苯加氢精制过程危险源辨识与环境风险评价

[摘 要]苯加氢精制过程中汽化后的苯压力较高，若发生泄露，泄露的苯蒸汽与空气在一定的浓度下可形成爆炸混合气体，遇火源即可引起燃烧或爆炸，此外，苯对人体还有致癌作用，对环境、对水体都可造成污染，所以，一旦发生事故，轻则导致生产停顿、设备损坏，重则会造成大量的人身伤亡，财产损失甚至波及社会，产生无法估量的损失和难以挽回的影响。因此，对苯加氢精制过程应用安全系统工程原理和工程技术方法，对系统中固有的和潜在的危险性进行危险源辨识与评价技术研究，掌握系统发生危险的可能性及其危害程度，具有重要的理论研究价值和现实意义[1]。

[关键词]苯加氢精制；危险源辨识；环境风险评价

中图分类号：X9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0330-02

0引言

随着现代科学技术和化工工业的迅猛发展，各种生产中对苯的需求量愈来愈大，苯（C6H6）的工业用途相当广泛，它是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料，也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂，也可以作为燃料。近年来，苯化工生产在我国得到了很好的发展，目前比较先进的生产工艺苯催化加氢、精馏分离精制技术被广泛使用。但是，这种精制装置属于危险化学品的生产装置，主要原料为焦化苯（主要由苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯组成）[1]，同时使用的危险化学品为氢气、压缩空气、氮气、硫化氢等，在生产过程中存在着很多危险有害因素，主要有火灾、爆炸、和灼烫，其次还有：中毒窒息、机械伤害、噪声振动、电器伤害等[2]。

1 苯加氢工艺

将焦化产生的粗笨通过加氢除去苯中的（噻吩，硫化氢，二硫化碳）脱硫，（苯胺）脱氮，（苯酚）脱氧，然后通过加热精馏的方法得到产品：纯苯，甲苯，二甲苯，非芳烃。工艺流程：Ⅰ.制氢 将焦炉煤气通过变温吸附除去煤气中的焦油、萘，灰尘等物质；再通过变压吸附除去煤气中的其他物质得到纯度99.99的氢气。Ⅱ.加氢 将焦化产生的粗笨和制氢来的氢气通过加氢除去苯中的（噻吩，硫化氢，二硫化碳）脱硫，（苯胺）脱氮，（苯酚）脱氧。Ⅲ.精馏 将加氢来的产品通过精馏塔蒸馏分离得到纯度99.9 %的纯苯；99.0%的甲苯；90.0%的二甲苯；70.0%的非芳烃。

2 苯加氢精制过程危险源辨识研究

危险源辨识其实质就是依据辨识区域内存在的危险物料、物料的性质、危险物料可导致的危险性三个方面进行危险有害因素的辨识，从而找出被评价系统在生产过程中的主、次要危险、有害因素的种类、分布情况、严重程度及潜在的事故隐患。这是一项十分重要的工作，是风险评价和风险控制的基础，只有全面、系统地辨识出系统存在的危险源之后才能有的放矢地考虑如何采取有效的措施控制事故的发生，才能确保企业的生产活动在安全条件、安全环境中运行。

3 危险源的分类

实际生活和工作中危险源很多，存在的形式也较复杂，这在辨识上给我们增加了难度。如果把各种构成危险源的因素，按照其在事故发生、发展过程中所起的作用划分成类别，无疑会给我们的危险源辨识工作带来方便。目前，危险源的分类方法有多种，但使用较多的是东北大学的陈宝智教授提出的两类危险源理论即第一类危险源和第二类危险源。

3.1 第一类危险源

根据能量意外释放论，能量或危险物质的意外释放是伤亡事故发生的物理本质。于是，把生产过程中存在的，可能发生意外释放的能量（能量源或能量载体）或危险物质称作第一类危险源。为了防止第一类危险源导致事故，必须采取措施约束、限制能量或危险物质，控制危险源。

3.2 等二类危险源

正常情况下，生产过程中的能量或危险物质受到约束或限制，不会发生意外释放，即不会发生事故。然而，在实际的生产过程中，绝对可靠的屏蔽措施并不存在，一旦这些约束或限制能量或危险物质的措施受到破坏或失效（故障），则将发生事故。第二类危险源就是导致能量或危险物质的约束或限制措施被破坏或失效的各种不安全因素，它包括人、物、环境三个方面的问题。

一起伤亡事故的发生往往是两类危险源共同作用的结果。第一类危险源是伤亡伤亡事故发生的能量主体，决定事故后果的严重程度。第二类危险源是第一类危险源造成事故的必要条件，决定事故发生的可能性。两类危险源相互关联、相互依存。第一类危险源的存在是第二类危险源出现的前提，第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件。

4 危险源辨识方法及工作程序

⑴危险源辨识方法包括以下几类： ①直观经验法：包括对照分析法、类比推断法、专家评议法；②系统安全分析方法：目前用于危险源辨识的系统安全分析方法主要有：预先危险分析（PHA）、事件树分析（ETA）、事故树分析（FTA）、危险性与可操作性研究（HAZOP）等；③参照 GB18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》中的有关规定进行辨识。

⑵危险源辨识的工作程序：①对辨识对象应有全面和较为深入地了解；②找出辨识区域所存在的危险物质、危险场所；

③对辨识对象的全过程进行危险危害因素辨识；④根据相关标准对辨识对象是否构成重大危险源进行辨识；⑤对辨识对象可能发生事故的危害后果进行分析；⑥对构成重大危险源的场所进行重大危险源的参考分级，为各级安全生产监督部门的危险源分级管理提供参考依据；⑦划分辨识单元，并对所划分的辨识单元中的细节进行详尽分析；⑧为企业应急预案的制定、控制和预防事故发生，降低事故损失率提供基础依据。

每种危险源辨识方法从着入点和分析过程上，都有各自特点，也有各自的适用范围或局限性。因此，我们在对危险源进行辨识的过程中，不能仅仅使用一种方法，必须综合地运用两种或两种以上方法，这样才能全面的识别其所存在的危险源。本文根据以上原则，在对苯加氢精制过程进行危险源辨识的过程中，采用了类比推断法、重大危险源辨识法和预先危险性分析法三种方法相结合。

5 苯加氢精制过程风险评价研究

在苯加氢精制过程中风险评价是建立在系统各种危险因素辨识基础之上的，系统危险控制的一个重要环节。根据系统的危险状况和控制能力，采用多种评价方法相结合的方法，对装置的安全水平及发生事故的危险性进行定性和定量的分析，评价系统发生危险的可能性和程度，并提出对安全管理工作的建议，以寻求最小的事故率、最小的损失和最优的安全投资效益。

5.1 危险度评价法

5.1.1 危险度评价法概述

危险度评价法是对建设工程或装置各单元和设备的危险程度进行分级的安全评价方法，是随着我国安全工作的发展而从日本引进并经简化的评价方法。此方法主要是通过分析、评价装置或单元的“介质”、“温度”、容量”、“压力”、“操作”等 5 个参数，在此基础上对单元或装置进行危险程度分级，进而根据单元或装置的危险程度采取相应的安全对策措施。但该法的使用是有一定限制的，不是所有的被评价对象都可以用，否则有可能出现评价失真现象，其结果有可能直接导致被评价对象安全对策措施不当的现象发生。我们在使用危险度评价法过程中，主要选择了日本“化工装置安全评价方法”，在收集、分析有关资料（包括建厂条件、物质理化特性、工程系统图、各种设备、操作要领、人员配备、安全教育计划等）的基础上，直接对有一定容积的设备进行定量评价、危险度分级。即把装置分成几个单元，再对各单元中设备的危险度进行定量计算，以其中最大的危险度作为本单元的危险度。

5.1.2评价等级、标准及评价范围

（1） 大气环境：根据《环境影响评价技术导则一大气环境》一的评价级别计算方法，主要污染物的等标排放量最大值耐，确定本次大气评价等级为三级。（2）水环境：根据《环境影响评价技术导则一地面水环境》一的评价工作级别的划分方法，工程排放的污水量约为，小于，进入焦化厂酚氰污水处理站处理后，经管道送入海港开发区规划建设的城市东部污水处理厂处理，然后由一排干东明渠排入渤海。据此确定工程仅对地表水环境进行影响分析。为防止生产污水对地下水造成污染，本工程在粗苯精制车间工段内部及污水井、地沟、地坑及管沟等处均设有防渗措施。根据类比调查分析，在对地下水采取相应保护措施后本工程所排放的污水对地下水的影响较小，故本次评价仅对地下水进行影响分析。（3）声环境：由于大工程处于开发区工业区内，本项目生产设施距居民区的距离较远，因此厂外居民受该项目噪声影响较小，故确定本评价仅对厂界噪声进行达标分析。

5.1.3风险评价

根据《建设项目环境风险评价技术导则》一规定的《物质危险性判定标准》进行判别，本项目所用的主要原材料及生产的产品均属一般毒性危险物质和火灾爆炸危险物质，功能单元属重大危险源，项目厂址位置不属于环境敏感地区，根据《建设项目环境风险评价技术导则》一关于评价级别的判定，本项目环境风险评价的级别为一级。

5.2 评价标准

5.2.1环境质量标准

环境空气质量执行《环境空气质量标准》国家环境保护总局年月日修改中的二级标准。其中未列入的二甲苯因子一次值、苯因子一次值和日均值参照《工业企业设计卫生标准》一中的标准值，甲苯一次值、日均值参照前苏联标准。地表水执行《地表水环境质量标准》一中的类水体标准。地下水执行《地下水质量标准》一中的类水体标准。环境噪声质量执行《城市区域环境噪声标准》一中的类区标准。

5.2.2污染物排放标准

有组织排放的等大气污染物执行《工业炉窑大气污染物排放标准》一表中的二级标准有组织排放的粉尘等大气污染物执行《大气污染物综合排放标准》一表中的二级标准要求无组织排放的大气污染物执行《大气污染物综合排放标准》一表中的无组织排放监控浓度限值排放的恶臭污染物执行《恶臭污染物排放标准》一表中的二级新扩改标准锅炉排放的大气污染物执行《锅炉大气污染物排放标准》一中时段标准。外排水污染物执行《污水综合排放标准》一表中的二级标准要求。。厂界噪声执行《工业企业厂界噪声标准》一中的类标准。

6 结论

通过对苯加氢精制项目的工程性质、污染特点分析，总结归纳苯加氢精制工程环境影响评价共性问题通过工程分析，确定污染节点、污染物排放浓度、排放强度和排放方式，采用科学的方法，预测工程建设期和运营期的环境影响，提出减轻或避免环境影响的具体措施通过行业对比分析、能耗、物耗、污染物排放等进行清洁生产水平评价风险评价。

苯加氢生产过程中存在着许多潜在的危险因素，且反应条件苛刻，对工艺条件的要求比较严格。一旦反应失控，很可能导致火灾、爆炸、中毒等重大事故。为了确保装置的安全运行，预防或控制事故的发生，进行危险源辨识和安全评价是非常必要的。

参考文献

[1] 马克.苯生产过程中重大危险源辨识及管理辽宁化工. 2010.1：.39（1）.

[2] 王平.苯生产过程中的危险性分析 当代化工. 2010. 1：38（2）.

[3] 关荐伊.化工安全技术高等教育出版社。2006.7.

[4] 王喜奎.关于重大危险源辨识标准修订探讨中国安全科学科学学报.

[5] 吴宗之. 重大危险源辨识与控制北京冶金工业出版社.2001. 6.

作者简介

张毕发（1984.2-），男，汉族，专科，毕业于河北工程大学应用化学专业，就职于就职于贵州黔桂天能焦化有限责任公司，研究方向：苯加氢工艺。