危險化學品重大危險源辨識探討

覃娟(北京石油化工工程有限公司西安分公司，陜西 西安 710075)

0 引言

化工生產中涉及的化學品種類繁多，且大多數屬于危險化學品。危險化學品重大危險源是“兩重點一重大”的主要內容之一。因此，合理地辨識危險化學品重大危險源，有利于設計單位更好地指導與安全相關的工程設計，有利于化工企業制定化工過程風險管理制度，加強危險化學品的安全管理和危險化學品重大危險源的安全監督管理，防止和減少危險化學品事故的發生，保障人民群眾生命財產安全，保護環境。

1 相關名詞、術語釋義

1.1 危險化學品

《危險化學品安全管理條例》第一章第三條及GB 18218—2018《危險化學品重大危險源辨識》第3.1條均對危險化學品進行了定義：具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質，對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品[1-2]。

1.2 危險化學品重大危險源

危險化學品重大危險源(以下簡稱“重大危險源”)：長期地或臨時地生產、儲存、使用和經營危險化學品，且危險化學品的數量等于或超過臨界量的單元[2]。

1.3 單元

涉及危險化學品的生產、儲存裝置、設施或場所，包括生產單元和儲存單元。生產單元：危險化學品的生產、加工及使用等的裝置及設施，當裝置及設施之間有切斷閥時，以切斷閥作為分隔界限劃分為獨立的單元[2]。儲存單元：用于儲存危險化學品的儲罐或倉庫組成的相對獨立的區域，儲罐區以罐區防火堤為界限劃分為獨立的單元，倉庫以獨立庫房(獨立建筑物)為界限劃分為獨立的單元[2]。

1.4 臨界量

某種或某類危險化學品構成重大危險源所規定的最小數量[2]。

2 某煤化工項目基本情況

該煤化工項目主要包括卸儲煤裝置、甲醇聯合中心、乙醇裝置、動力站、空分裝置、成品罐區等。本文主要針對甲醇聯合中心進行重大危險源辨識。甲醇聯合中心包括氣化裝置、變換裝置、凈化裝置、氣分裝置、甲醇裝置(包括工藝裝置及甲醇中間罐區)、硫磺裝置(包括工藝裝置及硫磺倉庫)。根據《危險化學品目錄(2015版)》，甲醇聯合中心涉及的主要危險化學品有合成氣 (CO、CO2、H2、CH4、H2S、NH3)、NaOH、SO2、氮氣、氧氣、甲醇、丙烯、硫磺等。

3 相關標準規范

GB 18218—2018規定，危險化學品根據其危險特性及其數量進行重大危險源辨識，重大危險源分為生產單元重大危險源和儲存單元重大危險源。為了更好地理解和掌握GB 18218—2018相關內容，本文就危險化學品的界定、單元劃分、危險化學品實際存在量等問題進行了探討。

3.1 危險化學品的界定

屬于重大危險源辨識范圍內的危險化學品詳見GB 18218—2018的表1及表2。在該標準中，表1列舉了85種危險化學品及其臨界量，表2對未在表1中列舉的危險化學品及其臨界量按其危險性類別，進行了相應的補充。在進行重大危險源辨識之前，還需注意以下兩點：(1)表2中，屬于類別2 和類別3的易燃液體的臨界量跟其具體工況有關，需結合其工作溫度及操作壓力進行危險化學品類別的辨識；(2)表2涉及的危險化學品類別可結合《危險化學品目錄(2015版)》及GB 30000—2013《化學品分類和標簽規范》進行辨識。

3.2 單元劃分

根據定義，獨立的生產單元以裝置及設施之間的切斷閥作為分隔界限。在實際工程設計中，如果機械地根據定義進行生產單元的劃分，而忽略了幾個生產裝置之間的關聯度，則有可能減小了生產單元的重大危險源數量或降低了其重大危險源級別，導致在實際的工程設計中，相關的危險化學品重大危險源安全監督管理要求有所降低，在某一生產裝置發生事故時，有可能導致較大的連鎖反應，從而導致更大的生產事故的發生。基于此，建議將關聯度較緊密的生產裝置作為一套聯合裝置進行重大危險源辨識與分級。

生產裝置中間罐組，當其與周邊裝置、設施之間的防火間距滿足相關標準規范的要求時，可認為中間罐組的防火間距設計安全合理，結合其內部的防火設計，可有效防止和減少化工項目的火災危害，保護人身和財產安全。此種情況，建議將生產裝置中間罐組按照儲存單元進行重大危險源辨識與分級。

3.3 危險化學品實際存在量

相關研究表明，生產單元部分設備設施(如：換熱器、冷凝器、再沸器、壓縮機、機泵、過濾器、物料管線等)危險化學品存量較小，其內危險化學品存量約為本單元主要設備存量的10%～15%。開展辨識時只需對存量大的主要設備(如：塔器、回流罐、反應器、緩沖罐、分離罐等)進行定量計算，將主要設備危險化學品存量再乘以1.10～1.15倍數，可得出生產單元內危險化學品的實際存在量(臨界量小于5 t的除外)。

4 重大危險源辨識

4.1 危險化學品實際存在量

由以上分析可知，本文提到的煤化工項目的甲醇聯合中心(以下簡稱“甲醇聯合中心”)，屬于重大危險源辨識范圍內的危險化學品有合成氣 (CO、CO2、H2、CH4、H2S、NH3)、SO2、氧氣、甲醇、丙烯。

甲醇聯合中心各裝置的危險化學品實際存在量如表1所示。

表1 甲醇液體混合物的急性毒性計算

4.2 重大危險源辨識與分級

4.2.1 重大危險源辨識

屬于重大危險源辨識范圍內的危險化學品的實際存在量超過其臨界量，包括以下兩種情況：

(1)單元內的危險化學品為單一品種時，其實際存在量達到或超過其對應的臨界量；

(2)單元內存在多種危險化學品，按下式計算，若滿足S＞1，則判定為重大危險源：

式中：S為辨識指標；q1、q2…qn為存在量 (t)；Q1、Q2…Qn為臨界量(t)。

甲醇聯合中心各裝置的合成氣(包括粗合成氣、變換氣、非變換氣、酸性氣)，其流體種類繁多，僅凈化裝置就多達150種，而屬于重大危險源辨識范圍內的危險化學品組分濃度千差萬別，在此基礎上，需要進行定量計算的設備及管線更是數量龐大，導致定量計算工作很難開展。選取代表性物質進行定量計算，顯得尤為重要。各合成氣的屬于重大危險源辨識范圍內的危險化學品組分主要為CO、H2；有些合成氣的CO、H2組分較少，H2S或NH3組分比較多，但從整體裝置分析，當代表性物質選取合理時，定量計算結果比較合理，可對重大危險源辨識結果起到很好的支撐作用。根據以往項目經驗，經過相關研究分析，選擇煤氣(CO、CO和H2、CH4的混合物等)作為代表性物質進行定量計算，比較合理可行。由以上分析可知，氣化裝置、變換裝置、凈化裝置、氣分裝置、甲醇裝置(不包括甲醇中間罐區)、硫磺裝置的關聯度較緊密，作為一套聯合裝置(甲醇聯合中心)進行重大危險源辨識。甲醇裝置中的甲醇中間罐區，其與周邊裝置、設施之間的防火間距滿足相關標準規范的要求，將其按照儲存單元進行重大危險源辨識。

4.2.2 重大危險源分級

(1)分級依據。依據GB 18218—2018的規定進行分級。

(2)危險化學品重大危險源分級的計算方法

依據GB 18218—2018，合成氣、丙烯、甲醇的危險化學品校正系數β分別為2、1.5、1。由于本項目處于園區內，周邊500 m范圍內常住人口少于30人，故暴露人員校正系數α為1。

4.3 重大危險源辨識與分級結果

各單元的重大危險源辨識與分級結果如表2所示。

表2 各單元重大危險源分級結果

5 結論與建議

(1)本文討論的某煤化工項目的各裝置的關聯度較緊密，作為一套聯合裝置(甲醇聯合中心)進行重大危險源辨識與分級。甲醇裝置中的甲醇中間罐區，其與周邊裝置、設施之間的防火間距滿足相關標準規范的要求，將其按照儲存單元進行重大危險源辨識與分級。可得出較為合理的結論：經過合理辨識，甲醇聯合中心(生產單元)、甲醇中間罐區(儲存單元)均構成重大危險源；經過綜合分級，甲醇聯合中心(生產單元)構成三級重大危險源，甲醇中間罐區(儲存單元)構成四級重大危險源。基于此，甲醇聯合中心(生產單元)與甲醇中間罐區(儲存單元)可根據《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》進一步落實其相關設計的合理性。

(2)根據GB 18218—2018，結合相關法律、法規、規章及規范性文件，標準、規范，經過綜合分析，建議較全面地分析和理解危險化學品的界定、單元劃分、危險化學品實際存在量等問題，以便更好地進行危險化學品重大危險源的辨識與分級。

(3)當危險化學品混合物情況很復雜時，建議合理地選定代表性物質，使定量計算結果和重大危險源辨識與分級結果更加有理有據，合情合理。