吳潤(rùn)

（安徽康安宏潤(rùn)環(huán)?？萍加邢薰?，安徽合肥230000）

丙腈，化學(xué)式C3H5N，無(wú)色液體，有芳香氣味，是常用的化工原材料，常用作分離烴類和精制石油餾分的選擇性溶劑、有機(jī)合成原料、溶劑和樹脂添加劑等。丙腈屬于毒性物質(zhì)，經(jīng)查閱HJ 169附錄H，丙腈氣體毒性終點(diǎn)濃度1為20 mg/m3，毒性終點(diǎn)濃度2為6.8 mg/m3。由于丙腈用途廣泛，近年來(lái)泄漏事故時(shí)有發(fā)生，泄漏的丙腈蒸汽若不慎吸入會(huì)導(dǎo)致人員傷亡或環(huán)境污染事故。如何對(duì)泄漏事故進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急處置是丙腈貯存和使用過(guò)程中必須重視的問(wèn)題[1-7]。

本文以某企業(yè)丙腈儲(chǔ)罐出口法蘭破損泄漏事故為源項(xiàng)，預(yù)測(cè)丙腈泄漏事故造成的環(huán)境影響，并結(jié)合預(yù)測(cè)結(jié)果和丙腈的理化性質(zhì)，提出相應(yīng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控措施和應(yīng)急處置措施，以期為丙腈貯存和使用過(guò)程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理提供參考。

1 丙腈泄漏事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

1.1 風(fēng)險(xiǎn)事故情形分析

某化工企業(yè)廠區(qū)設(shè)置1臺(tái)200 m3常溫、常壓丙腈儲(chǔ)罐，立式固定頂結(jié)構(gòu)，丙腈最大儲(chǔ)存量124.8 t，儲(chǔ)罐高度7.1 m，直徑6 m，進(jìn)、出口管道閥門內(nèi)徑25 mm。

（1）泄漏模式確定

假設(shè)丙腈儲(chǔ)罐出口管道法蘭破損，100%管徑（25 mm）泄漏，10 min后得到有效控制。丙腈沸點(diǎn)97.1℃，常溫下為液體，泄漏速率采用伯努利方程進(jìn)行計(jì)算：

式中：QL—液體泄漏速率，kg/s；P—容器內(nèi)介質(zhì)的壓力，常壓為 101 325 Pa；P0—環(huán)境壓力，101 325 Pa；ρ—泄漏液體密度，780 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—液體泄漏系數(shù)，本次取0.5；A—裂口面積，本次為0.000 491 m2。

經(jīng)計(jì)算，丙腈泄漏速率QL為2.02 kg/s，10 min泄漏總量為1.21 t。

（2）蒸發(fā)模式確定

泄漏液體的蒸發(fā)主要包括三部分：閃蒸蒸發(fā)、熱量蒸發(fā)和質(zhì)量蒸發(fā)，蒸發(fā)量為三種蒸發(fā)量之和。由于丙腈沸點(diǎn)高于儲(chǔ)存溫度和環(huán)境溫度，因此不考慮閃蒸蒸發(fā)和熱量蒸發(fā)。按照HJ 169-2018附錄F中提供的質(zhì)量蒸發(fā)計(jì)算公式：

式中：Q—液體質(zhì)量蒸發(fā)速率，kg/s；α，n—大氣穩(wěn)定度計(jì)算參數(shù)；p—液體表面的飽和蒸氣壓，Pa；M—物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，kg/mol；R—?dú)怏w常數(shù)，J/mol·k；T0—環(huán)境溫度，K；u—風(fēng)速，m/s，取最不利風(fēng)速1.5 m/s；r—泄漏液體形成液池的半徑，m。

各參數(shù)取值見表1、表2。

表1 大氣穩(wěn)定度計(jì)算參數(shù)（α、n）

表2 質(zhì)量蒸發(fā)模式計(jì)算參數(shù)選取及結(jié)果

由表1、表2中參數(shù)計(jì)算出風(fēng)速1.5 m/s、溫度20℃、F穩(wěn)定度下泄漏丙腈中丙腈揮發(fā)速率為0.02 kg/s。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

本次預(yù)測(cè)取最不利氣象條件，即：風(fēng)速1.5 m/s、穩(wěn)定度F、溫度20℃、相對(duì)濕度50%，詳見表3。

表3 預(yù)測(cè)模型主要參數(shù)表

本次采用HJ 169-2018附錄H中的毒性終點(diǎn)濃度值作為事故影響評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，詳見表4。

表4 丙腈大氣毒性終點(diǎn)濃度值

丙腈初始密度大于空氣密度，采用EIAPro2018軟件中的SLAB模型對(duì)事故影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，泄漏濃度達(dá)到評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的最大影響范圍見表5。

表5 最不利氣象條件下丙腈泄漏事故危害預(yù)測(cè)結(jié)果

由上述預(yù)測(cè)結(jié)果可知，丙腈泄漏事故在最不利氣象條件下達(dá)到毒性終點(diǎn)濃度-1的最大影響范圍為下風(fēng)向838 m；達(dá)到毒性終點(diǎn)濃度-2的最大影響范圍為下風(fēng)向1 410 m。

2 風(fēng)險(xiǎn)防控措施

由預(yù)測(cè)結(jié)果可見，丙腈泄漏后首先形成液池，液池蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽隨風(fēng)擴(kuò)散會(huì)對(duì)事故區(qū)域周邊人員帶來(lái)較大傷害。丙腈泄漏事故風(fēng)險(xiǎn)防控主要從風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急處置兩方面考慮。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)防控

（1）加強(qiáng)職工安全培訓(xùn)。經(jīng)常性地組織員工進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，尤其是涉及丙腈的崗位，以提高員工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，增強(qiáng)職工事故防范和自救能力。涉及丙腈的人工操作崗位，員工務(wù)必佩戴防護(hù)用具，在關(guān)鍵崗位設(shè)置洗眼機(jī)。

（2）涉及丙腈的生產(chǎn)設(shè)備要加強(qiáng)密閉。罐區(qū)設(shè)置毒性氣體檢測(cè)報(bào)警器、可燃?xì)怏w報(bào)警器、液位報(bào)警器、溫度計(jì)、安全閥以及緊急切斷裝置等，一旦發(fā)生泄漏事故，應(yīng)能立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警器信號(hào)必須引到控制室（一般要求具有聲、光報(bào)警功能）。對(duì)外界車輛進(jìn)出裝卸作業(yè)應(yīng)由專人現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，杜絕不當(dāng)操作引發(fā)泄漏事故。安排專人對(duì)管道、法蘭、鶴管、儀表、閥門等進(jìn)行定期維護(hù)和檢修，以降低丙腈泄漏事故發(fā)生概率[8]。

（3）在丙腈罐區(qū)設(shè)置足夠容積的圍堰，在生產(chǎn)車間設(shè)置導(dǎo)流溝、集液池，同時(shí)對(duì)圍堰、導(dǎo)流溝和集液池做好防腐防滲，發(fā)生泄漏時(shí)可通過(guò)以上設(shè)施對(duì)泄漏的丙腈進(jìn)行有效收集，避免泄漏的丙腈在廠內(nèi)漫流和進(jìn)入雨水管網(wǎng)，進(jìn)而污染地表水、土壤和地下水環(huán)境。

2.2 應(yīng)急處置措施

（1）企業(yè)應(yīng)急預(yù)案

企業(yè)需針對(duì)丙腈泄漏事故制定專門的應(yīng)急預(yù)案，規(guī)范設(shè)置應(yīng)急處置卡，確保員工在突發(fā)環(huán)境事故情況下能正確、及時(shí)應(yīng)對(duì)處置。為了使應(yīng)急預(yù)案能夠真正有效實(shí)施，企業(yè)必須對(duì)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行定期演練。

（2）急救措施

皮膚接觸：脫去污染衣物，用流動(dòng)清水反復(fù)沖洗20 min以上，就醫(yī)。眼睛接觸：立刻提起眼瞼，用流動(dòng)清水反復(fù)沖洗15 min以上，就醫(yī)。吸入：若不慎吸入丙腈蒸汽，應(yīng)迅速將受害者轉(zhuǎn)移到空氣新鮮處，保持呼吸通暢；呼吸困難的，給予輸氧；心跳停止的，應(yīng)立即采用胸外心臟按壓的方式進(jìn)行人工呼吸。食入：讓受害者飲用足量溫水并催吐，洗胃建議采用1∶5 000高錳酸鉀或5%的硫代硫酸鈉溶液，送醫(yī)。

（3）消防措施

丙腈屬于易燃物質(zhì)，有害燃燒物為一氧化碳、氧化氮和二氧化碳，用水滅火無(wú)效。如遇丙腈泄漏并引發(fā)火災(zāi)，緊急封鎖隔離火場(chǎng)四周100公尺范圍，保持人員位于上風(fēng)處，遠(yuǎn)離低洼處，可采用抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳或沙土進(jìn)行滅火。

（4）泄漏應(yīng)急處理

如遇丙腈泄漏，立即撤出污染區(qū)內(nèi)的人員并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制人員出入，同時(shí)切斷火源。應(yīng)急處置人員不要接觸或走越泄漏池。進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)觀察前，須做好個(gè)人防護(hù)。小量泄漏采用沙土等不燃物吸附、吸收；大量泄漏構(gòu)筑圍堤收容，并用泡沫覆蓋以降低蒸發(fā)廢氣造成的環(huán)境危害。用消防泵將泄漏的丙腈液體轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占萜髦?，事后進(jìn)行回收利用，不能利用的交給有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處置單位進(jìn)行處置，嚴(yán)禁非法傾倒。

（5）疏散措施

事故無(wú)法有效控制時(shí)，企業(yè)應(yīng)立即通知周邊人群做好防護(hù)措施。必要時(shí)疏散下風(fēng)向1.5公里范圍內(nèi)人群，將影響降至最低。

3 結(jié)論

本文以某企業(yè)丙腈儲(chǔ)罐泄漏事故為源項(xiàng)，對(duì)丙腈泄漏事故的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，計(jì)算出企業(yè)丙腈泄漏事故造成的最大影響范圍，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和丙腈理化性質(zhì)，對(duì)丙腈的貯存、使用提出了有針對(duì)性的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控要求，以降低事故影響程度，保護(hù)人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全。