苯乙烯生产工艺中主要职业病危害风险分析

总第12期 风险管理 中国公共安全·学术版 3 , 20 0 8 , No . 0 1 R i s k M a n a g e m e n t Ch in a P ub l i c S e c ur i ty . A c a d e m y Edi t i on ·6 7· 苯乙烯生产工艺中 主要职业病危害风险分析 黄德寅1，刘茂2，薄亚莉1，陈会祥1 （1. 天津渤海化工集团公司；2.南开大学，天津 300071） 【摘 要】 对苯乙烯生产工艺过程存在的有毒物质职业暴露健康风险及急性中毒事故风险进行风险分析，是实现 建设项目风险管理的重要部分，是为了预防、控制和消除职业病危害，保护劳动者健康安全促进经济 发展的需要。有毒物质职业暴露健康风险采用风险矩阵为基础的定性及半定量的方法，在危害等级及 暴露等级的基础上评估风险等级；急性中毒事故风险运用定量方法，分析事故造成的人员伤害的范围、 程度及概率等。针对我国职业卫生的现状和需求，风险分析作为职业病危害预评价的方法是非常必要 的。根据风险评估的结果进行综合分析，可科学的对建设项目的职业病危害进行分类，并根据不同水 平的风险等级，决定相应风险的防控措施优先级，以采取有效的防护控制措施，指导企业进行风险管 理；通过风险分析推断职业病危害事故产生的后果及发生的概率，为应急救援管理提供理论依据，将 有利于建设项目全过程风险管理，提高应急救援的能力。通过实例应用也证明所采用方法的科学性、实 用性，可操作并易于推行。 【关键词】风险分析；职业病危害；风险等级；风险概率；风险管理 【中图分类号】 X937 【文献标识码】 A 【文章编号】 1672-2396 [2008] 12-0067-04 收稿日期：2008-02-25 作者简介：黄德寅（1962—），女，天津渤海化工集团公司劳动卫生研究所，研究方向是职业卫生与职业病控制。 副主任医师。 苯乙烯是生产工艺过程中存在苯、甲苯、乙苯、苯 乙烯、氢氧化钾、甲醇等多种有毒化学物质，从事苯乙 烯生产作业工人在正常生产的巡检、分析工采样、设 备停车检修等操作时可存在职业病危害因素的暴露； 且因工艺过程使用大量苯作为主要原料之一，存在事 故泄漏并发生急性苯中毒的可能。因此，在苯乙烯生 产工艺过程中既存在苯等有毒物质长期低水平职业暴 露情况下的健康风险，也存在突发急性中毒职业病危 害事故的风险。 我们在对某化工厂苯乙烯生产装置新建项目职业 病危害预评价工作中，根据建设项目职业病危害特点， 对其存在的有毒物质职业暴露健康风险和急性苯中毒 事故风险，采用风险矩阵为基础的定性及半定量的方 法并运用急性中毒事故定量风险方法进行了风险分析。 1 对象与方法 1.1对象 某化工厂进行新建苯乙烯装置工程，年产苯 乙烯50万吨。拟采用传统工艺乙苯催化脱氢生产苯乙 烯，即乙烯和过量的苯在烷基化催化剂作用下经烷基 化反应生成中间产品乙苯和极少量的多乙苯，并根据 巴杰尔的经典苯乙烯技术，乙苯在铁系氧化物等催化 剂作用下，在约600℃气相状态下脱氢生成苯乙烯。在 苯乙烯生产工艺过程主要产生和存在苯、苯乙烯、甲 苯、甲醇、乙苯、氢氧化钾等有毒物质；苯乙烯工艺使 用大量的苯作为原料，若苯输送管道等发生事故，可 造成苯大量泄漏，在事故状态下，一旦发生泄漏存在 接触大量苯蒸气的可能，极易造成人员苯急性中毒，甚 至死亡。 生产工艺在高度自动化控制系统控制下连续进行， 生产装置劳动定员56人。 中国公共安全·学术版 风险管理 总第12期 Ch in a P ub l i c S e c ur i ty . A c a d e m y Edi t i on R i s k M a n a g e m e n t 3 , 20 0 8 , No . 0 1 ·68· 1 有毒化学物质危害等级 1.2 方法 1.2.1风险矩阵半定量分析方法 采用风险矩阵半定量分析技术有毒物质职业暴露 健康风险评估。 主要程序：首先进行危害等级HR及暴露等级ER 的评价，然后通过公式计算风险水平[1][2]。将风险划分 为5个等级，即可忽略风险、低风险、中等风险、高风 险、极高风险。见风险级别矩阵图： 1.2.2苯急性中毒职业病危害事故的定量风险分析 本文主要以该建设项目苯乙烯装置建成投产后， 在苯乙烯生产工艺技术参数下的苯输送管道典型泄漏 等情况下对作业人员可能造成的急性苯中毒事故为例， 对急性苯中毒突发事故进行定量风险分析。主要从假 设事故场景苯急性中毒伤害范围、扩散的浓度分布及 急性中毒事故概率等方面进行定量分析与评价。 苯泄漏后初期形成重气云，实际上泄漏初期形成 的重气云在扩散过程中，随着空气的不断卷入，密度 越来越小，越来越接近于空气的密度，最终会转变为 非重气云。计算转变点与泄漏源的距离xf、Xv及转变 点处苯浓度Cf，重气云扩散到下风向距离处的危险物 质浓度x≤Xf时应用重气云扩散模型 [3]： ； x≥Xf时泄漏源下风向某点（x，y，z）在t时刻的苯 浓度应用高斯扩散模型[3]： 急性中毒事故概率主要采用事故泄漏概率和引起 苯急性中毒死亡的概率的耦合计算急性中毒事故风险概 率。急性中毒死亡的概率通过概率变量Y进行计算：概 率变量Y=A+Bln(cnt)；概率变量Y和概率（或百分数） P的关系用下面方程进行概率变量向百分数的转化： 2结果 2.1工作场所有毒物质职业暴露健康风险分析 2.1.1有毒化学物质危害等级 根据美国政府工业卫生学者协会（ACGIH）对化 学物质固有的毒性、致癌、致突变和致畸等特性，还根 据化学物质的急性毒性、刺激性、腐蚀性等将其可能 造成的危害程度分成不同的等级，并确定危害等级 HR，见表1。 2.1.2 有毒化学物质暴露等级 在工程分析、职业病危害因素识别分析和拟采取 职业病危害防护措施分析的基础上，依据理化性质、暴 露方式、接触时间、接触频率、防护措施等，结合国内 同类生产工艺职业暴露的相关资料，确定该建设项目 有毒化学物质的暴露等级，见表2。 *OT- Odour threshold气体的嗅阈（mg/m3）；E-根据类比资 料预测的平均每周工作时间的有毒物质暴露量（mg/m3） 2.1.3风险等级及评估 根据上述结果，该建设项目生产过程苯职业病危 害的风险在高风险水平。结合工程分析、职业病危害 风险级别矩阵图 表2有毒化学物质暴露等级 表3 有毒化学物质可致职业病危害的风险等级 总第12期 风险管理 中国公共安全·学术版 3 , 20 0 8 , No . 0 1 R i s k M a n a g e m e n t Ch in a P ub l i c S e c ur i ty . A c a d e m y Edi t i on ·6 9· 因素识别分析和拟采取职业病危害防护措施分析等内 容综合分析，苯属高毒物品，且用量较大，在拟采用工 艺设备等条件下类比资料显示工作场所短时间苯暴露 水平较高，职业卫生管理措施尤其是高毒作业操作规 程及高毒作业场所的管理措施存在缺陷。根据风险管 理理论，应立即采取切实可行有效的措施预防并控制， 以减少并控制这种风险，并通过对作业场所空气中苯 浓度进行日常监测、加强管理、加强健康监护等措施， 降低苯职业病危害风险水平。 氢氧化钾存在职业病危害的风险在中等风险水平， 可通过对作业工人加强职业卫生教育，让工人清楚认 知氢氧化钾的危害，完善洗眼器、淋洗器服务半径设 计，进行日常监测等措施，控制并减少其职业病危害 风险水平。 其他化学因素如乙苯、甲苯、苯乙烯、甲醇等造成 职业病危害的风险在低风险等级水平，对此也不能忽 略其造成职业病危害的可能，可通过进行定期监测、加 强管理以使其职业病危害处于低风险水平。 2.2突发苯急性中毒职业病危害事故风险评估 2.2.1苯泄漏事故扩散定量计算 假设发生苯泄漏事故时的气象条件：取风速为 4.6m/s，大气稳定度为D，年平均温度为12℃，气 压为大气压。 在苯输送管道破裂的事故状态下，假设裂口直径 为管道直径的20%，苯泄漏10min，估算泄漏量约为 Q=326.92 kg。计算结果见下表。 2.2.2苯泄漏扩散急性中毒危害区域计算结果 包括急性中毒伤害范围确定准则（即毒性评价指 标）和毒性物质扩散的浓度分布两个方面。苯的急性 毒性指标[4]按照《化学物质毒性全书》对人的急性毒性 危险浓度进行分析：浓度为61000mg/m3时，人持续 吸入5～10min致死；浓度为1600mg/m3时，人会发 生一般中毒症状，会留有后遗症。苯泄漏后扩散影响 区域浓度取职业接触限值PC－STEL10mg/m3进行分 析，定量计算结果见表5。 2.2.3苯泄漏的事故后果概率定量分析 根据生产组织和劳动定员，并依据该项目总平面 布置图，对苯泄漏扩散范围内的死亡人数和影响人数 进行估算，可以得到苯泄漏扩散事故后果表（未考虑 交接班时发生事故的特殊情况）。见表6。 3结论与讨论 3.1 职业暴露健康风险和急性中毒事故风险是职业 危害风险主要组成部分 职业危害风险可分为健康风险与事故风险两种， 尤其在大型石油化工等企业，既存在正常工况下的职 业暴露健康风险，也因其工艺特性存在突发泄漏的急 性中毒事故风险。健康风险所研究的职业危害是相对 缓慢的、隐匿的、长期的，影响程度不易度量。而职业 病危害急性事故风险通常是在危险化学品泄漏的情况 下发生的，事故的发生往往出乎人们的预料，常在意 想不到的时间、地点发生，并且在短时间内迅速出现 急性中毒甚至伤亡，产生严重后果。 本文针对苯乙烯生产工艺职业病危害的特点，对 生产工艺过程主要有毒物质职业暴露健康风险和突发 苯泄漏突发中毒事故风险采用不同的方法分别进行了 分析。风险分析的结果说明所采用的方法是可行的，其 结果也是合理的。 职业暴露健康风险主要根据有毒物质的潜在危害、 暴露人数、暴露频度、暴露时间、国内同类企业生产工 艺过程职业暴露的相关资料、职业病防护措施等，对 该建设项目主要职业病危害因素可致的职业暴露健康 风险进行了风险预测，经风险评估其职业病危害在高 风险等级；急性中毒突发事故的定量风险分析结果，通 过推断职业病危害事故产生的后果及发生的概率，在 扩散范围内的人员都会面临苯中毒的危险，特别是在 距离泄漏点很近的位置，由于泄漏出的苯浓度更高，可 能会造成威胁人员生命的伤害。 3.2 风险分析可以指导工厂风险管理 根据有毒物质职业暴露健康风险评估的结果进行 综合分析，可对建设项目的职业病危害进行分类。并 根据不同水平的风险等级，从工程技术措施、职业卫 生管理措施和操作规程、应急救援预案、健康监护策 略、职业卫生培训等方面确定优先风险控制技术与对 策，决定相应风险的防控措施优先级，以采取有效的 表4 苯泄漏扩散计算结果 表5 苯泄漏扩散急性中毒危害区域计算结果 表5 输送管道中苯泄漏事故后果概率 中国公共安全·学术版 风险管理 总第12期 Ch in a P ub l i c S e c ur i ty . A c a d e m y Edi t i on R i s k M a n a g e m e n t 3 , 20 0 8 , No . 0 1 ·70· 防护控制措施，指导企业进行风险管理。 急性中毒事故风险分析是对中毒事故出现的概率 及其后果进行预测及评价。事故风险概率包括泄漏事 故危害程度及急性中毒死亡概率，主要分析职业病危 害不确定性的问。通过风险分析确定出事故产生的 后果及发生的概率，并按照可接受风险水平采取必要 的防范与应急措施，使风险降低到风险可接受水平的 过程，将有利于化工厂生产全过程应急管理。 3.3 急性中毒事故的风险分析可以指导应急救援 有毒物质泄漏是工业生产过程一种常见事故，本 文利用定量风险分析方法，估测苯泄漏扩散的危害范 围和事故后果，从而为可能发生的事故进行充分的预 测预警，其扩散模型的计算结果可以从理论上指导应 急救援行动中警戒区域的确定；可以根据有毒气体的 扩散范围及后果确定现场控制和伤病员救治的； 还可以指导突发事故下的人员疏散与避难；有毒气体 急性中毒事故的定量分析结果可以指导应急预案的编 制，为企业制订应急救援预案提供科学依据；也可 以作为发生紧急情况时的应急救援行动、选择人员疏 散逃生路线的参考[5]。 3.4 风险分析作为职业病危害评价的方法是非常 必要的 应用风险分析方法与类比法及检查表法等传统评 价方法相比较，其突出的作用是可以给出较清晰的定 量或半定量的结果，其意义在于通过风险识别找出职 业病危害风险源，是对职业暴露健康风险及突发性事 故风险等级、概率、事故发生后果的预测和评价，以及 采取何种对策以便减少危害影响。 因此，风险分析属于职业危害风险评价体系中一 个重要组成部分，风险分析方法作为职业病危害评价 方法是非常必要的，在职业病危害评价中引入风险分 析方法不是增加另外一个评价体系，而是方法的增加 和提升，可以极大程度的提高整个职业病危害评价的 水平。 参考文献 [1] 黄德寅，管树立，陈会祥等.有毒物质职业暴露健康风险评估，中华劳动卫生职业病杂志，2007，25（8）：512. [2] A Semi-Quantitative Method to Assess Occupational Exposure to Harmful Chemicals, Ministry of Manpower Occupational Safety and Health Division Singapore. 2005. [3] 黄德寅，刘茂，王丽等.风险分析在急性中毒职业病危害事故预评价中的应用.中国工业医学杂志，2007，25（3）： 200-202. [4]夏元洵主编.《化学物质毒性全书》[M]. 上海科学技术文献出版社.1991. [5] 黄德寅，刘茂，管树立等.急性中毒职业病危害事故现场应急救援的研究.职业卫生与应急救援，2007，25（1）.