化工園區區域定量風險評價模式

劉偉(寧夏智信管理咨詢有限公司，寧夏 銀川 750001)

0 引言

隨著現代信息技術的應用和普及，各行各業都發生了諸多變化，化工行業也開始進入快速穩定發展時期，大量化工園區建設形成。在此情況下，如何規劃化工園區區域，如何規避外部風險、保證生產安全，則成為擺在化工園區區域建設中的重要問題，需要技術人員加強區域定量風險評價研究，強化風險管理。

1 區域定量風險評價特點

從現階段化工園區區域定量風險評價發展情況來看，區域定量風險評價本身具有宏觀性、超前性，需從實際發展情況，展開全方位地研究分析，應用安全系統工程原理和方法，識別園區存在的危險有害因素，明確風險類別，分析嚴重程度，提出降低或減弱事故措施。定量風險評價指標是將區域安全作為發展目標，通過模擬事故后果結果，預測風險對周邊環境、人員影響，提出科學合理規劃建議。區域定量風險評價主要包括對風險辨識、風險分析、事故預測、防范措施等。在園區內，普遍涉及“兩重點一重大”企業，使園區評估整體呈現出：(1)危險程度高、有害因素多，在定量取值過程中容易出現漏選或錯選相關參數。(2)風險評價具有超前性、戰略性和不確定性。超前性體現在風險評價時間超前，將風險控制在事故之前。不確定性是園區建設處于動態過程，事故的發生具有不確定性。戰略性體現在整體布局的宏觀把控。(3)風險評價方式多樣化，化工園區各種事故類別多，引發的結果種類多，如：火災爆炸、毒氣泄漏，本身的發生事故風險性大，造成的后果嚴重，需全方面研究有關事故發生可能性，展開全過程的評價。

2 化工園區區域定量風險評價現狀

據相關報告統計，截至到2020年底，我國已有的石油、化工為主化工園區已經達到616家。就寧夏而言，根據《關于公布自治區化工園區(化工集中區)名單的通知》(寧政辦規發〔2020〕26號)可知，寧夏化工園區名單中有2個化工園區、8個化工集中區。為防范事故，應對寧夏化工企業劇增，寧夏應急廳針對原有的化工園區進行了整合，并組織專家團隊對化工園區企業開展了多輪的專家技術指導工作。2021年年初，又組織以設計單位為首的設計診斷工作，旨在促使化工園區邁向一個新高度，整合資源，提升化工園區的整體安全水平。

寧夏區域定量風險評價開始于2017年，政府發文明確每三年開展一次化工園區的定量風險評價。國內各地區也陸續出臺相關化工園區風險評估規范。我國化工園區建設較晚，化工園區風險評估起步較慢，在選取定量方向評價方面仍有很大的發展空間。其中突出表現為定量風險評價模式較為單一，相關標準較國外嚴謹性不高，有關區域定量風險評價技術研究十分有限。國內普遍應用的模擬軟件主要有南京安元科技有限公司的《安全無憂模擬軟件》和中國安全生產科學研究院的《重大危險源區域定量風險評價軟件》。這個兩個區域定量風險評價模擬軟件具有一定的局限性，邏輯嚴謹性不高，定量模擬的裝置參數具有很大的波動性，特定的物質存在人員選擇參數的情況，標準不統一。

3 區域定量風險評價方式

3.1 前期準備

為了切實保障化工園區區域定量風險評價的順利展開，需要做好前期準備工作，組織評價小組收集化工園區多方面資料，確保后續各項工作穩定進行。具體來講，需成立評價組，成員涵蓋化工行業領域各專業技術人員。評價組需調查園區企業基本情況及分布、周邊人員、八大類場所等為基礎數據。以各類法律法規、政策規范、氣象條件、環境因素、園區規劃方案等多方面資料為依據，展開實地勘察，掌握園區存在主要危險化學品、高危裝置及設備的基本數據、危險源及風險，從實際情況出發，提出修改和優化園區規劃建議。

3.2 風險識別

3.2.1 危險源

準確的危險源辨識，是區域定量風險評價重點工作。危險源辨識需結合化工園區存在的主要危險化學品、工藝線路、工藝條件、工藝操作參數等展開全面識別和分析，明確園區各種危險有害因素，確定重點模擬分析對象。化工園區內的各種危險源本身具有高危險性，具有增大事故發生的可能性，也極有可能直接威脅人員生命安全。當開展危險源辨識工作時，一般將危險度評價方法作為整個評價指標，科學衡量危險源嚴重程度。在園區危險源辨識中，煤化工企業的一級重大危險源主要為甲醇、丙烯、乙烯等罐區場所，涉及新型煤化工工藝、加氫、氧化、聚合等化工工藝。對石油加工企業，汽油、原油等罐區構成一級重大危險源，生產工藝主要涉及催化裂解、催化裂化、加氫等危險工藝。

3.2.2 主要事故風險

通過對危險源的識別，可將事故風險按照GB 6441—1986《企業職工傷亡事故分類》劃分為20類。化工園區顯著風險類別為火災、爆炸、中毒和窒息這三類[1]。

(1)火災。化工園區設備多樣，各種化工原料自身危險性大，容易出現火災事故。發生火災主要原因有溫度控制不當、物料流速控制不當、設備腐蝕、人員違章操作等。如裂解過程中裂解爐溫度過高，油品大量氣化，爐內壓力劇增，氣相管線不能及時排出，爐內大量物料沖出，物料與設備摩擦，產生靜電引發火災。火災引發除了常見的易燃易爆性物質外，還有自身帶有一定自燃性、腐蝕性的化學物質，如煉油加氫工序，氫氣使鋼構建設備應力變脆，引發物料泄漏。化工定量風險評價過程中，最常見的火災為池火災和噴射火火災。

(2)爆炸。化工園區爆炸主要為容器爆炸、鍋爐爆炸和其他爆炸。其他爆炸主要指爆炸品和液化烴、易燃氣體引發的。園區內常見的壓力容器包括反應釜、塔類設備、罐類設備等；鍋爐爆炸主要為生產系統提供的熱源的各類鍋爐引發；其他爆炸中，液化烴表現為沸騰液體蒸氣云爆炸，易燃氣體表現為蒸氣云爆炸，爆炸品表現為凝聚相爆炸，常見爆炸品為硝酸銨。

(3)中毒和窒息。化工園區內普遍存在有煤氣、一氧化碳、硫化氫、氨氣、氯氣等有毒氣體。這些氣體在生產使用過程中，容易發生泄漏，引發人員中毒事故。中毒事故的區域定量模擬主要為有毒有害氣體泄漏模擬擴散，事故影響的范圍主要與泄漏孔徑、泄漏速率和自然條件息息相關。往往在模擬化毒性氣體擴散過程中，事故擴散范圍可高達幾千米。

3.3 風險評價

風險評價需明確周邊存在的主要防護類別，如是否含高敏感區域、重要目標防護、一般防護目標等設施及場所。各類防護設施判定需要依據GB 36894—2018《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》來確定。在判定過程中，容易將加油站、營業網點等場所忽略。

3.3.1 個人風險

風險基準的選定主要包括個人風險和社會風險。對于已建成的化工園區，個人風險更加關注于某個“點”的風險決策，需選擇在役的化工企業的個人風險標準，根據防護目標的不同，風險基準值而不同。要注意的是，個人風險主要用于指在固定時間范圍內，個體死亡的概率值大小。在化工園區，各種危險性因素的存在，促使火災爆炸、中毒窒息等情況時有發生，一旦發生將會在區域范圍內造成的危害、個體死亡概率，即為個人風險評價。在區域定量中，確定個人風險值后，根據區域定量模擬，可以得出個人風險等值線，判定風險結果。

3.3.2 社會風險

社會風險評價與個人風險評價相對，主要用于指在固定時間內，區域范圍內的死亡人數多少，通常可以直接運用社會風險曲線進行明確表示。社會風險更加關注于“面”，是一種和環境區域人口密度保持緊密關聯的危險活動量度方式。區域定量模擬，根據各事故會得到一個總體的社會風險曲線值，核實整體風險事故在可接受范圍。對于不能接受的，需完善有關削減措施。

3.4 后果分析

事故后果分析一般可以按照預計死亡人數、預計財產損失展開全面研究。一是當對可能造成死亡人數展開評價工作，一般可以將化工園區合理劃分為不同的網格區，明確不同網格間人員數量分布，以此為依據開展區域模擬計算，并運用各種概率函數，得出死亡概率，并將其與人口數量相乘，獲取死亡人數。二是當對可能造成的財產損失進行分析，明確財產損失半徑的所包含區域。整個工作通過應用定量風險評價軟件展開研究。當完成整體的事故后果模擬評價后，可以獲取得到園區不同的風險曲線值，標定出個人風險不同風險曲線，得出危險性更大的企業，可作為重點監管對象，嚴格多種安全防護措施。在化工園區的各個企業，可以通過自動化技術和應急協助，降低風險因素，預防事故發生[2]。

4 發展展望

現階段，化工園區區域定量風險評價模式逐步普遍性，但依舊存在理論認知不足、難以在宏觀政策層面和實踐應用相結合、缺乏對危險事故科學認知和綜合考量的問題。另外還缺乏相對專業化的理論指導和技術規范，也促使開展工作的局限性。現階段主要運用的風險評價方式是概率風險評價。在危險事故發生之前，需展開系統性的研究和分析，從而在源頭處將風險性因素降到最低，全面防范風險事故。在區域定量風險評價過程中，需考慮園區不同裝置之間的多米諾效應，以便得到事故發生影響范圍的最大可能。在此情況下，今后應當不斷加強定量風險評價方法研究，明確不同危險事故類別。并加強事故防范和應急預案，促使風險評價結果和化工園區風險保持一致性和真實性，進而準確的研判風險和預警風險。

5 結語

綜上所述，對化工園區區域定量風險評價模式展開研究具有至關重要的意義。為了更好實現區域環境風險評價，應不斷深化風險評價模式研究，結合實際情況和產業布局，在實踐中改進評價方法，全面預防危險事故，切實推動風險防范工作。