30分，大火蔓延烘烤，引发了距合成车间仅4.5米处的50m3环氧乙烷贮罐内约9t物料大量吸热气化，罐内压力急剧上升，导致贮罐终因超压而爆炸。由于贮罐爆炸造成大量环氧乙烷泄漏燃烧，又使距该贮罐仅6m的汽车槽车被引燃（因当时槽车出料阀未及时关闭）。13时20分，槽车槽罐又发生爆炸。爆炸冲击波及大火热辐射造成现场的消防官兵、周围群众30余人受伤，厂内及周围建筑物不同程度受损，爆炸飞溅物同时引起厂区内多处起火。1.1.2.3最大可信事故源强环氧乙烷计量槽、异丙醇贮罐发生泄漏事故时，其泄漏量可采用柏努利（Bernoulli）方程予以推算，其公式为：Q＝Cd•A•ρ[2（P1－P0）/ρ+2gh]0.5式中：Q—液体泄漏速度，kg/s；Cd—液体泄漏系数（可取0.60－0.64）；A—裂口面积，m2；P1—容器内介质压力，Pa；P0—环境压力，Pa；g—重力加速度，m/s2；h—裂口之上液位高度，m；ρ—液体密度，g/cm3。参照类比调查相关资料设定，泄漏点之上环氧乙烷液位高度2m，裂口大小等效于直径100mm圆，内外压力差为298870Pa，泄漏时间5min，估算得出环氧乙烷计量槽事故泄漏量源强为220kg/min左右。泄漏点之上异丙醇液位高度2m，裂口大小等效于直径200mm圆，经过20min紧急处理，终使异丙醇停止泄漏，估算得出异丙醇贮罐事故泄漏源强为937.8kg/h左右。与同类事故泄漏比例大体相当，可作为最大可信事故源强。1.1.2.4最大可信事故疏散距离在危险化学品泄漏事故发生时，应根据不同危险物质的理化特性和毒性，结合当时气象条件，迅速做好泄漏点周围人员及居民的紧急疏散工作。根据最大可信事故源强，确定紧急疏散距离是危险化学品事故救援工作的一项重要课题。鉴于国内目前尚无这方面的系统研究成果。本次环评采用美国、加拿大、墨西哥联合研究编制的ERG2000中的环氧乙烷数据参数。这些参数是通过以下数据综合分析而成，即：①释放速率和扩散模型；②美国运输部有害物质事故报告系统（HMIS）数据库的资料；③美国、加拿大、墨西哥三国120多个地方5年的每小时气象观察资料；④各种化学物质毒理学接触数据。疏散距离的划分确定分为两种。一是紧急隔离带。它是以紧急隔离距离为半径的圆，该圆内非事故处理人员不得入内。二是下风向疏散距离。它是指必须采取保护措施的范围，该范围内的居民处于有害接触的危险之中，应采取撤离、密闭住所门窗等有效避险措施，并保持通讯畅通以听从紧急指挥。疏散距离的划分可参见图10.1。风向紧急隔离带下风向疏散距离图10.1紧急疏散范围的分类与划分示意图疏散区ERG2000标准中，环氧乙烷的疏散距离列于表10.1-4。该标准以环氧乙烷的大小包装（以200L为量限）泄漏将疏散距离分为两个级别。表10.1-4环氧乙烷疏散距离项目泄漏量等级少量泄漏－小包装（＜200L）大量泄漏－大包装（＞200L）疏散类别紧急隔离带白天下风向疏散距离夜间下风向疏散距离紧急隔离带白天下风向疏散距离夜间下风向疏散距离疏散距离（m）30200200605001800在确定紧急隔离带半径和疏散距离时，由于夜间气象条件对化学品烟云的混合扩散作用要比白天效果差，化学品烟云不易扩散，因