化工園區危險化學品儲存風險識別及事故演化分析

暢 通，王 聰，裴玉龍

(1.山東省產品質量檢驗研究院，山東 濟南 250000;2.利華益集團利津煉化有限公司，山東 東營 257000)

通過國內外化工園區危化品安全事故的報道發現，園區危化品的管理和監督上與國外還存在一定的差距。比如天津港危化品倉庫特大爆炸事件，無論是惡劣程度還是影響力堪稱國內之最。此后有關化工園區危化品的監管是否達到要求引起了很多專業學者的注意，最終通過有關專家和調查人員的深入分析，發現這是一起由于人為因素而造成的事故，這再次佐證了園區危化品的監督和管理還存在很多疏漏和不足，而本文通過對危化品在儲存過程中存在的各種風險進行分析，并提出有效地管控方案，這對我國化工園區危化品儲存安全的具有現實意義。

1 化工園區危化品儲存風險辨識

1.1 園區概況風險辨識

為了從整體上把握危化品儲存的所有風險，要首先確定園區選址以及儲存的基礎設施建設地風險級別，進而使整個風險識別具有一定的全局性。主要參考《石油化工企業衛生防護距離》(SH3093-1999)、《工業企業總平面設計規范》(GB50187-2012)、《建筑設計防火規范》(GB50160-2008)等對園區風險進行辨識。對工業園區所在的自然環境進行風險辨識具體的內容包括氣象條件、風向條件，并對園區附近的各種相關情況進行全面匯總；而對園區的選址進行風險辨識主要標準是參考《工業企業總平面設計規范》以及《石油化工企業設計防火規范》，而對各類危化產品的儲存，設施建設以及各設施之間的距離進行風險辨識的依據是《石油化工企業衛生防護距離》。主要采用地風險辨識方法為安全檢查表法。

1.2 儲存設施風險辨識

應著重對儲存設施可能存在的風險進行辨識。國內對危化品進行儲存的有兩種儲存方式，一種為儲罐儲存，儲存的物質通常為化學液體或氣體；另外一種是倉庫儲存，這種儲存設施經常存儲的是固態物質，比如液體鋼瓶、氣體鋼瓶等。以下內容為，對這兩種儲存設施進行風險識別的詳細描述。

1.2.1 危化品儲罐風險辨識

對危險化學品采用儲罐的方式進行儲存，當儲存罐由于某種原因發生泄漏時就會導致潛在的事故發生。根據結構可以分為浮頂儲罐以及固定頂儲罐。而對于易燃、有毒氣體儲存方式可以分為地面和地下兩種方式儲存。我國化工園區多采取地上儲罐儲存方式，當體積超過100 m3時采用球形儲罐，不超過50 m3時采用的是臥式圓筒形儲罐。而引起儲罐發生泄漏的主要因素有設備、管理、環境以及其他不可預見的因素。具體對儲罐儲存失效引發事故地風險具體識別如圖1所示。

圖1 危險化學品儲罐風險辨識

1.2.2 危化品倉庫風險辨識

對于采用倉庫的形式儲存化學危險品，常見的事故直接原因是危險品物質泄漏或失火導致的儲存設施失效。一旦危化品儲存設備出現故障，危化品會泄露，由于自身狀態極其不穩定，在遇到明火的狀態下，極易出現火災或爆炸事故。而根據不同化學物質的特性，常用的儲存方式為密封式和露天式。而依照《常用危險化學品儲存通則》中要求危險化學品只能采用密閉式倉庫。而危險化學品在倉庫中的主要存儲形式為堆垛式，甚至同一倉庫會存儲多種類型的危險化學品。而導致儲存危險化學品的倉庫發生失效的主要因素有危險化學品自身性質原因、管理、環境以及其他的不可抗拒的因素。危險化學品倉庫發生儲存失效引發事故地風險辨識如圖2所示。

圖2 危險化學品倉庫風險辨識

2 儲存危險物質辨識

危險化學品的種類多種多樣，包括原材料、半成品、成品等。其中對化學品加工的每一個環節都具有一定的危險性，都可能因此產生安全事故，而引發事故嚴重程度的原因則取決于案發現場的化學物質。所以必須具備對園區所儲存的物質進行風險識別的基礎。而認識化學物質的主要依據是《危險化學品名錄》，其中記載了很多常見的危險化學品物質。具體的分類如表1所示。

表1 常見化工園區儲存物質類別

2.1 易燃性

對于危險化學品按照依然性進行分類的原則是依據GB50183《原油和天然氣工程設計防火規范》以及GB50160《石油化工企業設計防火規范》，與舊版本相比，新修訂的版本的內容更加詳細和統一，具體如表2所示。

表2 可燃液體、氣體火災危險性分類

化工企業所使用的原材料以及生產的成品多以液體和可燃氣體存在，按照閃點不同可分為甲、乙、丙類三類。甲類中常見的化學品為原油和汽油，其閃點為28℃，其特性為易揮發，且遇到明火即可發生起火或爆炸。乙類的閃點，介于28℃與60℃之間，常見的化學品為煤油和航空燃料。丙類的閃點高于60℃，代表性的化學品為柴油，這類物質的共同點是不易揮發，在常溫狀態下不會自動生成具有爆炸性的化學氣體。

2.2 易爆性

有一些危化品具有易揮發性，揮發的氣體與空氣結合以后形成混合氣體，當其達到一定濃度后，遇火就會引起爆炸或燃燒。而越寬的爆炸濃度范圍，下限濃度越低則產生爆炸的可能性就越大。易燃物品在空氣中燃燒過程中，隨著濃度的不同其燃燒特性也會發生變化，可能會伴隨爆炸性燃燒。。

2.3 毒性

化工園區對于有毒氣體的中毒閾值常采用的標準是來自美國的應急響應規劃指南(ERPGs)。按照美國工業衛生協會所制定的標準，ERPGs代表作業人員在緊急狀況下，在有毒環境中作業持續1～24 h，其能接受的有毒氣體濃度，濃度共有三個等級分別是ERPGS-1、ERPGS-2、ERPGS-3，具體的傷害情況如表3所示。

表3 物料毒性傷害等級

3 化工園區危化品儲存環節事故類型及演化過程分析

3.1 化工園區危化品儲存環節事故類型

通常狀態下，危化品是在穩定的環境中儲存著，比如儲罐和倉庫，但當這些儲存危化品的設備發生失效時，會出現一系列問題，下文將分類詳細論述：

(1)普通失效：這是很多儲存設備經常出現的失效因素，比如腐蝕、焊接出現問題、儲罐排氣孔無法正常使用等。

(2)外部沖擊失效：由于儲存裝置受到外力的撞擊或受力，而造成儲存設備無法正常使用。

(3)裝卸失效：由于儲存設備在進行運輸前裝卸的過程中受到外力因素的影響而失去儲存能力。

(4)特定的實效：由于儲存設備受到了某種特定因素的影響，導致儲罐內的危險品發生了泄漏，在遇到明火時會發生如下事故：

①火災事故：易燃易爆的危險化學品當遇到火源(靜電、明火、雷擊等)，就非常易引發火災事故。

②爆炸事故：當易燃易爆危險化學品泄露而又遇到火源時，由于危險品的能量在短時間內大量釋放，從而引發爆炸，爆炸類型通常有蒸汽云爆炸、閃蒸爆炸等。

③中毒事故：有些危險化學品比如氯氣等泄漏以后，會對周圍的環境造成大面積的污染，從而引發中毒事故。

④事故多米諾效應：當園區某一點發生危險品安全事故時，可能會引起其他地點的危險化學品發生事故，進而引起連鎖反應，也就是多米諾骨效應。

3.2 化工園區危化品儲存環節事故演化過程

通過引入事故致因理論，對化工園區產生的安全事故進行初步分析，對事故的整個演化過程進行邏輯抽象，對導致化工園區危險品事故的每一個環節都假設為造成事故的原因，再通過深入的調查逐漸確定引起事故的具體原因，調查事故的具體步驟包括事故能量、事故成因、事故機理、觸發條件、失效狀態，點火類型以及事故后果等，詳細如圖3所示。

圖3 基于事故致因理論的化工園區危化品儲存事故演化過程

4 提高我國化工園區危化品儲存管理的建議

4.1 加強危化品全生命周期的法律法規建設

目前對于有關危險品經營儲存和管理的相關法律條文有《危化品安全管理條例》《常用化學危險品儲存通則》《使用有毒物品作業場所勞動保護條例》等，要求法律在制定的過程中一定要明確危險品從生產到運輸到保管以及到使用或者報廢的整個周期內都要有詳細的規定，對每一個環節都要有詳細的內容和執行標準，并要求相關單位嚴格按照標準操作和制定相應的儲存設施和管控體系，同時對于每個環節都要責任到人，當出現危險品安全事故時，根據造成的原因對相關責任人進行追責，另外，從法律角度增強相關人員的安全意識，迫使他們對安全防范更加主動，確保有關危化品的監管和監督有法可依。

4.2 建立健全危化品全生命周期的安全管控模式

危化品的監督和管理是一個系統的過程，只有對每一個環節制定詳細的防范制度，才能將發生事故的概率降到最低。從國家層面來講，對于危化品所牽扯的每一個環節的管理都要明確具體的部門，防止出現部門之間的扯皮現象，提高防范效率。從行業層面來講，危化品所牽扯的各個行業，行業協會要根據每個行業不同的情況，制定相應的管理條例和操作規范，加強安全教育，制定安全措施，確保所有的環節都有健全的安全管控模式。

4.3 加強安全生產監管隊伍建設

俗話說事在人為，再健全的法律制度和行業操作規范，如果操作人員不能按照上述要求進行操作，依然會增加危化品發生事故的概率，因此，首先要培訓一批能力強、專業素質高、技術過硬、有擔當的操作人員。其次要培訓一批責任心強、不怕苦、不怕累的監管人員。這樣就可以將引發事故的人為因素降到最低。

5 結論

化工園區是一個非常特殊的位置，一旦發生事故會造成非常嚴重的后果，關于園區儲存的風險識別國內外的一些學者也進行了相應的研究，專門針對化工園區儲存環節的風險識別所研究的內容還非常有限。應該充分了解引發化學安全事故的機理以及整個事故的演化過程。為了避免或減少事故的發生，還應建立健全相應的法律制度和行業規范。同時，對危化品整個周期中的每個環節進行詳細說明，并確保各化工單位按照相應法律的規定制定安全防范制度，這樣就能夠最大限度的降低由于危化品儲存不當引發事故的概率，從而避免國家財產造成損失，人民群眾生命受到傷害。