苯泄漏事故的应急响应等级

华东理工大学学报(自然科学版)

Jour nal of East China U niver sity of S cien ce and T echnology (Natural Science Edition )Vol.35No.12009-02

收稿日期:2008-03-04

基金项目:国家 十一五 科技支撑计划重大项目(2006BAK01A15);教育部 新世纪优秀人才支持计划 资助项目(NEC T -05-0214)作者简介:郭德勇(1966-),男,河南人,教授,博士,博士生导师,主要从事事故预防与应急救援领域的研究。E -mail:gdy@cum https://www.360docs.net/doc/1516614184.html,

文章编号:1006-3080(2009)01-0076-04

苯泄漏事故的应急响应等级

郭德勇1, 刘志鸿1, 郑茂杰1, 杨炎锋2

(1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;2.河南神马集团尼龙化工有限责任公司,河南平顶山467000)

摘要:针对危险化学品事故应急响应等级划分及快速反应中存在的问题,利用事故树的分析方法,提出以空气中苯浓度、人员暴露时间和扩散范围3个参数来划分苯泄漏事故应急响应等级,并将应急响应划分为事故发展前期和后期两个阶段。以河南神马集团尼龙化工有限责任公司为例,

建立了基于事故树分析法的苯泄漏事故应急响应等级划分方法,并对苯泄漏事故的应急响应程序进行了分析。

关键词:苯;泄漏事故;应急响应;事故树中图分类号:X507

文献标志码:A

Emergency Response Grade for Benzene Leakage Accidents

G UO De -y ong 1

, L I U Zhi -hong 1

, ZH EN G Mao -j ie 1

, YA N G Yan -f eng

2

(1.Resource and Saf ety E ngineering School,China Univ er sity of M ining and T echnology

(Beij ing),Beij ing 100083,China;2.H enan Shenm a N y lon Chemical Co.,L td,

P ingdingshan 467000,H enan,China)

Abstract:Based on the pr oblem s of em er gency response grade and quick respo nse for hazardo us chem-i cals accidents,this paper provided a w ay w hich used concentration o f benzene,ex po sure time of staff and diffused areas to measur e off the em er gency r esponse grade by fault tree analysis.T he emerg ency response was divided into initial stage and late stage during accidents.Taking H enan Shenma Nylon Chemical Co.,Ltd fo r exam ple,emergency r esponse g rade by fault tree analysis w as built to m easure o ff the emerg ency response g rade of leakage accident w ith benzene.Further m ore,the emergency response process of benzene leakage accident w as analyzed.

Key words:benzene;leakage accidents;em er gency respo nse grade;fault tree analy sis

现代工业中生产、储存着大量危险化学品。这些物质一旦泄漏可能导致爆炸、中毒、灼伤、环境污染等突发事故的发生,从而造成重大人员伤亡和经济损失。据不完全统计,建国以来我国化工系统发生的重大泄漏事故50余起,其中由泄漏导致的中毒、火灾、爆炸事故40余起,由爆炸等原因导致的泄

漏事故10余起[1]。工业化国家的统计资料表明:有效应急救援可以将事故的损失降低到无应急救援的6%[2]。快速、准确地确定应急响应级别是事故应急救援技术中的关键,研究苯泄漏事故的应急响应等

级为应急救援提供了科学的指导。

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1 基于事故树分析法的苯泄漏事故应

急响应等级

危险化学品事故应急响应按一次死亡人数和直接经济损失分为4个级别: 级(特别重大事故)响应、 级(重大事故)响应、 级(较大事故)响应和 级(一般事故)响应[3-4]。目前的划分方法主要具有以下2方面的不足:

(1)以事故造成的一次人员伤亡和直接经济损失2个指标来划分危险化学品事故应急响应级别,各类泄漏事故的划分标准雷同,缺乏针对性。

(2)启动危险化学品事故应急响应前,对事故造成的后果评估和预测需要时间较长,应急响应相对滞后。

由于事故发生、发展的不确定性,快速、准确地确定应急响应级别成为事故应急救援技术中的难题。针对这些问题开展苯泄漏事故的应急响应等级研究,通过分析空气中苯浓度、人员暴露时间和扩散范围进行苯泄漏事故的应急响应等级划分和应急响应。

1.1 基于事故树分析法的苯泄漏事故应急响应等

级参数确定

苯属于易燃、易爆物,具有剧毒性。苯泄漏生成有毒蒸气云,在空气中飘移、扩散,不仅会造成严重的人员伤亡,而且污染环境。因此,在确定苯泄漏事故应急响应级别时,首先应该确定影响苯泄漏事故后果严重程度的相关因素。

概率函数法是通过人们在一定时间接触一定毒物所造成影响的概率来描述毒物泄漏后果的一种表示方法。由该方法确定的概率值与毒物浓度及接触时间的换算关系[5-6]可以得出:在发生苯泄漏事故时,某点空气中苯浓度越大、人员暴露时间越长,事故发生的概率值也越大,泄漏事故所造成的危害也就越大。同时,泄漏源所产生的毒气云团,在传播过程中由于风的摆动、建筑物的阻挡及地形的影响,云团传播的轨迹为摆动的带形,形成近似扇形的危害地域[7-9]。危害地域是苯毒气云团最大危害能力的体现,泄漏所影响的危害面积与危害纵深成正比关系,即危害纵深越大,危害地域也就越广。因此,空气中苯浓度、人员暴露时间和扩散范围是评价苯泄漏事故后果严重程度的3个主要指标,也是确定苯泄漏事故应急响应等级的主要参数。

1.2 基于事故树分析法的苯泄漏事故应急响应等

级划分

事故树分析方法是从结果到原因找出与灾害事故有关的各种因素之间因果关系及逻辑关系的分析方法[6]。它是一种作图分析方法,把系统可能发生的事故放在图的最上面,按照系统构成要素之间的关系,向下分析与灾害事故有关的原因,直到不能找出进一步往下分析的原因为止。苯泄漏事故应急响应等级划分是利用事故树分析方法,以空气中苯浓度、人员暴露时间和扩散范围为参数,将苯泄漏事故应急响应等级划分为4个级别,按照由低到高的顺序从上到下逐级分析,直到确定出应急响应级别为止。在实施过程中分两阶段进行。

根据苯的特性及企业实际情况,以空气中苯浓度、人员暴露时间和扩散范围为依据,将苯泄漏事故的应急响应划分为4个级别:

(1) 级应急响应 企业生产区外级。苯泄漏事故超出了企业的范围,出现大面积的影响地区,波及企业外的生活或生产区域。这类事故一般是规模较大的灾难事故,需要调度周边地区的力量和资源进行应急处置的灾害事故。

(2) 级应急响应 企业生产区级。苯泄漏事故影响到整个企业,或者产生连锁反应,使整个生产厂区受到事故的影响,并且可被现场的操作者遏制和控制在该区域内。这类事故可能需要投入整个单位的力量来控制,但其影响预期不会扩大到公共区。

(3) 级应急响应 相邻装置单元级。苯泄漏事故限制在现场周边范围,影响到相邻的生产装置区域。这类事故由企业或调度较大范围内相关力量协助进行应急处置。

(4) 级应急响应 装置单元级。苯泄漏事故出现在企业内某套装置或某个生产单元。这类事故一般对生产和人员安全造成较小危害或威胁,由企业自主进行处置。

事故的发展是复杂多变的,不同阶段影响事故后果严重程度的主导因素也不同。因此,苯泄漏事故应急响应实施可分为两阶段:

(1)事故发展前期。苯泄漏事故发展前期,泄漏气体在空气中的浓度及气体扩散范围是最能够直接反应泄漏事故后果严重程度的参数,此时人员暴露时间短,对事故后果的严重程度影响不大,可以忽略不计。因此,在泄漏事故初期,苯泄漏事故的应急响应等级的确定只考虑泄漏气体在空气中的浓度和扩散范围,其他因素暂不予考虑。

(2)事故发展后期。随着时间的推移,人员暴露时间越来越长,气体扩散范围也逐渐增大,事故造成的危害越来越严重。此阶段的应急响应等级必须

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第1期郭德勇,等:苯泄漏事故的应急响应等级

综合分析空气中苯浓度、人员暴露时间和气体扩散范围3个参数对事故的影响,从而确定出应急响应级别。同时,由于事故的发展和应急措施的实施,事故所造成的影响可能会发生变化,应急响应级别也相应地会发生变化。

1.3 基于事故树分析法的苯泄漏事故应急响应等

级实施步骤

为了在苯泄漏事故发生后能快速、准确地启动应急响应,可参照已制定的应急响应等级迅速确定启动级别,以便采取相应的应急救援措施。具体实施步骤如图1

所示。

图1 基于事故树分析法的应急响应等级实施图Fig.1 Pr ocedure o f emerg ency r espo nse g rade o n the

basis o f Fault T ree A na lysis

2 苯泄漏事故应急响应等级划分应用

2.1 研究对象概况

以河南神马集团尼龙化工有限责任公司为例,实现苯泄漏事故应急响应等级的划分。该公司位于河南省平顶山市,北距生产厂区围墙80m 为生活区;南距生产厂区围墙50m 为湛河、农田;东距生产厂区围墙50m 为黄台徐农田;西距厂区围墙23m 为城市公路。距生产厂区北围墙300m 、南围墙230m 、东围墙150m 、西围墙1050m 处有1个苯储罐区,包括2个苯储罐。储罐直径为10m,高11.6m,各储罐间距为6m,整个苯储罐区长38m,宽25m 。根据该地区的气象条件,主导风向为北

风,其扩散影响范围如图2所示,无风时扩散影响范

围如图3所示。

图2 主导风向为北风情况下苯泄漏扩散范围示意图Fig.2 Diffusio n a reas of benzene leakag e accident

w ith nor th w ind

图3 无风天气情况下苯泄漏扩散影响范围示意图Fig.3 Diffusio n a reas of benzene leakag e accident

w ithout w ind

2.2 苯泄漏应急响应等级划分

结合河南神马集团尼龙化工有限责任公司实际情况,依据苯泄漏事故时苯浓度对人的影响程度、泄漏时间及扩散距离大小将苯泄漏事故应急响应等级划分为4个级别(表1):

(1) 级应急响应 苯泄漏事故波及厂区外的居民生活区、农田等,可能会引起人员大范围疏散,若此区域内无防护措施,人员短时间即可死亡。

(2) 级应急响应 发生较大苯泄漏事故,事故影响范围波及整个厂区,人员在此区域内停留较短时间即有生命危险。

(3) 级应急响应 苯泄漏事故影响相邻罐区的安全生产,人员在此区域内长时间停留会发生重度中毒。

(4) 级应急响应 苯泄漏事故只影响苯储罐区的安全生产,此区域内部分人员会发生吸入反应症状,一般在脱离接触24h 后可恢复正常。

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华东理工大学学报(自然科学版)第35卷

表1 苯泄漏事故应急响应等级划分

Table1 Emergency response of leakage accident w ith benzene

Param eter

Concentration of

benz ene/(g m-3)

Diffu sion

areas/m

Ex posed time of

staff/min

Grade 41.79 1505~10 Grade 24.00~41.7925~15010~30 Grade 4.80~24.006~2530~60 Grade 0.04~4.80 6 60

2.3 典型事故应急响应的启动

2000年2月1日21:10分,河南神马集团尼龙化工有限责任公司K-D204A苯储罐罐顶10m处发生少量苯泄漏事故。苯泄漏事故的发生是瞬间的,且公司未配置计算机模拟系统,事故发生后没有充足的时间计算苯浓度及扩散范围。因此,通常凭借经验确定事故的影响区域,即利用风速粗略估算苯在下风向的扩散距离,并根据裂隙大小或苯具有芳香气味的特性粗略判断其浓度。

事故发生初期,凭借经验判断苯发生了少量泄漏,当时天气晴朗无风,不利于苯扩散,泄漏只波及苯储罐附近区域,未影响到相邻储罐区。根据苯泄漏事故应急响应机制,按苯泄漏事故应急响应等级划分实施程序(图1),不考虑泄漏时间的影响,事故初期泄漏量小、扩散距离不大分析得出应启动 级应急响应。当应急响应级别确定后,苯泄漏应急救援指挥中心按确定的响应级别启动应急行动(图4)。采用惰性材料(N2)吸收苯气体并撤离非应急救援工作人员至安全区。10min后灾情得到控制,此时苯已扩散至相邻罐区,但由于泄漏量小,泄漏时间短,人员已采取防护措施,泄漏事故不会影响相邻罐区的安全生产,根据苯泄漏事故应急响应等级实施程序决定继续实行 级应急响应直至事故危害完全消除。

应急救援结果表明,当苯泄漏事故发生后,应按照应急响应机制确定应急响应级别,并按照应急响应程序实施救援。K-D204A苯储罐罐顶泄漏事故得到了有效控制,没有造成人员伤亡和重大经济损失,是成功实施应急救援的例子。

3 结 论

(1)采用空气中苯浓度、人员暴露时间和扩散范围为参数,提出了基于事故树分析方法的苯泄漏事故应急响应等级划分思路并绘制了实施图,为快速、

准确实施应急救援提供了技术方法。

图4 苯泄漏事故应急响应程序

F ig.4 Emer gency r esponse pr ocedur e o f leakag e

accident with benzene

(2)利用应急响应等级划分方法,划分了河南神马集团尼龙化工有限责任公司苯泄漏事故应急响应等级,实现对苯泄漏事故主要参数的量化。

(3)随着苯储罐泄漏事故灾情的发展,各参数发生相应变化,通过对参数的处理,实现事故应急响应级别的再次选择,可以更准确地实施苯储罐泄漏事故的应急救援。

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