甲醇储罐小孔泄漏事故情景分析

王雅茹

（平凉市环境应急管理中心，甘肃 平凉744000）

1 概述

化工企业的产品储罐往往是厂内最主要的环境风险源，现阶段，常因环境风险评估报告中缺乏对环境风险范围的确定，应急预案未根据事故大小详细给出科学合理的警界范围，导致在事故现场处置的过程中无法迅速锁定环境应急救援范围，也无法预判受影响范围内疏散人群的数量，给现场处置工作带来一定的困难和问题[1]。

西北某煤制甲醇生产企业年生产能力为60 万t，采用多元料浆气化专利技术、超优克劳斯硫回收技术等国内外先进的技术和装备，主产品为甲醇，副产品为硫磺、液氧、液氩等。公司甲醇成品罐区位于厂区内西北角，有3 座直径为44m 的26500m3内浮顶储罐，中间罐区设有2 个直径为21m 的粗甲醇罐，罐容5000m3，2 个直径为11.5m 的精甲醇罐，罐容1000m3。该企业所在地地面高程1270m，年平均风速为1.8m/s，年平均气温为8.5℃。甲醇具有引发火灾、爆炸、容器爆炸、中毒等危险特性，在生产、输配和储存的各个环节，都可能发生泄漏事故。罐区设有围堰，发生泄漏事故时，泄漏物料通过围堰截流，泄漏甲醇一般不会进入厂外环境或当地水体，可能导致厂区内工作人员中毒并造成区域大气环境污染，或遇明火发生火灾爆炸事故。根据《企业突发环境事件风险分级方法》（HJ 941－2018）判定企业突发大气环境事件风险等级为重大（Q3-M2-E2），企业突发水环境事件风险等级为较大（Q3-M2-E3），因此，企业突发环境事件风险等级确定为重大[2]。

2 源强计算

假定该甲醇储罐发生小孔泄漏，小孔孔径为l～50mm，使用EIAPro 2018 集成的风险源强模型软件（按照伯努利方程）计算直径为44m 的26500m3内浮顶储罐在发生泄漏事故的情况下的泄漏速率，计算结果如表1所示。

表1 甲醇储罐小孔泄漏物质速率数据

计算结果表明，在不同裂口面积下的甲醇液体泄漏速率为0.111～5.59kg/s。假定该泄漏事件可以在10min 内得到控制，则此时间范围的甲醇泄漏量为0.0666～3.354t。

根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169—2018），按照环境风险一级评价工作要求，选取最不利的气象条件及事故发生地的最常见气象条件分别进行后果预测[3]。甲醇储罐泄漏形成液池后的质量蒸发速率计算结果如表2所示。

表2 甲醇储罐泄漏形成液池后的质量蒸发速率

计算结果表明，在当地最常见气象条件下的液池质量蒸发速率大于技术导则要求的最不利气象条件下的液池质量蒸发速率，因此，甲醇储罐事故情景设置为在当地最常见气象条件下，甲醇储罐出现直径为50mm 的裂口，持续泄漏时间10min，甲醇液池质量蒸发量约为0.022～0.883t。

3 环境影响分析

3.1 地表水环境

经调查，甲醇储罐所在储罐区的围堰容积为23232m3，可接纳甲醇泄漏量为18353t，远大于该甲醇储罐小孔泄漏时的最大泄漏量。因此，当甲醇储罐小孔发生泄漏时，泄漏液体将全部收集于事故围堤内，不会对地面水环境造成影响，即该甲醇储罐小孔泄漏对地面水环境的影响距离为0。

3.2 地下水环境和土壤

由于该甲醇储罐在发生小孔泄漏时对地面水环境的影响距离最远至该甲醇储罐的围堤内，且该甲醇储罐所在储罐区的地面已进行地面硬化防渗处理，因此，当该甲醇储罐发生小孔泄漏时，不会对土壤环境和地下水环境造成影响，即该甲醇储罐小孔泄漏对地下水环境的影响距离为0，对土壤环境的影响距离为0。

3.3 大气环境

甲醇液体的挥发物是一种有毒的易燃易爆品，甲醇大气毒性终点浓度值1 为9400mg/m3，大气毒性终点浓度值2 值为2700mg/m3。在当地最常见的气象条件下，对直径为50mm 的小孔泄漏形成液池的质量蒸发气团源强采用AFTOX 模型进行预测分析。各阈值的影响区域对应的位置如表3所示，下风向2m 高度处轴线浓度－距离关系曲线如图1所示。

表3 各阈值的影响区域对应的位置

图1 液池下风向2m 高度处轴线浓度－距离关系曲线图

预测结果表明，该甲醇储罐小孔泄漏因质量蒸发导致下风向2m 高度处的环境空气中，对人体致死的影响距离为0，对人体健康的影响距离为0～80m，90%的危害区长度为下风向170m，方位和宽度（度）为180±45°。

4 结语

通过对该企业甲醇储罐发生小孔泄漏时进行环境风险分析，可得到以下主要结论：

①直径为44m 的26500m3内浮顶甲醇储罐发生小孔泄漏时，10min 内的甲醇泄漏量为0.0666～3.354t，泄漏甲醇形成液池后的蒸发量为0.022～0.883t。

②在裂口面积不同的条件下，甲醇储罐小孔发生泄漏时，对地面水环境、地下水环境、土壤环境、人体致死的影响距离均为0，对人体健康的影响距离为0～80m，90%危害区长度为下风向170m，方位和宽度（度）为180±45°。

③在甲醇储罐小孔泄漏环境应急现场处置时，在未发生火灾或爆炸时建议警界范围为170m，进入事故影响范围内的处置人员应佩戴呼吸防护器。