炼油企业催化裂化装置安全风险分析.docx

炼油企业催化裂化装置安全风险分析 摘 要： 将能量转移理论运用到催化裂化装置的事故风险分析方面。对存在的两类危险源进行辨识并阐明其内在联系。对两类危险源的评价方法进行归纳的基础上提出相应的科学防范措施。根据三E原则，分析提出催化车间风险管控措施。关键词： 能量转移理论；危险源辨识；三E原则；第一类危险源；第二类危险源0 引言石油炼制企业具有涉及危险化学品种类多、能量密集的典型特征。能量的不正常、不受约束的释放易诱发安全风险。某炼油厂200万吨/年催化装置于2005年开工建设，2006年11月试车成功，该装置以常压渣油为原料，采用多产异构烷烃的流化催化裂化技术，由反应-再生、分馏、吸收稳定、烟气能量回收、气压机及CO焚烧余热锅炉等六部分组成。本文旨在通过深入解析该催化装置运行过程中涉及的危险化学品、危险有害因素及操作工不安全行为等危险源的基础上，运用事故致因理论，从能量转移方面提出危险源的辨识和评价方法，并提出有效防范措施，从而为催化装置安全长期运行提供保障。1 事故致因理论-能量意外释放理论事故致因理论是系统阐明事故发生的本质原因、怎样发生以及如何防范的重要理论，对企业的安全风险分析与事故防范具有重要意义。其内容包括事故频发倾向理论、因果连锁论、能量意外释放理论、轨迹交叉理论及系统安全理论。根据催化装置运行过程中涉及汽油、柴油、液化气等易燃易爆介质多，工艺过程涉及高温、高压等危险操作单元多的特征，结合对同类装置历年来发生的安全生产事故分析，发现该领域事故的发生符合能量转移理论。科学家吉布森于二十世纪六十年代初提出了事故致因理论中有关能量转移的理论，1966年美国运输部安全局局长哈登进一步引申并丰富了这一理论内容。能量是生产过程的必要因素，通过能量做功从而实现生产目的。能量转移理论的核心内容是认为事故的发生是非正常的、不希望产生的能量意外释放，并逆流向人体意外转移。能量的释放能否造成事故和伤害，主要取决于人接触能量的大小、接触时间长短和频率、力的集中程度、受伤的部位以及屏障设置的早晚。2 两类危险源辨识及其内在联系危险源的科学辨识对隐患排查治理及风险防范具有重要意义。能量转移理论认为事故的产生通常是能量释放超出了人们的控制能力，不可控的能量释放导致了巨大的灾难性后果。因此，以炼油厂催化装置运行过程中潜在能量为参考，根据石油化工企业的危险特性，可将危险源通常划分为两类:第一类危险源是能量源和能量载体，决定着发生事故所产生的破坏程度；第二类危险源是诱发限制第一类危险源的措施失控或破坏的不安全因素，决定着事故发生的可能性。通常情况下，一起安全事故的发生是两者相互作用所产生的结果。第一类危险源作为能量源或能量载体，其存在是能量意外释放并转移的根本原因，是诱发事故发生的基本前提。第二类危险源的失效或破坏是导致第一类危险源能量无法得到有效控制，无法按照人的意志做功进而实施生产。2.1 第一类危险源辨识第一类危险源是能量源和能量载体。炼油厂催化装置既涉及具有潜在化学能的危险原材料、中间产品及成品，也涉及具有机械能、势能、电能等压力设备装置。主要分为危险化学品和危险有害因素两大类，危险化学品包含有催化汽油、催化柴油、液化气、干气（C1/C2/H2）、硫化氢、二氧化硫、一氧化碳、压缩氮气等。危险有害因素包含有噪声、电击、灼烫、压力冲击、冻伤、腐蚀、毒物、粉尘、火灾爆炸、高处坠落、机械伤害等。2.2 第二类危险源辨识第二类危险源是易导致约束或者限制第一类危险源的相关安全措施失控或失效的不安全因素，主要包括人的不安全行为和物的不安全状态。（1）人的不安全行为人在生产活动中通过自身的感知器官接收外界信息。然后根据工作经验或相关知识体系，对所接纳的信息做出分析，对生产是否出现异常进行判断。一般情况下，操作工对生产过程是否存在异常的判断属于相对判断，即与自身已掌握的信息进行对比分析后做出的判断。因此，为防范操作工对生产信息作出误判，就必须加强操作工的安全风险研判及专业知识教育。在生产过程中，操作工既是生产信息的采集器，也是处理器及执行器，人的可靠性对安全风险的防控至关重要。据统计，80%的人机失误都是由人的失误所诱发，而人发生不安全行为通常具有两个主导因素，即生理心理性因素和行为性因素。生理心理性因素受制于人的身体健康状况、心理情绪，行为性因素主要包括违规作业及错误操作等。基于以上对人在生产活动中所发挥的作用及其发生不安全行为主导因素的分析， 200万吨/年催化操作工可能存在的不安全行为如表1。表1 催化操作工不安全行为操作人员不安全行为操作失误、忽视有关安全生产的警告造成安全装置失效用手工替代工具操作物体存放不当冒险进入危险场所攀、坐不安全位置在起吊物下作业、停留机器运转时违规作业有分散注意力行为在必须使用个人防护用品、用具的作业场所，忽视其使用不安全装束对易燃、易爆危险物品处理错误外操人员内操人员（2）物的不安全状态由于炼油化工生产过程多涉及高温、高压设备及具有腐蚀性、毒性或挥发性的原料或产品，因此相对于其它领域的生产过程，物的不安全状态更加容易出现。一旦物的不安定状态与人的不安全行为相互叠加，就有可能导致事故的发生。在这一过程中，物的不安全状态是诱发事故发生的最直接原因，因此必须正确辨识生产过程中生产装置、设备设施以及生产环境的不安全状态。根据分析，200万吨/年催化装置的不安全状态如表2。表不安全状态2 催化装置不安全状态 主要装置区域防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷设备、设施、工具、附件有缺陷个人防护用品用具等缺少或有缺陷生产（施工）场地环境不良反应-再生分馏吸收稳定烟气能量回收机组、气压机余热锅炉分析表1及表2可知，外操人员因人为因素造成事故的可能性远大于内操人员。装置运行良好，但要定期进行巡回检查，防止物的不安全状态发生。3 危险源的评价及事故防范措施事故产生的内在原因是能量不受控制的突然释放，而第一类危险源作为能量源或其载体，决定着事故的破坏程度，是发生事故的基础物质条件。对第一类危险源进行分析，可以使我们从根本上杜绝安全事故的发生，达到本质安全的目的。在炼油化工企业里，第一类危险源存在是不可避免的，对第一类危险源的预防控制措施主要有：能量代替、限制能量、防止蓄积、防止释放、延缓释放、增加屏蔽等方法。用低能量或无危害能量代替高危能量属于能量代替，电器使用安全电压，厂房、罐区设计能量释放安全半径等属于限制能量。其中，能量释放限制和延缓措施、能量屏蔽设施、人与能量屏蔽设施的失效和故障属于第二类危险源，是事故发生的必要条件。对催化装置第一类危险源的评价，可以在危险化学品重大危险源辨识的基础上，运用指数评价方法。目前运用广泛的指数评价方法有美国道化学公司的火灾爆炸指数评价方法和在此基础上提出的更加全面、系统的安全评价方法英国帝国化学公司的蒙特法。第二类危险源的评价方法比较多，广泛应用的有事故树事件树评价法、安全检查表法、危险与可操作性分析法、风险矩阵分析法等。第二类危险源的防范措施主要针对人的不安全行为进行管理和教育，对装置、设施的运行状况进行检查排除隐患等。4 催化车间的风险控制根据三E原则从安全技术、安全管理和安全教育三个方面降低事故发生的风险。安全技术措施包括减少潜在危险有害因素、投用联锁防护装置、隔离封闭危险源、设置薄弱环节等；安全管理是采取管理手段确保员工杜绝“三违”按照正确的方式操作，保证设备设施正常运转，防护措施能起到保护作用；安全教育是通过学习手段使员工增强安全风险意识、安全操作技能以及逃生自救互救能力等。催化车间催化装置的三E措施如表3。表 3 催化装置风险控制三E措施三E原则具体措施安全技术危险物品分类分开储存和正确使用投用安全防护装置和自保联锁设置有毒有害气体和可燃气体检测器装置分开布置，远离危险部位使用隔爆、防爆、本安型设备正确穿戴劳动防护用品设置安全阀、防爆门和安全警示标志动火有限空间等技术措施安全管理安全法律法规和安全管理制度操作规程安全生产十大禁令和七想七不干特殊作业票证危险化学品安全生产标准化6S管理安全教育三级安全教育“订单式精准化”安全培训手指口述、岗位描述师徒措施5 总结运用能量转移理论对200万吨/年催化装置所存在的两类危险源进行辨识并分析其内在联系，明确了危险源的分类和危害程度，为安全风险防控及隐患精细排查提供了理论支撑。对两类危险源的评价方法进行总结，提出针对性的防范措施。最后，根据三E原则对风险控制提出具体措施，防止事故的发生，达到安全管理精细化的目的。参考文献1曹庆贵，曲楠楠.危险源相关事故致因理论及概念分析J.安全，2019,40（9）：5-10.2杨文亮.石油化工企业火灾、爆炸重大危险源辨识及评价D.兰州：兰州理工大学，2013.3赵辉，宋刚瑞.热电厂安全管理体系的有效性的研究与实践J.四川冶金，2001,（4）：55-59.4武言言.煤矿人因事故的柔性因素分析与评价研究D.焦作：河南理工大学经济管理学院，2013.4 -全文完-