关于石油化工企业事故池容积的探讨

关于石油化工企业事故池容积的探讨

周丹 向启贵 唐春凌 徐华 罗小兰

中国石油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院

（四川成都双流县华阳输气大厦安研院 610213）

摘要：阐述了石油化工企业事故污水的产生、特点和收集方法。结合工程实例，对既要满足事故状态下对各种事故污水的收集又要体现经济合理性的事故池容积设置方法进行了探讨。

关键词：事故污水 事故池 容积 设置方法

Abstract：This paper described generation, characteristics and collection methods of petrochemical enterprises emergency wastewater. By combining the engineering examples，It was discussed the design of emergency pool volume what not only to meet a variety of accidents under accident conditions of emergency wastewater collection and also reflects the economic rationality.

Keywords： emergency wastewater；emergency pool；volume；design

1、前言

石油化工企业是以石油或天然气为主要原料，通过不同的生产工艺过程、加工方法，生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。6石油化工企业在生产过程中常涉及到有毒有害等物质，【】

当发生火灾、爆炸、物料泄漏等事故时将会对环境造成了较大的负面影响，尤其是地表水环境【6】。地表水环境风险应急设施是有效消除或降低石油化工企业的地表水环境风险的基础，主要包括装置区围堰、罐区防火堤、事故污水收集池以及相关辅助设施，在石油化工企业发生事故时及时截流并暂存事故污水，杜绝地表水环境污染。本文主要对储存事故污水的事故池容积的设置进行探讨。

2、事故污水组成

石油化工企业在事故状态下产生的事故污水包括可能外溢的事故废液、消防废水、事故期间雨水。

（1）事故废液

主要为石油化工企业在事故状态下可能外溢的危险化学溶剂等有毒有害物质及露天工艺管道事故排放的废水。

（2）消防废水

由于事故时消防用水均与其他泄漏的有机化学溶剂及各类污水混为一体，消防用水将被严重污染，如直接外排，将会对环境造成污染，故该类消防废水必须进行收集和有效处置。

（3）事故期间雨水

由于发生事故的偶然性、不可预测性，发生事故时有可能正处于降雨阶段，故该期间内关键生产装置、危险化学品罐区等地方的雨水将受到污染。这部分雨水如直接外排将会对环境造成污染，故必须进行收集和有效处置。

3、事故污水的收集

石油化工企业地表水环境风险防范措施的一个重要组成部分为事故污水收集池，简称事故池。事故污水的收集主要是通过设置于厂区内的生产污水收集系统和雨水收集系统等进行收集，并通过排水切换设施，将事故状态下的事故废液、消防废水和事故期间雨水等事故污水收集至事故池中。

4、事故池容积的计算

根据《水体污染防控紧急措施设计导则》1【】【3】，事故储存设施的总有效容积计算公式如下：

V总V1V2V3maxV4V5 （式1）

式中：

V1——收集系统范围内发生事故的1个罐组或1套装置的物料量，储存相同物料的罐组按1个最大储罐计，装置物料量按存留最大物料量的1台反应器或中间储罐计；

V2——发生事故的储罐或装置的消防水量，单位为m3，V2Q消t消；Q消为发生事故的储罐或装置的同时使用的消防设施给水流量，单位为m3/h；t消为消防设施对应的设计消防历时，单位为h； V3——发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量，单位为m3；V1V2V3max为对收集系统范围内不同罐组或装置分别计算V1V2V3max，取其中最大值；

V4——发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量，单位为m3；

V5——发生事故时可能进入该收集系统的降雨量，单位为m3；V510qF；q为降雨强度，按平均日降雨量计，单位为mm； qqn/n，qn为年平均降雨量，单位为mm，n为年平均降雨日数； F——必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积，单位为hm2或ha。

5、实例

四川省达州市宣汉县某天然气处理厂日处理天然气900×104m3/d，含三套天然气处理主体装置。该厂设置有一个事故污水池。该天然气处理厂的厂区面积为28.5ha，装置区面积为3.24ha。根据《宣汉县志》可查得宣汉县年平均降水量为1213.5mm，年平均降雨日数为143天。

（1）事故池设计容积计算

根据本文式1进行计算，各计算参数的计算过程及结果如下：

表1 天然气厂事故池容积计算表（单位：m3）

各计算参数的计算过程如下：

①V1：一套天然气处理装置内可能泄漏的物料量，根据该厂设计文件提供的各种物料的密度、流率、平均分子量和摩尔分率等基础参数计算其总和。

②V2：根据《石油天然气工程设计防火规范》2（GB50183-2004），生产规模大于或等于100×104m3/d【】

的天然气净化厂、天然气处理厂和生产规模大于或等于400×104m3/d的天然气脱硫站、脱水站定为三级站场。石油天然气生产装置区的消防用水量应根据油气、站场设计规模、火灾危险类别及固定消防设施的设置情况等综合考虑确定，但不应小于表8.6.1的规定。表8.6.1中规定，三级场站的消防用水量为45L/s。该消防设施对应的设计消防历时按3h计算。

③V3：本实例取0。

④V4：根据该厂的设计文件确定，包括该厂工艺装置中的酸水、污水、贫液和半贫液的总和，为700m3。

⑤V5：根据该厂的雨水排放系统图可知雨水汇水面积为该的厂厂区面积（28.5ha）。

由表1的计算结果可看出，该天然气处理厂的事故污水池设计有效容积为3685m3。

（2）事故池设计改良措施及计算

事故池土建投资以800元/m3计算，则根据表1的计算结果，该天然气处理厂事故污水池土建总投资为294.8万元。如何使事故池的容积既要满足事故状态下对各种事故污水的收集又要体现其经济合理？由上述计算过程可看出，影响计算结果的主要因子为必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积。因此笔者提出以下改良措施：在该天然气处理厂厂区装置区周边设置围堰（高约20cm），并开挖截流沟，截流沟与厂区雨水沟相交处设置截流阀，可将进入装置区的初期雨水与进入厂区其他部分的初期雨水分开。当发生事故时，将装置区的初期雨水经截流沟收集后通过厂区事故排水收集系统排入事故池暂存，不外排；厂区其他部分的初期雨水由于未与事故废水相混合，可直接通过厂区雨水收集系统排出厂外。

在采取上述改良措施之后，进入事故废水收集系统的雨水汇水面积将大大减少。重新按本文式1进行计算，计算结果如下（其中F取该厂的装置区面积，为3.24ha）：

表2 采取措施后的天然气厂事故池容积计算表（单位：m3）

由表2的计算结果可看出，该天然气处理厂的设计有效容积从3685m3降至1541m3，其土建投资降低171.52万元（事故池土建投资以800元/m3计算），大大降低了工程投资。

（3）结论

由表2计算结果可知，该天然气处理厂的设计有效容积为1541m3，考虑到事故期间雨水和消防污水产生量的不确定性，可留有一定的富余库容，则该厂的事故污水池设计容积可确定为2000m3。2000m3容积的事故池既满足该厂事故状态下对各种事故污水的收集又降低了工程投资。而根据该厂的最终设计文件可知，该厂的事故污水池设计容积为2000m3，证明上述改良措施具经济可行性。

6、存在的问题

目前石油化工企业事故池容积的计算还存在以下问题：

（1）事故期间雨水量的产生与降雨的降雨强度和历时有关，实际产生量可能远远大于设计规范中规定的计算用量。

（2）4由于消防废水只是在消防时产生，因而其水量与消防时实际用水量有关，而消防实际用水【】

量与火灾严重程度密切相关。当火灾处于初期或程度比较轻时，消防实际用水量就小，产生的消防污水也就少；当火灾程度比较严重时，消防实际用水量就大，产生的消防污水也就多；当火灾特别严重时，企业内消防设施不能满足消防要求，需要动用企业外部消防设施，此时产生的消防污水就更多【4】。

（3）当事故污水的实际产生量太大时，事故污水就会溢出事故池，流入雨水管道，污染事故发生地周围的地下水、地表水环境等。但是如果单纯的将事故池容积增大，势必又增加了土建投资。如何经济、合理的确定事故池的容积，还有待于进一步探讨。

7、建议

（1）5事故污水收集系统设计时可在各装置、罐区、泵区、软管交换站、装卸区等处设置切换阀【】

门及管路，将污水和初期雨水切换至污水系统，将后期雨水切换至雨水收集系统或清下水系统而减少事故期间产生的事故废水量，可有效降低事故池土建投资。 【5】，从

（2）发生事故时，还可利用企业现有的污水系统、清下水系统和厂区内的低洼地、水景池等设施对事故污水进行收集，但进入上述设施的事故污水最终必须送至污水处理系统，不可外排。

（3）5在设计事故污水收集系统时企业应积极主动地与化工园区或城市污水处理厂协调或签订协【】

议，由化工园区或城市污水处理厂接纳部分事故污水，以减轻企业负担【5】。

参考文献：

[1] 水体污染防控紧急措施设计导则（中国石化建标[2006]43）.中国计划出版社,2007.

[2] 石油天然气工程设计防火规范（GB50183-2004）.中国计划出版社,2008.

[3] 汪平等.关于环境风险评价中事故池容积的探讨.环境保护与循环经济，2008（10）34-35.

[4] 李超等.石油化工企业消防污水收集与处理初探.生产与环境,2007（08）22-23.

[5] 施洪昌.石油化工企业水污染防控应急措施设计探讨,工业用水与废水，2008（02）60-61.

[6] 李景红等.石化企业地表水环境风险应急设施的环境风险识别.环境科学与技术,2008（10）148-150.

作者简介：

周丹（1982—），女（汉族），重庆市万州人，硕士，于2007年毕业于四川大学水利水电工程学院，现 在中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院工作，主要从事环境影响评价工作等。 地址：成都华阳天研路218号（610213）

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