新區(qū)VAC裝置重大危險源辨識與分級

王艷平,楊 洋

(重慶川維石化工程有限責(zé)任公司,重慶 401254)

1 引言

近年來我國先后發(fā)生了中石油大連輸油管爆炸事件、山東日照石大科技石化公司“7·16”球罐著火爆炸、江蘇南京地下丙烯管道重大泄漏爆燃、天津港“8·12”特別重大火災(zāi)爆炸、山東東營濱源化學(xué)有限公司重大爆炸、江蘇德橋倉儲罐區(qū)爆炸等典型危險化學(xué)品事故，損失慘重，危險化學(xué)品安全生產(chǎn)形勢十分嚴(yán)峻。

危險化學(xué)品是指具有腐蝕、毒害、燃燒、爆炸、助燃等性質(zhì)，對人體、設(shè)施、環(huán)境具有危害的劇毒化學(xué)品和其他化學(xué)品。隨著化工行業(yè)、化工物流儲運(yùn)的發(fā)展，特別是化工生產(chǎn)工藝過程中涉及生產(chǎn)、儲存和使用易燃易爆等危險化學(xué)品的品種、數(shù)量越來越多。危險化學(xué)品一旦發(fā)生著火、爆炸等突發(fā)性事故,將會產(chǎn)生無法想象的影響。所以，危險化學(xué)品重大危險源的分析、辨識以及分級，在危險化學(xué)品生產(chǎn)、使用和儲存企業(yè)的安全管理中有著舉足輕重的意義。

某廠是以天然氣為主要原料、生產(chǎn)甲醇、醋酸乙烯、維綸、聚乙烯醇等化工產(chǎn)品的特大型企業(yè)，主要裝置生產(chǎn)能力為天然氣制乙炔16.75萬t/a、甲醇87萬t/a、醋酸乙烯50萬t/a、聚乙烯醇16萬t/a、VAE乳液6萬t/a、合資工廠醋酸35萬t/a等。生產(chǎn)用原料天然氣，產(chǎn)品乙炔、甲醇、醋酸乙烯均為重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品，采用科學(xué)的危險化學(xué)品重大危險源辨識方法提高企業(yè)對危險化學(xué)品的監(jiān)控，將可能存在的隱患消除或進(jìn)行有效的控制，是企業(yè)科學(xué)發(fā)展、持續(xù)發(fā)展的保障。因此，本文通過對GB18218-2009和安監(jiān)40號令的學(xué)習(xí)，結(jié)合某廠新區(qū)VAC裝置危險化學(xué)品重大危險源辨識的實(shí)際進(jìn)行分析，提出針對危險化學(xué)品重大危險源辨識、監(jiān)管建議，為某廠相關(guān)部門進(jìn)一步加強(qiáng)對危險化學(xué)品重大危險源監(jiān)督管理提供依據(jù)。

1.1 國內(nèi)相關(guān)法規(guī)

我國在2000年頒布了《重大危險源辨識》(GB18218-2000)，規(guī)定了重大危險源的辨識的依據(jù)和方法，將所有重大危險源辨識納入其中。2004年國家安全監(jiān)管總局頒布了《關(guān)于開展重大危險源監(jiān)督管理工作的指導(dǎo)意見》(安監(jiān)管協(xié)調(diào)字[2004]56號)，對重大危險源所涉及的范圍做了更加具體的規(guī)定，把特種設(shè)備(壓力管道、壓力容器、鍋爐)列入辨識對象。2009年國家對發(fā)布了《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)[1]代替(GB18218-2000)，明確為危險化學(xué)品辨識適用該規(guī)范，對危險化學(xué)品范圍及其臨界量、重大危險源辨識單元重新做了定義。2015年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第79號年國家安全生產(chǎn)監(jiān)管總局發(fā)布了修訂后的《暫行規(guī)定》(第40號令)。40號令中明確提出了危險化學(xué)品重大危險源分級、辨識、安全管理等要求, 并在附錄中給出了可容許風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)和危險化學(xué)品重大危險源分級方法。在《危險化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計專篇編制導(dǎo)則》(安監(jiān)總廳管三[2013]39號)第3.3.6要求設(shè)計單位在編制安全設(shè)施設(shè)計專篇中，按照《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)辨識重大危險源，并按照《暫行規(guī)定》(第40號令)劃分重大危險源等級。

1.2 國外相關(guān)法規(guī))[2]

20世紀(jì)80年代以來，隨著重大、特大工業(yè)事故的發(fā)生頻率增加，引起歐美等地區(qū)的廣泛關(guān)注，隨后提出了重大危險、重大危險設(shè)施等概念。1976年，英國衛(wèi)生與安全委員會首次向英國安全監(jiān)察與衛(wèi)生局提交了建議的重大危險源標(biāo)準(zhǔn)的報告；英國政府于1999年頒布了《重大事故危險控制條例》。1992年，美國勞工部職業(yè)安全衛(wèi)生管理局(OSHA)提出了137種易爆、易燃、強(qiáng)反應(yīng)性及有毒化學(xué)物質(zhì)、臨界量，發(fā)布了"高危險性化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)過程安全管理"標(biāo)準(zhǔn)。1982年6月，歐共體頒布了《工業(yè)活動中重大事故危險法令》(簡稱《塞韋索法令》)；1996年頒布了《塞韋索法令Ⅱ》。1993年6月第80屆國際勞工大會通過了《預(yù)防重大工業(yè)事故公約》(ILO第174號公約)，提出了重大危險源的評價、重大危險源的辨識、重大危險源的管理、重大危險源安全報告應(yīng)急計劃、等問題，積極的推動了在危險化學(xué)品重大危險源方面的辨識與控制。

1.3 某廠新區(qū)裝置危險化學(xué)品重大危險源現(xiàn)狀

某廠新區(qū)建設(shè)于2007年，主要裝置為10萬t/a乙炔、77萬t/a甲醇、30萬t/a醋酸乙烯、10萬t/a聚乙烯醇，與林德公司合資建設(shè)的4.6萬t/a空分裝置，以及配套的發(fā)電、鍋爐、給排水、“三廢”處理裝置等。新區(qū)主要的危險化學(xué)品重大危險源有林德空分的1500m3液氧儲罐、甲醇罐區(qū)、VAC中間罐區(qū)、乙炔氣柜等。

由于建設(shè)時間原因，某廠新區(qū)在進(jìn)行安全預(yù)評價和安全設(shè)施設(shè)計專篇編制時采用的依據(jù)是《重大危險源辨識》(GB18218-2000)。而《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)是2009年12月1日開始執(zhí)行，《暫行規(guī)定》于2011年8月5日執(zhí)行。根據(jù)《暫行規(guī)定》(第40號令)第十一條，"危險化學(xué)品單位重大危險源安全評估已滿三年的；有關(guān)重大危險源辨識和安全評估的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化的，應(yīng)當(dāng)對重大危險源重新進(jìn)行辨識、安全評估及分級，并報當(dāng)?shù)匕脖O(jiān)部門備案"。所以在項(xiàng)目建設(shè)之初做的重大危險源辨識已不能滿足目前安全生產(chǎn)的要求，必須按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)重新辨識和分級，保證危險化學(xué)品重大危險源處于安全監(jiān)控狀態(tài)。

2 重大危險源辨識與分級方法

2.1 危險化學(xué)品重大危險源辨識方法

我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了辨識危險化學(xué)品重大危險源的依據(jù)和方法：

(1)單元：一個(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場所，或同屬一個生產(chǎn)經(jīng)營單位的且邊緣距離小于500m的幾個(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場所。

(2)危險化學(xué)品重大危險源：長期地或臨時地生產(chǎn)、加工、使用或儲存危險化學(xué)品，且危險化學(xué)品的數(shù)量等于或超過臨界量的單元。

(3)單元內(nèi)存在的危險化學(xué)品為單一品種，則該危險化學(xué)品的數(shù)量即為單元內(nèi)危險化學(xué)品的總量，若等于或超過相應(yīng)的臨界量，則定為重大危險源。

(4)單元內(nèi)存在的危險化學(xué)品為多品種時，則按式(1)計算，若滿足式(1)，則定為重大危險源：

q1/Q1+q2/Q2+…+qn/Qn≥1

(1)

式中：

q1，q2，…，qn——-每種危險化學(xué)品實(shí)際存在量，t；

Q1，Q2，…，Qn——與各危險化學(xué)品相對應(yīng)的臨界量，t。

2.2 危險化學(xué)品重大危險分級方法

根據(jù)《暫行規(guī)定》(第40號令)重大危險源分級方法如下：

(1)分級指標(biāo)：采用單元內(nèi)各種危險化學(xué)品實(shí)際存在(在線)量與其在《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)中規(guī)定的臨界量比值，經(jīng)校正系數(shù)校正后的比值之和R作為分級指標(biāo)。

式中：q1,q2,…,qn——-每種危險化學(xué)品實(shí)際存在(在線)量，t；

Q1,Q2,…,Qn——各危險化學(xué)品相對應(yīng)的臨界量,t；

β1，β2…,βn——與各危險化學(xué)品相對應(yīng)的校正系數(shù)；

α——該危險化學(xué)品重大危險源廠區(qū)外暴露人員的校正系數(shù)。

表1 校正系數(shù)α取值表

(2)分級標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)計算出來的R值，按表2確定危險化學(xué)品重大危險源的級別。

表2 危險化學(xué)品重大危險源級別和R值的對應(yīng)關(guān)系

3 以VAC裝置為例進(jìn)行的分析

按照上述第2章中的危險化學(xué)品重大危險源辨識和分級方法，以某廠新區(qū)VAC裝置為例進(jìn)行危險化學(xué)品重大危險源的辨識和分級。

3.1 新區(qū)總圖平面布置

新區(qū)主要裝置為乙炔裝置、醋酸乙烯(VAC)裝置、聚乙烯醇裝置、甲醇裝置、林德空分裝置等。新區(qū)總平面布置圖示意圖見圖1。

圖1 新區(qū)總平面布置示意圖

3.2 VAC裝置及周邊裝置情況

新區(qū)VAC裝置為新建裝置，建設(shè)規(guī)模為30萬t/a醋酸乙烯。裝置包括乙炔凈化工序、醋酸乙烯合成工序、精餾工序、排氣回收工序。通過上游乙炔管道送來的新鮮乙炔經(jīng)過硫酸和氫氧化鈉凈化后送至合成工序。醋酸與凈化后的乙炔氣體混合進(jìn)入合成反應(yīng)器，在活性炭為載體的催化劑作用下合成醋酸乙烯，經(jīng)精餾塔后得到精醋酸乙烯產(chǎn)品。

在VAC裝置中涉及到的危險化學(xué)品有乙炔、醋酸、醋酸乙烯、硫酸、氫氧化鈉。乙炔、醋酸、醋酸乙烯均通過管道直接輸送至裝置，硫酸、氫氧化鈉儲存于裝置罐區(qū)內(nèi)。根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)硫酸和氫氧化鈉不作為危險化學(xué)品重大危險源辨識范圍，故裝置內(nèi)納入辨識的危險化學(xué)品有乙炔、醋酸、醋酸乙烯。VAC裝置位于新區(qū)場地中部，根據(jù)GB18218-2009一個單元的劃分原則。以VAC裝置中心為圓點(diǎn)，250m為半徑，可以將川維新區(qū)的林德空分、稀乙炔、氣柜、濃乙炔、醋酸乙烯、VAC中間罐區(qū)、降壓站、循環(huán)水、冷凍站等裝置劃成一個辨識單元。VAC裝置周邊裝置情況表見表3、以VAC裝置為中心半徑250米范圍內(nèi)裝置布置示意圖見圖2。

表3 VAC裝置周邊裝置情況表

圖2 以VAC裝置為中心半徑250m范圍內(nèi)裝置布置示意圖

3.3 VAC裝置及周邊裝置危險化學(xué)品重大危險源辨識與分級

(1)危險化學(xué)品重大危險源的辨識

根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2009)川維新區(qū)VAC裝置及周邊裝置各種介質(zhì)存在量及臨界量見表4。

表4 危險物質(zhì)存在量及臨界量

表4(續(xù))

注：裂化氣氣柜危險化學(xué)品按其主要組成進(jìn)行計算：乙炔(8%)、氫氣(55.32%)、一氧化碳(27%)，其余組成在計算中不考慮。

經(jīng)計算從表4可以看出，∑qn/Qn=21.762>1，結(jié)果表示：以VAC為中心半徑250米為范圍內(nèi)的危險化學(xué)品單元為重大危險源。其中，單元1(醋酸乙烯裝置)不構(gòu)成重大危險源；單元2(林德空分)構(gòu)成重大危險源；單元3(稀乙炔)裝置不構(gòu)成重大危險源；單元4(濃乙炔)不構(gòu)成重大危險源；單元5(氣柜)構(gòu)成重大危險源；單元6(VAC中間罐區(qū))構(gòu)成重大危險源。

(2)危險化學(xué)品重大危險源的分級

根據(jù)《暫行規(guī)定》，各危險物質(zhì)校正系數(shù)β取值按表5。因新區(qū)處于XX經(jīng)開區(qū)內(nèi)，廠區(qū)邊界向外500m范圍內(nèi)無常住人口，故危險化學(xué)品重大危險源廠區(qū)外暴露人員的校正系數(shù)α?xí)喝?.5。

表5 危險物質(zhì)校正系數(shù)β

重大危險源分級指標(biāo)按下式進(jìn)行計算：

經(jīng)計算，R=12.38，根據(jù)《暫行規(guī)定》川維新區(qū)以VAC裝置為中心(250m為半徑)的單元構(gòu)成三級重大危險源。

4 危險化學(xué)品重大危險源辨識、監(jiān)管的幾點(diǎn)建議

4.1 結(jié)合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，逐步對其它單元進(jìn)行辨識和分級

隨著化工行業(yè)的飛速發(fā)展，化工裝置規(guī)模也逐漸往大型化發(fā)展。加強(qiáng)對危險化學(xué)品重大危險源的監(jiān)管，是保證企業(yè)良性發(fā)展的基礎(chǔ)。建議下一步，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范及安監(jiān)總局文件，逐步對某廠新老區(qū)其它單元進(jìn)行辨識與分級。為某廠安全部門提供全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，確保裝置、罐區(qū)安全運(yùn)行。

4.2 加強(qiáng)對危險化學(xué)品重大危險源中關(guān)鍵生產(chǎn)場所的監(jiān)管

根據(jù)近幾年在實(shí)際工作中的運(yùn)用情況，結(jié)合與安監(jiān)部門、安全專家等交流情況來看，建議對單元內(nèi)的危險化學(xué)品重大危險源進(jìn)一步細(xì)分。以某廠新區(qū)VAC裝置半徑250m范圍內(nèi)的單元來說，整個單元為三級重大危險源。單元內(nèi)有VAC裝置、林德空分、裂化氣氣柜、乙炔氣柜、VAC中間罐區(qū)等，其中林德空分(液氧)q/Q=8.55>1、乙炔氣柜(乙炔)q/Q=3.185>1、VAC中間罐區(qū)(甲醇、醋酸乙烯、醋酸等)qn/Qn=7.8>1，對單個裝置來說已經(jīng)構(gòu)成危險化學(xué)品重大危險源，是整個單元內(nèi)重大危險源的關(guān)鍵部位。建議對上述關(guān)鍵生產(chǎn)場所進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，進(jìn)一步提高安全管理。

4.3 根據(jù)最新安監(jiān)總局文件，需對VAC中間罐區(qū)進(jìn)行整改

根據(jù)《?；穬Υ鎴鏊踩珜ｍ?xiàng)整治工作方案》安監(jiān)總管三(2016)53號、《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》安監(jiān)總管三〔2014〕68號等文件的要求，"可燃液體儲罐要按單罐單堤的要求設(shè)置防火堤或防火隔堤。涉及重點(diǎn)監(jiān)管危險化學(xué)品的罐區(qū)要定期進(jìn)行危險與可操作性分析"。VAC中間罐區(qū)應(yīng)增設(shè)防火隔堤，并且要定期進(jìn)行HAZOP分析。

4.4 加強(qiáng)與安監(jiān)部門的交流與溝通

危險化學(xué)品重大危險源作為化工企業(yè)重點(diǎn)監(jiān)管部位，應(yīng)建立完善的安全管理和檢測監(jiān)控。同時，應(yīng)加強(qiáng)與安監(jiān)部門的溝通，每三年進(jìn)行一次“危險化學(xué)品重大危險源安全評估報告”，并將其報安監(jiān)備案。

5 結(jié)論與展望

作為危險化學(xué)品重大危險源的辨識和分級工作，有利于安監(jiān)、安全評價、設(shè)計、生產(chǎn)單位對危險化學(xué)品重大危險源的監(jiān)控，有利于防止和減少危險化學(xué)品事故的發(fā)生。本文通過對某廠新區(qū)VAC裝置的辨識與分級，得出以下結(jié)論：

(1)根據(jù)現(xiàn)行法律、法規(guī)，對某廠新區(qū)VAC裝置為中心500m范圍內(nèi)劃分為一個辨識單元，該單元為危險化學(xué)品重大危險源，其等級為三級。

(2)VAC裝置為中心500m范圍內(nèi)林德空分液氧儲罐、乙炔氣柜、VAC中間罐區(qū)做為重大危險源的關(guān)鍵存儲部位，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。

(3)目前以VAC裝置為中心500m范圍內(nèi)的裝置，其安全設(shè)施滿足《暫行規(guī)定》第三章安全管理的要求。

通過現(xiàn)行國家危險化學(xué)品重大危險源辨識與分級方法對某廠新區(qū)一個單元進(jìn)行了辨識與分級，為企業(yè)進(jìn)行其他裝置的重大危險原辨識和分級做出引導(dǎo)，同時向企業(yè)提出安全監(jiān)管的進(jìn)一步措施和建議，對企業(yè)的安全生產(chǎn)起促進(jìn)作用。近年來石化行業(yè)安全事故頻發(fā)，安監(jiān)部門已經(jīng)發(fā)布了對《危險化學(xué)品重大危險源辨識》的征求意見稿，危險化學(xué)品重大危險源辨識及分級有可能進(jìn)一步加強(qiáng)。