VOCs治理中的十大安全風險及八條風險管控建議
近些年來，我國不斷加強大氣環(huán)境治理工作，采取一系列措施減少VOCs排放。VOCs是一種或多種可揮發(fā)性大氣污染物的總稱，包括烷類、芳烴類、酯類、醛類等，存在于涉及石油化工物料的各類設備中。對化工企業(yè)而言，尾氣治理的重點工作就是VOCs治理。
化工及相關領域常見的VOCs治理方式 變更物料。采用含有低揮發(fā)性有機物的物料代替含有較高揮發(fā)性有機物的物料。 2 變更工藝。開發(fā)生產(chǎn)工序少的工藝代替生產(chǎn)過程復雜的生產(chǎn)工藝，減少工藝環(huán)節(jié)中尾氣的逸出。 3 減少無組織排放。加強含VOCs物料全方位、全鏈條、全環(huán)節(jié)密閉管理，儲罐、反應器高效密封，實行封閉式操作；生產(chǎn)車間實行密閉管理，減少廢氣外逸。 4 減少泄漏。做好泵、管道等設備設施的維護保養(yǎng)工作，盡可能減少物料在輸送過程中的泄漏。 5 底部裝車。油品充裝采用底部裝車方式，對裝油時產(chǎn)生的油氣進行密閉收集和回收。 6 集中治理。配套建設VOCs收集、治理設施，對生產(chǎn)系統(tǒng)排出的尾氣進行統(tǒng)一回收，集中處理，如采用蓄熱式燃燒（RTO）、催化燃燒（RCO）、直接燃燒（TO）、活性炭吸附脫附、低溫等離子等治理工藝。 在VOCs治理過程中，存在一些安全風險，如果不能準確識別，就可能引發(fā)安全事故。結合常用環(huán)保改造方式和現(xiàn)有事故分析，尾氣治理過程中可能存在的風險主要有以下10點。 企業(yè)變更物料，未按照變更管理要求開展風險分析。 2 油品儲罐實行密閉操作，可能造成罐頂呼吸閥不能正常工作，物料儲存過程中的安全風險加大。 3 含油污水池、污水處理系統(tǒng)實行封閉式管理，可能使可燃氣體積聚，易發(fā)生爆炸事故；生產(chǎn)車間密閉管理，可能會造成廠房內(nèi)通風不暢，使逸出的氣體出現(xiàn)積聚，易發(fā)生爆炸。 4 尾氣集中收集，可能會使不同尾氣相互發(fā)生反應或尾氣串入其他儲罐并與儲罐中的物料發(fā)生反應，帶來新的安全風險。 5 為控制油氣揮發(fā)，在運輸途中關閉槽罐車頂部呼吸閥與罐體間閥門，易造成槽罐內(nèi)壓力升高，在泄壓時容易發(fā)生物料泄漏。 6 增設環(huán)保治理設施，往往涉及動火作業(yè)等特殊作業(yè)，如果特殊作業(yè)管理與承包商管理不到位，容易引發(fā)火災爆炸事故。 7 增加油氣回收設施，容易導致與易燃易爆場所防火間距不足，進而增加安全風險。 8 尾氣治理改造中忽略了按規(guī)范要求選用防爆電氣設施，在爆炸危險區(qū)域選用非防爆電氣，存在電氣火花引發(fā)火災事故的風險。 9 新增 RTO未進行安全風險評估論證，對于廢氣成分復雜的，未進行HAZOP分析并采取相應的安全措施。 10 改造完成后，員工培訓不到位，試生產(chǎn)過程可能存在新的作業(yè)風險。 8條環(huán)保改造風險管控建議 為做好環(huán)保改造中的風險管控，建議采取以下管控措施： 全面準確識別尾氣回收和治理過程中存在的各種風險，把管控措施挺在前頭。 2 加強尾氣回收設施改造時的風險評估，確保風險可控的情況下，再經(jīng)正規(guī)設計，并加強改造施工作業(yè)管理。 3 編制回收設施投用時的試生產(chǎn)方案，科學組織試生產(chǎn)工作。 4 對不同尾氣混合集中收集時，應對各種尾氣間的相互影響開展風險分析，弄清尾氣的危險特性。對尾氣的組分，危險性、爆炸極限、閃點、燃點等進行檢定和檢測，全面掌握尾氣的安全風險，避免發(fā)生反應。 5 在密閉廠房內(nèi)，應采用集氣罩、氣相軟管等設施，回收無組織排放的氣體，同時保持良好的通風，減少揮發(fā)物局部積聚現(xiàn)象。 6 對RTO的點火裝置與收集風機、混合氣體緊急排空裝置進行科學聯(lián)鎖保護，一旦出現(xiàn)點火故障、混合氣體燃燒濃度不夠等情況，應當聯(lián)鎖切斷風機、止回閥門，同時排空系統(tǒng)內(nèi)的爆炸性混合氣體。 7 對廢（尾）氣管道的防回燃（火）設施進行檢查和優(yōu)化，特別是對于車間間、區(qū)域間、管道與RTO連接處等區(qū)域部位，應當組織專家對設置止回、防火、防爆等安全裝置的安全風險進行辨識和論證，在確保安全的前提下設置防止回燃（火）的單向止回、防火閥等。 8 油品儲存企業(yè)可結合實際采用氮封措施，避免油品直接和空氣接觸，減少VOCs逸出。 歷史上發(fā)生的典型環(huán)保改造及相關事故 近年來，發(fā)生了多起與環(huán)保改造相關的安全事故。 工藝尾氣改造方面 2017年12 月 9 日凌晨 2 時 20 分左右，連云港聚鑫生物科技有限公司發(fā)生爆炸，造成10人死亡。事故直接原因是尾氣處理系統(tǒng)的氮氧化物（夾帶硫酸）串入1#保溫釜，與釜內(nèi)物料發(fā)生化學反應，在緊急卸壓放空時，遇靜電火花燃燒。隨著釜內(nèi)壓力驟升，物料大量噴出,遇燃燒火源發(fā)生爆炸。事故發(fā)生前，該企業(yè)對四車間脫水釜、保溫釜、高位槽的直排尾氣進行了改造。不過，原本應采用碳鋼管道的尾氣管道，企業(yè)使用了PP塑料管道。運行中，企業(yè)又擅自將改造后的尾氣處理系統(tǒng)與原有的氯化水洗尾氣處理系統(tǒng)連通，中間僅設置了一個管道隔膜閥，原本兩個獨立的尾氣處理系統(tǒng)實際串連成一個系統(tǒng)。這為事故的發(fā)生埋下了隱患。 政府在對該事故的通報中特別強調(diào)，要切實加強環(huán)保尾氣系統(tǒng)改建項目的安全風險評估。環(huán)保部門要研究出臺新建、改建環(huán)保尾氣系統(tǒng)安全風險評估管理辦法。嚴防環(huán)保隱患轉(zhuǎn)化成安全生產(chǎn)隱患，導致生產(chǎn)安全事故發(fā)生。 2016年4月1日，大名縣福泰生物科技有限公司發(fā)生一起硫化氫中毒事故，造成3人死亡，同樣是與工藝尾氣改造相關。該企業(yè)廢水池廢氣與裝置廢氣共用吸收塔，工藝設計不合理，埋下事故隱患。當企業(yè)在排放試生產(chǎn)產(chǎn)生的硫化鈉廢水時，未開啟尾氣吸收塔，導致含有硫化鈉的堿性廢水與廢水池中存有的酸性廢水反應釋放出硫化氫氣體。硫化氫經(jīng)廢氣總管回串至車間抽濾槽并逸散，致使在附近作業(yè)的1名人員中毒；施救人員盲目施救，導致事故后果擴大。 儲罐尾氣改造方面 2019年4月3日20時40分左右，江蘇中丹化工技術有限公司污水處理車間1號廢水罐頂部起火，燒毀了1號廢水罐與2號廢水罐之間連接管上的塑料閥門。起火約3分鐘后，2號鋼質(zhì)廢水罐發(fā)生燃爆。根據(jù)事故分析，該企業(yè)環(huán)保設施安全管理存在缺失，對廢水中含有少量雷尼鎳顆?？赡鼙┞对诳諝庵邪l(fā)生自燃、廢水中低濃度甲苯在密閉容器中揮發(fā)可能達爆炸極限的安全風險，企業(yè)未進行辨識分析，也未采取有效的安全防范措施。 廢水池加蓋方面 2019年10月11日，安康市恒翔生物化工有限公司污水處理廠，1名女工在復產(chǎn)檢查時跌落污水池，另外5人在施救過程中相繼墜池，施救中造成事故擴大，造成6人中毒窒息死亡。這是典型的污水池加棚蓋密閉后，形成受限空間，因企業(yè)停工期間停用了排氣扇，致使污水池棚蓋積聚有害氣體。
蓄熱式焚燒爐（RTO）方面
2020年8月19日中午，浙江某開發(fā)區(qū)一企業(yè)廢（尾）氣管道發(fā)生爆裂。 2015年3月8日9時43分和3月27日3時20分，江蘇某化工企業(yè)RTO凈化系統(tǒng)連續(xù)兩次發(fā)生爆炸。事故雖沒有造成人員傷亡，但聚合物多元醇車間引風機損壞，現(xiàn)場儀表燒毀，RTO部分裝置損毀嚴重，直接經(jīng)濟損失達100余萬元。 寧波石化經(jīng)濟開發(fā)區(qū)某企業(yè)RTO裝置曾因有機廢氣排放濃度短時間超高（超過設計上線），燃燒室溫度急速上升、高溫尾氣與高濃度有機氣體混合，導致RTO排放口發(fā)生爆炸。 煤改氣方面 2017年12月19日，山東日科化學股份有限公司干燥一車間低溫等離子環(huán)保除味設備發(fā)生一起火災事故，造成7人死亡。事故直接原因是干燥一車間對未通過驗收的燃氣熱風爐進行手動點火（聯(lián)鎖未投用），導致天然氣通過燃氣熱風爐串入干燥系統(tǒng)內(nèi)，與系統(tǒng)內(nèi)空氣形成爆炸性混合氣體，遇到電火花發(fā)生爆燃，并引燃其他可燃物料，發(fā)生火災事故。 事故發(fā)生前，日科化學公司在進入干燥塔的熱風管道上增加了一套天然氣直接燃燒加熱系統(tǒng)，將燃燒后的天然氣尾氣及其空氣混合物作為干燥介質(zhì)。當班班長在控制室啟動天然氣加熱系統(tǒng)的瞬間，天然氣通過新增設的直接燃燒加熱系統(tǒng)串入了干燥系統(tǒng)，并與干燥系統(tǒng)內(nèi)空氣形成爆炸性混合氣體，遇點火源引發(fā)爆燃。 該起事故暴露出企業(yè)安全風險意識差，對“煤改氣”產(chǎn)生的安全風險辨識不足，變更管理缺失，新增的天然氣加熱系統(tǒng)未經(jīng)正規(guī)設計，沒有操作規(guī)程，有關管理及操作人員專業(yè)素質(zhì)不滿足安全生產(chǎn)要求等問題。 環(huán)保改造施工方面 近年來，環(huán)保改造施工過程中發(fā)生的事故也很多。譬如，2014年5月2日15時09分許，廣元市天森煤化有限公司生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)隔油沉淀池蓋板上方，工人進行水泵管道焊接安裝動火作業(yè)時發(fā)生爆炸，造成3人死亡，事故直接經(jīng)濟損失260萬余元。根據(jù)事故分析，該企業(yè)改變事故池用途，將部分事故水池改建成3口隔油沉淀池，并將隔油沉淀池上部用水泥預制板進行封閉，導致含油污水中揮發(fā)氣體不能及時排出，在隔油沉淀池內(nèi)形成爆炸性危險源。加之工人違章冒險操作，在未取得動火作業(yè)許可和采取必要安全措施的情況下，使用電弧焊焊接管道，產(chǎn)生的火花引燃爆炸性混合物。這是一起典型的發(fā)生在廢水池加蓋過程的安全事故。 2017年6月19日，格爾木市青海鹽湖工業(yè)股份（集團）有限公司化工分公司根據(jù)環(huán)保要求開展回收炭黑水改造，改造過程中儲槽發(fā)生閃爆，造成4人死亡。 2018年1月24日11時20分， 吐魯番市恒澤煤化有限公司18萬噸焦油加工環(huán)保改造項目發(fā)生閃爆事故，造成3人死亡，直接經(jīng)濟損失532.16萬元。 2018年2月3日上午10時51分，臨沂市金山化工有限公司發(fā)生爆燃事故，造成5人死亡。根據(jù)事故分析，該企業(yè)裝置尾氣管線改造過程中使用塑料焊槍時，引燃尾氣管線中四甲基硅烷、氯甲基三甲基硅烷等可燃性氣體，回火引爆分離釜內(nèi)物料。