原油長輸管線泄漏揮發性有機物對大氣環境影響分析

黃 燕

（惠州藍鼎環境科技有限公司 廣東惠州 516000）

1 源項分析

1.1 項目概況

惠州某輸油管道全長約173公里，管徑φ610mm，設計壓力6.4MPa，設計輸量1300萬t/a。對于原油管線按截斷閥室、站場為基礎，每兩個截斷閥（站場）間管道為一個基本功能單元，本次評價兩閥室間距離為21.482km。

1.2 原油泄漏量

在管道發生斷裂、漏油事故時，管內壓力減小，閥門在2min內響應并關閉泄漏兩端緊急階段閥門，管道斷裂處原油繼續泄漏，當與外界壓力平衡時，泄漏終止。本次評價以泄漏事故發生至關閉閥門時間5min考慮。

管道泄漏時，選取最不利情形即管道斷裂進行評價。對于管道原油泄漏，屬瞬間源，造成的環境影響較大，參考美國礦業管理部（MMS）管道油品泄漏量估算導則（MMS2002-033））計算本工程管線出現破裂事故時原油泄漏量。計算考慮了國內管線的實際泄漏情況，本項目最大泄漏率取0.1，壓力衰減系數按0.25計，流量按1300m3/h計。

式中：Vrel——原油泄漏量，bbl（1桶=0.14噸）；

Vpipe——管段體積，ft3（1ft3＝0.0283m3）；

Frel——最大泄漏率，取0.1；

fGOR——壓力衰減系數，取0.25；

Vpre-shut——截斷閥關閉前泄漏量，bbl。兩閥門最長原油在線量為5527m3，計算等泄漏量為677.5m3。

1.3 管線泄漏非甲烷總烴蒸發量

非甲烷總烴質量蒸發速率Q3按下式計算：

式中：Q3——質量蒸發速率，kg/s；

a，n——大氣穩定度系數；

p——液體表面蒸氣壓，取3000Pa；

M——分子量，取0.064kg/mol；

R——氣體常數；J/mol·k；

T0——環境溫度，K；

u——風速，m/s；

r——液池半徑，m。

表1 液池蒸發模式參數表

一般情況下，在D類、F類穩定度、靜小風氣象條件下的有害物質對外環境的影響最大。不同穩定度條件下非甲烷總烴釋放速率，見表2。

表2 原油泄漏事故源強

2 預測模式

在事故后果評價中采用《環境風險評價技術導則》中推薦的多煙團排放模式。

非甲烷總體參考GBZ2-2002中汽油標準值，半致死濃度LC50103000mg/m3短時間容許接觸濃度 PC-STEL（450mg/m3）。

3 預測結果及影響分析

（1）管線泄漏非甲烷總烴預測結果及影響分析

在D、F穩定度，風速2.0m/s，0.5m/s的條件下，泄漏位置非甲烷總烴的預測結果見表4。

表4 設定事故不同氣象條件下非甲烷總烴預測結果

從預測結果可以看出，若兩閥室間發生泄漏事故時，在所選取的幾種氣象條件中，在風速2.0m/s，F穩定下，影響較大。非甲烷總烴最大落地濃度出現在下風向8.1m，短時間接觸容許濃度范圍在223.3m，沒有出現半致死濃度。對周邊大氣環境有一定影響。

4 風險防范

（1）建立環境風險管理體系

管道在運營時必須制定綜合管理、HSE管理和風險管理體系，綜合管理體系和安全管理體系為風險管理提供技術保障。為了防范事故風險，必須編制主要事故預防文件。

（2）按《石油天然氣管道保護條例》要求加強管理。

（3）防腐與陰極保護

本工程管道外防腐層全線采用加強級三層PE防腐涂層，與陽極陰極保護法和外加電流陰極保護法聯合保護措施。

（4）制訂了管線安全社會聯絡員制度，在兩閥室之間安排要求聯絡員每天必須對所轄區域進行巡查。

（5）站場操作人員密切監測壓力、溫度、輸量等參數，做好管線起、末點對比分析。

（6）利用泄漏檢測軟件。

結語

預測結果表明，原油泄漏揮發的非甲烷總體對大氣造成較嚴重的污染，需要采取有效的防控措施，如建立環境風險管理體系和加強管理。

[1]王鵬.石化企業揮發性有機物排放源及排放量估算探討[J].石油化工安全環保技術,2013,29(1):59-62

[2]何壽明.大氣中揮發性有機物影響因素及處理方法研究進展[J].低碳世界,2016(22):1-2