VOCs治理中潜在的安全风险及环保改造风险管控建议

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近年来，我国不断加强大气环境治理，采取了一系列措施减少VOCs排放。VOCs是一种或多种挥发性大气污染物的统称，包括烷烃、芳烃、酯类、醛类等，存在于各类涉及石油化工原料的设备中。对于化工企业来说，尾气治理的重点任务就是VOCs治理。

化工及相关领域常见VOCs控制方法

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（1）改变材料。使用挥发性有机化合物含量低的材料替代挥发性有机化合物含量高的材料。

（2）改变工艺流程。开发生产工序较少的工艺流程，替代复杂的生产工序，并减少工序中尾气的排放。

（3）减少无组织排放。加强对含VOCs物料全方位、全链条、全环节封闭管理，高效封闭储罐、反应釜，实行密闭操作；生产车间实行封闭式管理，减少废气泄漏。

（4）减少泄漏。维护泵、管道等设备设施，尽量减少物料运输过程中的泄漏。

底装：采用底装方式灌装油品，灌装过程中产生的油气采用密闭方式收集回收。

（5）集中处理。配套建设VOCs收集处理设施，对生产系统排放的废气进行统一回收和集中处理，如蓄热式热力燃烧（RTO）、催化燃烧（RCO）、直接燃烧（TO）、活性炭吸附脱附、低温等离子等处理工艺。

VOCs治理中潜在的安全风险

VOCs治理过程中存在一定的安全风险，如果不能准确识别，可能会发生安全事故。结合常用的环保改造方式及现有的事故分析，废气处理过程中可能存在的风险主要有以下10点。

（1）企业在物料变更时，未按照变更管理要求进行风险分析。

（2）石油储罐密闭操作，可能造成罐顶呼吸阀不能正常工作，增加物料储存期间的安全风险。

（3）含油废水池、污水处理系统封闭管理，可能造成可燃气体积聚，易引发爆炸事故；生产车间封闭管理，可能造成厂内通风不良，造成逸出气体积聚，易引发爆炸。

（4）废气集中收集，可能造成不同废气之间互相反应或者废气进入其他储罐与罐内物质发生反应，带来新的安全隐患。

（5）为了控制油气的挥发，运输过程中罐车顶部的呼吸阀及罐体之间的阀门均处于关闭状态，这样容易造成罐内压力升高，泄压时发生物料泄漏。

（6）增设环保设施往往涉及动火作业等特殊作业，若对特种作业及承包商的管理不到位，容易发生火灾、爆炸事故。

（7）增设油气回收设施，容易导致与易燃易爆场所的防火距离不够，从而增大安全风险。

（8）废气处理改造过程中，没有按照规范要求选用防爆电气设备，在爆炸危险区域使用非防爆电气设备，存在因电气火花引发火灾的隐患。

（9）新增RTO未进行安全风险评估，对成分复杂的废气未进行HAZOP分析或采取相应的安全措施。

（10）改造完成后，如果员工培训不到位，在试生产过程中可能存在新的操作风险。

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环保改造风险管理8条建议

为确保环保改造过程中的风险控制，建议采取以下控制措施：

（1）全面准确识别废气回收处理过程中的各类风险，把控制措施放在首位。

（2）在废气回收设施改造过程中加强风险评估，确保风险可控，再进行正规设计，并加强改造施工管理。

（3）回收设施投入使用时制定试生产计划，科学组织试生产工作。

（4）不同废气混合收集时，应进行各种废气之间相互影响的风险分析，明确废气的危险特性，对废气的成分、危险性、爆炸极限、闪点、燃点等进行验证和检测，充分了解废气的安全风险，避免发生反应。

（5）在密闭的厂房内，应采用集气罩、气相软管等设施，回收无组织排放的气体，同时保持良好的通风，减少挥发性物质的局部积聚。

（6）RTO的点火装置、收集风机、混合气紧急排风装置应科学联锁保护，一旦发生点火失败或混合气燃烧浓度不够，应联锁风机、止回阀，切断系统内爆炸性混合气，同时将爆炸性混合气排出。

（7）检查优化废（尾）气管道防回燃（火）设施，特别是车间、区域等区域以及管道与RTO连接处，应组织专家对加装止回、防火、防爆等安全装置的安全风险进行识别论证，在确保安全的前提下，加装单向止回、防火阀，防止回燃（火）。

（8）储油企业可根据实际情况采取氮封措施，防止油品与空气直接接触，减少VOCs排放。

历史上的环保改造及相关事故

工艺尾气改造

2017年12月9日凌晨2点20分左右，连云港市聚鑫生物科技有限公司发生爆炸事故，造成10人死亡。事故直接原因是尾气处理系统中的氮氧化物（含硫酸）与1#保温釜连接，在紧急降压放空时，与釜内物料发生化学反应并燃烧，由于釜内压力突然升高，大量物料喷出，遇到燃烧火源即发生爆炸。事故发生前，该公司对四车间脱水釜、保温釜、高位罐的直排烟气进行了改造，但该公司对本应为碳钢管的尾气管道采用了PP塑料管。运行过程中，该公司擅自将改造后的尾气处理系统与原有的氯化水洗涤尾气处理系统连接在一起，中间只用了一个管道隔膜阀，两套独立的尾气处理系统实际是串联成了一套系统。这为事故的发生埋下了隐患。

在事故通报中，政府特别强调要加强环保尾气系统改造项目安全风险评估，环保部门要研究出台新建、改建环保尾气系统安全风险评估管理办法，严防环境风险转化为生产安全风险，引发生产事故。

2016年4月1日，大名县福泰生物科技有限公司发生硫化氢中毒事故，造成3人死亡。此事也与工艺尾气改造有关，该企业废水池废气与装置废气共用同一吸收塔，工艺设计不合理，存在事故隐患。该企业排放试生产产生的硫化钠废水时，未开启尾气吸收塔，导致含有硫化钠的碱性废水与废水池中的酸性废水发生反应，释放出硫化氢气体。硫化氢通过排气总管回流到车间滤池并逸出，造成附近作业的一名人员中毒；救援人员盲目救援，导致事故后果扩大。

储罐尾气改造

2019年4月3日20时40分左右，江苏中丹化工科技有限公司污水处理车间1号废水罐顶部发生火灾，烧毁1号、2号废水罐连接管上的塑料阀门。火灾发生约3分钟后，2号钢制废水罐发生爆炸。事故分析认为，公司环保设施安全管理存在缺陷，公司对废水中少量雷尼镍颗粒暴露在空气中可能自燃、废水中低浓度甲苯在密闭容器内可能蒸发到爆炸极限等安全风险没有进行识别和分析，也没有采取有效的安全防护措施。

废水池盖

2019年10月11日，安康恒祥生化有限公司污水处理厂，一名女工在复产检查过程中坠入污水池，另有5名工人在救援过程中相继坠入池中，救援过程中事故升级，导致6人中毒窒息死亡。这是典型的污水池用雨棚封闭，形成密闭空间的案例，由于停工期间停用排风机，导致污水池盖上积聚了有害气体。

蓄热式热氧化器（RTO）

2020年8月19日中午，浙江某开发区某企业废（尾）气管道发生爆裂。

2015年3月8日9时43分、2015年3月27日3时20分，江苏某化工公司RTO净化系统连续两次发生爆炸，事故虽然未造成人员伤亡，但聚合物多元醇车间引风机损坏、现场仪表烧毁，部分RTO设备损坏严重，直接经济损失逾百万元。

宁波石化经济开发区某企业的RTO装置曾因短时间内有机废气排放浓度过高（超过设计上限），燃烧室温度迅速上升，高温废气中混杂高浓度有机气体，导致RTO排出口发生爆炸。

煤制气

2017年12月19日，山东瑞科化工有限公司干燥车间低温等离子环保除臭设备发生火灾事故，造成7人死亡。事故直接原因是干燥车间手动点火未通过验收（联锁未投入使用）的燃气热风炉，导致天然气通过燃气热风炉进入干燥系统，与系统内空气形成爆炸性混合气体，遇电火花爆燃，点燃其他可燃物，引发火灾事故。

事故发生前，瑞光化学公司在进入干燥塔的热风管道上增设了天然气直燃加热系统，以天然气尾气与其空气混合物作为干燥介质。当值长在调度室启动天然气加热系统的瞬间，天然气通过新安装的直燃加热系统进入干燥系统，与干燥系统中的空气形成爆炸性混合气体，遇火源引发爆燃。

事故暴露出该公司安全风险意识不强，对“煤改气”安全风险辨识不足，变更管理缺失，新的天然气供热系统设计不规范，无操作规程，相关管理和操作人员专业素质不符合安全生产要求。

环保整治工程

近年来，环保改造施工中发生多起事故，如广元市天森煤化工有限公司生产车间工人在分油沉淀池盖板上方焊接安装水泵管道时发生爆炸，造成3人死亡，直接经济损失260余万元。事故分析认为，该公司改变事故池用途，将事故池部分改建成3个分油沉淀池，并用水泥预制板封闭分油沉淀池上部，导致含油污水中的挥发性气体不能及时排出，分油沉淀池形成爆炸危险源。此外，工人违章冒险，未取得动火证、未采取必要的安全措施，采用电弧焊对管道进行焊接，产生的火花点燃了爆炸性混合物。这是一起典型的废水池加盖过程中发生的安全事故。

2017年6月19日，格尔木市青海盐湖工业有限公司化工分公司按环保要求进行炭黑水回收改造，改造过程中储罐发生闪爆事故，造成4人死亡。

2018年1月24日11时20分，吐鲁番恒泽煤化工有限公司18万吨焦油加工环保改造项目发生闪爆事故，造成3人死亡，直接经济损失532.16万元。

2018年2月3日上午10点51分，临沂金山化工有限公司发生爆炸，造成5人死亡。事故分析称，该公司在尾气管道改造过程中，使用塑料焊枪时，引燃了尾气管道内的四甲基硅烷、氯甲基三甲基硅烷等可燃气体，继而引发回火，导致分离釜物料爆炸。

安全提示

国务院督察组对蓄热式热力焚烧炉（RTO）给出8条安全提示

近日，南通市应急管理局发函：关于转发《蓄热式热力焚烧炉（RTO炉）安全要点》（通应急函[2020]13号），其中载有国务院督查组上报的8条RTO炉安全要点，要求相关企业认真贯彻落实。

蓄热式热力焚烧炉（RTO炉）安全注意事项

1、RT0炉的安全设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。对在用的RTO炉应进行安全风险评估与论证：对废气成分复杂的应进行HAZOP分析，采取相应的安全措施。

2、RTO炉通过设置缓冲罐、调节风量等预处理设施，严格控制RTO炉入口处的有机物浓度和流量，保证相对稳定、安全的运行。

3、RTO炉应采取有效措施，防止管道和RTO炉下腔产生结露、沉积现象。

4、RTO炉应通过强制通风措施满足最低通风要求，避免可燃物积聚、回火等。

5、RTO炉应配备PLC或DCS控制系统（可酌情设置安全仪表系统），对风机、阀门、燃烧器、炉膛、排烟管道等设备设施的关键参数进行实时监控和联锁，关键设备的安全仪表系统设计应不低于SIL2标准。

6、RTO炉现场电气仪表设备应严格按防爆等级设计，管道或炉内应加装防爆板；RTO炉应有短路保护及接地保护功能，废气管道选材时应注意防静电。

7、RTO炉应设有断电、断气后紧急关闭进气阀、排气阀的功能，防止烟囱效应造成蓄热层下部温度升高。