丁二烯储罐泄漏事故定量风险评价

丁二烯储罐泄漏事故定量风险评价张瀚匀；吕建国;高玉格 【期刊名称】安全【年（卷），期】2019（040）004【总页数】4页（P30-33） 【关键词】丁二烯;事故;CASST-QRA;定量风险评价【作者】张瀚匀；吕建国;高玉格 【作者单位】中国地质大学（北京）工程技术学院北京100083;中国安全生产科学研究院重大危险源监控及事故调查分析鉴定技术中心北京100012【正文语种】中文【中图分类】X9370引言丁二烯是很常见的共扼二烯烃，也是用途极其广泛的聚合单体。由于丁二烯易燃、 易爆、易自聚、自聚物易燃、易使人中毒、易使人冻伤等，所以在丁二烯的生产、 贮存和运输过程中存在着各种危险性1-2。在如今的化工生产中，尤其是聚合物 的生产中，丁二烯的使用越来越广泛，用量越来越大，与人们的生活联系也越来越 紧密，与此同时，有关事故也时有发生。2010年1月7日17时24分，兰州石 化分公司316号丁二烯罐区发生了火灾爆炸事故，结果造成6人死亡、6人受伤 （其中1人重伤）。2017年11月1日，美国宾夕法尼亚州哈里斯堡路一辆轨道 车发生丁二烯泄漏，造成近50人被疏散。丁二烯已被列为首批重点监管的危险化 学品之一 3。因此，针对丁二烯储罐泄漏事故而进行事故后果模拟和定量风险评 价显得十分重要。CASST-QRA软件基于设备设施失效概率、各种事故情景概率以 及相应的事故后果，进行整体量化风险计算，模拟出个人风险和社会风险，是一种 进行化工园区安全定量评价的方法4，可为制订应急救援预案及安全防范措施提 供参考。1丁二烯储罐危险有害因素分析丁二烯储罐存在的主要危险有害因素有火灾、爆炸、中毒窒息、容器爆炸等。丁二烯为易燃液体，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇高热、明火或氧化剂等易 发生燃烧爆炸。丁二烯为低毒类化合物，但是泄漏也有导致急性中毒的可能，也会给人体健康带来 慢性影响。丁二烯储罐如果本身设计、安装存在缺陷；安全附件或安全防护装置存在缺陷或不 齐全；在使用过程中如发生侵蚀、疲劳等现象；人员误操作等原因，均有可能发生 容器爆炸事故。2丁二烯储罐泄漏事故后果模拟2.1工程概况以某企业两个丁二烯储罐为例：两储罐容积均为7m3，均为柱形储罐，设计温度 为40OC，操作温度为常温，设计压力为0.9MPa，操作压力为0.5MPa，附属管 道内径为25mm，储罐尺寸为2400mm（直径）x10mm（厚度）x6100mm （高度），围堰面积为70m2。该公司西侧为A厂四蒸馏装置和硫磺库房，南侧为A厂柴油加氢装置，东侧为公 路和罐区，西南侧为A厂办公室和门岗，西北侧为质检中心一站，北侧为A厂运 保中心。企业周边人口密度分布情况，见表1。2.2采用CASST-QRA输出事故后果采用CASST-QRA软件加载企业地图、确定比例尺、画出企业的边界、录入危险 源信息、确定各危险源的位置、录入气象信息，对事故后果进行模拟。得到本企业 丁二烯储罐发生泄漏的事故后果，见表2。表 1 企业周边人口密度分布表 Tab.1 Population density distribution around the enterprises方位单位名称与重大危险源（丁二烯储罐）距离（m）总人数 北A厂运保中心200 12西北质检中心一站250 75南A厂柴油加氢装置140 8 东公路350 50罐区100 60西A厂四蒸馏装置450 40 A厂硫磺库房100 16西 南A厂办公楼350 70 A厂门岗500 12表2 丁二烯储罐泄漏事故影响范围一览表Tab.2 Assected areas of butadiene tank leakage accident危险源及危险物质泄漏模式灾害模式死亡半径（m）重伤 半径（m）轻伤半径（m）多米诺半径容器中孔泄漏闪火：静风，E类31 -闪 火：1.2m/s，E 类 28 闪火：2.1m/s，D 类 20 闪火：4.9m/s，C 类 17 - -池火22 28 42 10云爆24 41 70 33容器大孔泄漏7m3 丁二烯储罐闪火：静 风，E 类 54 -闪火：1.2m/s，E 类 50 -闪火：2.1m/s，D 类 44 -闪火: 4.9m/s，C类36 -池火22 28 42 10云爆38 68 113 53管道完全破裂闪火： 静风，E类 43 -闪火：1.2m/s 类 39 -闪火：2.1m/s，。类 28 -闪 火：4.9m/s，C类24 -云爆30 51 87 41池火22 28 42 10容器整体破裂沸 腾液体扩散蒸气爆炸（BLEVE）42 50 127 56池火22 28 42 10容器物理爆炸物 理爆炸7 13 22 10随着泄漏模式和灾害模式的变化，表现出不同的影响半径。7m3丁二烯储罐泄漏 最严重的事故后果为死亡半径42m，重伤半径50m，轻伤半径127m。死亡区域 和重伤区域在本企业内，轻伤区域包括本企业、A厂柴油加氢装置的一小部分和大 片绿地，如图1。图1 7m3 丁二烯储罐发生容器整体破裂BLEVE事故后果图Fig.1 BLEVE accident consequence diagram of 7m3 butadiene storage tank with overall vessel rupture注：1-死亡区；2-重伤区；3-轻伤区。根据事故后果图对需疏散区域进行片区划分，如图2,共分为两个片区，分别为1 片区和2片区，以便人员疏散按划片管理。掌握各片区密度分布情况以及片区内 负责人及联系方式，片区负责人应掌握管辖片区内的老幼病残人员情况，做好统计 工作和应急演练，在发生事故后确保老幼病残人员的撤离得到应有的帮助，可以大 大提高应急救援的效率。图 2 片区划分图 Fig.2 Area division diagram3丁二烯储罐定量风险评价3.1个人和社会可接受风险标准定量风险评价的指标分为个人风险和社会风险5-10。个人风险是指危险源造成某 一固定位置人员死亡的概率，体现为风险等值线。社会风险为危险源引起大于等于 N人死亡的所有事故的累积频率F，用社会风险曲线（F-N曲线）表示11。依据危险化学品重大危险源监督管理暂行规定（国家安全生产监督管理局第 40号令）和危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险 标准（试行）（国家安全生产监督管理局第13号公告），确定个人可接受风险 标准和社会可接受风险标准12。3.2区域定量风险计算应用CASST-QRA模拟出个人风险和社会风险。模拟的具体条件见危险源描述， 如图3，和气象条件描述，如图4。图 3 危险源描述 Fig.3 Hazard descriptions图 4 气象条件 Fig.4 Meteorological conditions3.3个人可接受风险分析个人可接受风险等值线，如图5。图 5 个人可接受风险等值线 Fig.5 Acceptable risk contours for individuals从图5可见，1x10-5个人风险等值线1的影响区域主要涉及本企业冰机、蒸发冷 凝器、过冷器；3x10-6个人风险等值线2的影响区域主要涉及本企业内部及荒地， 不涉及高敏感场所、重要目标和特殊高密度场所。综上分析，该公司的事故主要影 响本企业的工艺装置、厂区内的作业人员，该企业个人风险可以接受。借助谷歌地球，由上图个人风险等值线图可知，等值线2仅包括本企业和周边无人荒地，因此，该企业现役装置安全防护距离符合要求。3.4社会可接受风险分析社会可接受风险等值线，如图6。如图6显示该企业社会风险与我国可接受风险标准图进行对比，均落在可接受风 险区域内，该企业社会风险可以接受。图 6 社会可接受风险等值线 Fig.6 Socially acceptable risk contours4结论根据各类事故的事故后果可以看出，丁二烯的不同泄漏事故均会对企业的财产和人 员造成重大的损失和伤亡事故。个人风险等值线主要影响区域为本企业，不涉及高 敏感场所、重要目标、特殊高密度场所、居住类高密度场所、公众聚集类高密度场 所，个人风险可以接受。社会风险等值线均落在可接受区域，依据相关规定，社会 风险可接受。(1) CASST-QRA软件模拟事故后果考虑重大危险源所在地的气象条件和区域人 口分布情况，可以在地图上直接显示事故影响范围和个人风险，使决策者可以一目 了然地了解事故情况。(2 ) CASST-QRA软件可以对大范围、多危险源的企业进行事故模拟，对整体量 化一个企业风险的大小有重大意义。(3)运用CASST-QRA软件进行事故后果模拟与定量风险评估，大大减少了计算 量，对安全评价、应急预案编制、土地使用安全规划等方面具有重大的价值。同时， 研究成果可能对公司的安全管理和相关行政部门的安全监督提供指导与依据，也为 其他丁二烯储罐的管理和运行提供借鉴。参考文献【相关文献】1 温贤昭.丁二烯端基聚合物和过氧化物造成的事故及预防J.石油化工,1980,9(10):590-622.2 刘其真.丁二烯生产中自聚物对设备的堵塞和对策J.合成橡胶工业,1988,11 (5):357-360.3 国家安全监管总局监管三司.突出重点加强管理一首批重点监管的危险化学品名录解读J.劳 动保护,2011,(8):16-17.4 郭群.CASST-QRA定量风险评价法在重大危险源评估中的应用J.煤炭技术,2015,34(6):296- 298.5 宋占兵，于立见,多英全，等.定量风险评价在炼化一体化项目中的应用J.中国安全生产科学技 术,2011,7(5):91-95.6 多英全，魏利军,于立见，等.基于风险的重大危险源选址规划研究J.中国安全生产科学技 术,2007,3(6):20-23.7 吴宗之，多英全,魏利军，等.区域定量风险评价方法及其在城市重大危险源安全规划中的应用J.中 国工程科学,2006,8(4):46-49.8 翁韬，朱霁平,麻名更，等.城市重大危险源区域风险评价研究J.中国工程科学,2006,8(9):80-84.9 BOULT M. Risk Management of LPG Transport Activities in Hong KongJ.Journal of Hazardous Materials,2000,71:85-100.10 ELSAYED T, LEHETA H, SHEHADEH M. Multi-attribute Risk Assessment of LNG Carriers During Loading /offloading at TerminalsJ.Ships and Offshore Structures,2009,4(2):127- 131.11 张毅,沈郁,于安峰，等.油品码头定量风险评估方法及应用J.工业安全与环保,2014,40(1):79- 81,95.12 国家安全生产监督管理局.危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险 标准(试行)Z.2014.