*趙東南 羅鴻兵 林朋飛 謝紅玉*
(1.成都市環(huán)境應(yīng)急指揮保障中心 四川 610041 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 四川 611830 3.清華蘇州環(huán)境創(chuàng)新研究院 江蘇 215163)
石油化學(xué)工業(yè)(Petrochemical),簡(jiǎn)稱石油化工,指以石油和天然氣為原料的化學(xué)工業(yè)。石油化工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有重要作用,是我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年我國(guó)石油化工行業(yè)營(yíng)業(yè)收入12.27萬億,占全國(guó)規(guī)模工業(yè)營(yíng)業(yè)收入的11.6%。石油化工工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量廢水、廢氣等有害物質(zhì),對(duì)人體健康和周邊環(huán)境帶來潛在影響。根據(jù)第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)[1],石化行業(yè)化學(xué)需氧量排放量11.92萬噸、氨氮排放為1.09萬噸、總氮排放量3.84萬噸、總磷排放量948.79噸、揮發(fā)性有機(jī)物排放107.57萬噸。
由于石油化工行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)種類繁雜,生產(chǎn)工藝復(fù)雜多樣,產(chǎn)生的廢氣、廢水、固廢成分復(fù)雜且危害高,其環(huán)保設(shè)施安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行尤其重要。近年來環(huán)境保護(hù)設(shè)施安全事故頻發(fā),其安全風(fēng)險(xiǎn)需得到進(jìn)一步重視。
①石油化工生產(chǎn)工藝
石油化工主要分為原油煉制、合成以及天然氣加工。常見的原油煉制工藝主要包括分餾、裂化、催化重整以及延遲焦化等其他工藝。通過常壓分餾生產(chǎn)汽油、煤油、輕柴油、重柴油,通過減壓分餾生產(chǎn)潤(rùn)滑油等石油制品;通過催化裂化生產(chǎn)汽柴油,從裂化氣中分離烷烴、烯烴等氣體以及生產(chǎn)疊合汽油;通過催化重整使分餾出的汽油在催化劑作用下脫氫、異構(gòu)化、芳香化等[2]。
石油化工合成的基礎(chǔ)原料主要有4類:炔烴、烯烴、芳烴及合成氣。由這些基礎(chǔ)原料可以制備出各種重要的有機(jī)化工產(chǎn)品和合成材料。例如,芳烴和烯烴聚合制造塑料、合成橡膠、合成纖維等化工產(chǎn)品,利用烯烴直接合成醇、醛、酸等有機(jī)物,利用合成氣合成氮肥等[2]。
天然氣加工則主要是天然氣的脫酸、脫水等凈化工藝。
②石油化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物
A.廢氣產(chǎn)生環(huán)節(jié)及主要風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)。在石油煉制工業(yè)生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中產(chǎn)生的廢氣可分為有組織源廢氣和無組織源廢氣。有組織源廢氣包括:催化裂化煙氣、工藝加熱爐煙氣、硫磺回收尾氣、氧化瀝青尾氣、S-Zorb再生煙氣、重整催化劑再生煙氣、氧化脫硫醇尾氣、火炬煙氣等;無組織源廢氣包括:設(shè)備與管線組件泄漏排氣、污水集輸系統(tǒng)排氣、污水處理廠廢氣、揮發(fā)性有機(jī)液體裝載作業(yè)排氣、揮發(fā)性有機(jī)液體儲(chǔ)罐排氣、裝置檢維修排氣等[3]。
石油化工合成產(chǎn)生的廢氣主要包括芳香烴以及非甲烷烴。
B.廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)及主要風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)。石油化工廢水主要種類包括含油廢水、含鹽廢水和含硫廢水。廢水中含有的常見的毒性物質(zhì)包括苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、硝基氯苯,二硝基甲苯、苯胺、苯乙胺、丙烯腈、環(huán)己烷、乙醛、苯酚等;腐蝕性物質(zhì)包括液氯、液氨、氫氧化鈉、硫酸、鹽酸、醋酸等[4]。
C.固廢產(chǎn)生環(huán)節(jié)及主要風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)。石油化工固廢主要包括廢催化劑、廢瓷球、廢礦物油、堿渣堿液、有機(jī)廢液等,且多為危險(xiǎn)廢物。主要成分包括金屬氧化物(NiO等)、非金屬氧化物(SiO2等)[5]。
①?gòu)U氣治理設(shè)施
廢氣治理設(shè)施主要包括煙氣脫硫系統(tǒng)工藝設(shè)備、煙氣脫硝系統(tǒng)工藝設(shè)備、吸收裝置、吸附裝置、催化氧化裝置、低溫柴油吸收裝置、油氣回收膜分離裝置、生物脫臭裝置[3]。
②廢水治理設(shè)施
廢水治理工程由生產(chǎn)廢水預(yù)處理工程、綜合廢水處理工程等組成。包含物化處理、生化處理、深度處理、污泥處理處置、除臭等環(huán)節(jié)。廢水處理過程中產(chǎn)生的廢氣還應(yīng)設(shè)置廢氣收集及集中處理設(shè)施[4]。
③固廢治理設(shè)施
石化企業(yè)的固廢產(chǎn)量較大,產(chǎn)生的固體廢物優(yōu)先考慮綜合利用,無法回收再利用的廢物應(yīng)按照管理規(guī)定進(jìn)行分類處理或者處置。主要的固體廢棄物治理設(shè)施塔及反應(yīng)器、固廢暫存設(shè)施、污泥脫水裝置、回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐系統(tǒng)等。
石油化工行業(yè)環(huán)保設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)源主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢,其風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)存在于原油加工及石油制品制造、有機(jī)化學(xué)原料制造、初級(jí)形態(tài)塑料及合成樹脂制造、合成纖維單(聚合)體制造、合成橡膠制造等行業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)之中。從事故類型和影響來看,主要是環(huán)保設(shè)施發(fā)生生產(chǎn)安全事故及不正常運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)保設(shè)施不正常運(yùn)行或故障無法正常使用,可能導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)向突發(fā)生態(tài)環(huán)境事件轉(zhuǎn)化。
①?gòu)U氣治理設(shè)施不正常運(yùn)行
廢氣治理設(shè)施的不正常運(yùn)行可能導(dǎo)致廢氣直接排放進(jìn)入大氣,造成中毒等人身損害以及顆粒物污染、光化學(xué)污染、酸雨、溫室效應(yīng)加劇等環(huán)境影響。
②廢水治理設(shè)施不正常運(yùn)行
廢水治理設(shè)施不正常運(yùn)行,可能導(dǎo)致影響生產(chǎn)和廢水直接外排等后果,對(duì)周邊地下水、地表水、土壤產(chǎn)生環(huán)境污染,同時(shí)影響動(dòng)植物正常生長(zhǎng)。排入天然水體的廢水中芳香烴等有毒物質(zhì)可能通過水生生物富集后通過食物鏈進(jìn)入人體[6]。
③固廢治理設(shè)施不正常運(yùn)行
固體廢棄物其有機(jī)物含量高,含有大量重金屬,對(duì)土壤危害巨大,并且部分固體廢棄物還具有腐蝕性、可燃性等有害特性。
固體治理設(shè)施不正常運(yùn)行不一定會(huì)導(dǎo)致連續(xù)的污染排放,但其伴生的廢水、廢氣可能發(fā)生故障排放,進(jìn)而導(dǎo)致事故的發(fā)生。此外極端天氣下例如暴雨,可能會(huì)使露天堆放的危險(xiǎn)廢物與外環(huán)境產(chǎn)生直接聯(lián)系。
環(huán)保設(shè)施發(fā)生安全事故,一方面可能因火災(zāi)爆炸中毒等原因直接造成人員傷亡,另一方面事故直接導(dǎo)致其無法運(yùn)行,其情景與設(shè)施不正常運(yùn)行相似。
①?gòu)U氣治理設(shè)施生產(chǎn)安全事故
石油化工行業(yè)廢氣治理設(shè)施的安全事故包括氣體泄漏、火災(zāi)、爆炸、高空墜落等。其中VOCs廢氣包含多種易燃易爆有機(jī)氣體,可能因?yàn)槿藶椴僮魇д`、設(shè)備老化等問題發(fā)生燃燒爆炸。廢氣泄漏或作業(yè)不當(dāng)可能導(dǎo)致人員中毒,此外在維護(hù)檢修過程中,可能發(fā)生高空墜落事故[7]。
②廢水治理設(shè)施生產(chǎn)安全事故
近年來,因廢水治理設(shè)施引起的安全事故頻發(fā),除有限空間中毒窒息外,還有高處墜落、溺亡、爆炸、火災(zāi)等情形[7]。
③固廢治理設(shè)施生產(chǎn)安全事故
固廢的收集、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、處置等各個(gè)環(huán)節(jié)都存在風(fēng)險(xiǎn)。石油化工企業(yè)不同于一般的固廢產(chǎn)生單位,規(guī)模較大的企業(yè)內(nèi)部往往建設(shè)有一些固廢處理裝置,其危險(xiǎn)廢物也有收集儲(chǔ)存環(huán)節(jié),可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸等生產(chǎn)安全事故。
石化企業(yè)儲(chǔ)存大量危險(xiǎn)化學(xué)品,其火災(zāi)發(fā)展蔓延速度快,環(huán)保設(shè)施發(fā)生火災(zāi)爆炸事故后,由于其建筑、設(shè)備毗連,生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng),極易引起立體形式的燃燒爆炸,造成大面積火災(zāi)。其燃燒爆炸大多數(shù)由化學(xué)性爆炸引起,物理性爆炸和化學(xué)性爆炸交織,燃燒速度快。
石油化工企業(yè)污染物質(zhì)成分復(fù)雜,進(jìn)入土壤、地表水和地下水后,難以徹底消除,一些有害成分參與到生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中,通過各種途徑危害人體健康,具有潛在的和長(zhǎng)期的危害性。
針對(duì)石油化工行業(yè)環(huán)保設(shè)施,在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患排查時(shí)重點(diǎn)關(guān)注三廢處理裝置安裝及運(yùn)行情況,在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行及記錄情況,環(huán)保設(shè)施的定期維護(hù)和檢修情況。
①?gòu)U水治理設(shè)施
廢水處理裝置應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài),故障風(fēng)險(xiǎn)及抗風(fēng)險(xiǎn)措施。例如,廢水處理系統(tǒng)是否封閉,抗沖擊能力如何,在發(fā)生故障后,其廢水進(jìn)水是否能夠迅速切斷,事故水是否能夠有效控制和收集。針對(duì)廢水處理后直接排入水體而不進(jìn)入污水管網(wǎng)的企業(yè),應(yīng)提高其隱患排查的頻次,適當(dāng)提升對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隱患的評(píng)級(jí)。
②廢氣治理設(shè)施
廢氣處理裝置應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其廢氣收集系統(tǒng)以及廢氣處理系統(tǒng)的安全可靠性。包括安全評(píng)價(jià)及對(duì)風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)防控措施,廢氣泄漏和設(shè)備故障的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。識(shí)別廢氣成分及爆炸極限,評(píng)估設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的老化速率和被腐蝕程度。
③固廢治理設(shè)施
固廢治理設(shè)施主要關(guān)注固廢處置裝置運(yùn)行和堆存狀態(tài),排查一般固廢是否與危廢分區(qū)堆存,不同固危廢是否分類分區(qū)堆存,其堆放區(qū)域是否通風(fēng),是否設(shè)置底部防滲,是否有導(dǎo)流系統(tǒng)能夠?qū)⑹鹿蕪U水引入應(yīng)急池。
石油化工企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)保設(shè)施日常風(fēng)險(xiǎn)隱患管理工作,主要包括以下幾個(gè)方面:
①建立完善的環(huán)保設(shè)施相關(guān)崗位責(zé)任制度、安全生產(chǎn)責(zé)任制度、隱患排查制度、維護(hù)管理制度并切實(shí)落實(shí),對(duì)發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)隱患及時(shí)處理解決。
②加強(qiáng)環(huán)保設(shè)施從設(shè)計(jì)、建設(shè)、試運(yùn)行、投產(chǎn)等環(huán)節(jié)的全過程風(fēng)險(xiǎn)管控,安排專人管理環(huán)保設(shè)施,加強(qiáng)對(duì)相關(guān)操作人員的培訓(xùn),強(qiáng)化員工專業(yè)技能和安全環(huán)保責(zé)任意識(shí),防止低素質(zhì)和無專業(yè)技能人員參與環(huán)保設(shè)施設(shè)備的安裝、施工以及檢維修。
③加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和全過程風(fēng)險(xiǎn)管控。由于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求日益提高,企業(yè)環(huán)保設(shè)施更新?lián)Q代快,應(yīng)及時(shí)對(duì)新安裝的設(shè)施和裝置開展安全評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,定期開展現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。由于大多數(shù)企業(yè)環(huán)保設(shè)施是根據(jù)企業(yè)污染物特征和現(xiàn)場(chǎng)施工條件進(jìn)行專門設(shè)計(jì)的,因此需充分論證設(shè)計(jì)的安全可靠性,分析其短期和長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn),不能只考慮污染治理效果。
④企業(yè)安全及環(huán)境預(yù)案中應(yīng)專門對(duì)環(huán)保設(shè)施進(jìn)行情景分析,制定應(yīng)對(duì)措施、操作手冊(cè)、管理臺(tái)賬、應(yīng)急處置卡,定期組織開展應(yīng)急演練。
⑤近年來多次發(fā)生因危險(xiǎn)廢物違法堆存引發(fā)的生產(chǎn)安全事故和突發(fā)環(huán)境事件,企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)廢物的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和規(guī)范化處置。
綜上所述,石油化工行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位,產(chǎn)品涉及能源、化工、材料工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域,石油化工企業(yè)發(fā)生安全生產(chǎn)事故既造成大量直接經(jīng)濟(jì)損失,也間接影響下游產(chǎn)業(yè)鏈,同時(shí)造成人身和環(huán)境損害。針對(duì)環(huán)保設(shè)施加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)隱患排查與管理,確保環(huán)保設(shè)施正常穩(wěn)定運(yùn)行,能夠保障企業(yè)正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和員工的生命健康,降低事故發(fā)生概率,具有直接和間接的經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益。