简谈工艺安全管理在石化装置中的重要性

楼主:山东中天科技工程 时间:2015-11-24 10:50:00 点击:290 回复:0
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  前言
  石油化工行业生产中,过程中的物料大都是有毒有害、易燃易爆,装置生产是高风险行业,各个国家、企业、国际或地区性组织都在积极总结和探索企业安全管理的模式和办法。随着国外大型石化公司进入中国,安全环保业绩优良的国际化公司的管理模式和做法逐渐被国内企业了解、借鉴和吸收采用,工艺安全管理的理念逐渐深入各石化企业中。国家安全生产监督管理总局发布了AQ/T3034化工企业工艺安全管理实施导则,规定了石油化工企业工艺安全管理的要素及要求,并给出了工艺安全管理的成功应用案例。工艺安全管理–工艺安全管理 (Process Safety Management) 是通过对化工工艺危害和风险的识别、分析、评价和处理,从而避免与化工工艺相关的伤害和事故的管理流程。对于装置安全平稳生产而言,工艺安全管理是非常有必要的。当前,由于石化行业整体不景气,部分企业限产或停产,从业人员思想不稳定,安全生产更应作为重中之重来对待。由于工艺安全管理体系建立和执行不够完善,造成石化行业事故频发,甚至发生重大安全生产事故,不仅给企业带来重大损失,也给社会造成极其不好的影响。本文以山东石大科技公司“7•16”着火爆炸事故为例,对工艺安全管理在石化装置生产中的重要性进行阐述。
  事故简介
  2015年7月16日7时38分,山东石大科技公司是中国石油大学(华东)的校办企业,事故罐区为该公司100万吨/年含硫含酸重质油综合利用项目配套罐区,共有12个球形储罐,呈两排分布,总库容为1.5万m³,储存介质为液化石油气、丙烯和丙烷。石大科技公司自2014年4月以来一直处于停产状态,2015年3月起,该公司对12个球罐轮流倒罐,进行压力容器检测检验。事故发生前,罐区储存物料总量约为3240m³。
  7月15日16时30分,石大科技公司决定将7#罐内液化石油气(约900m³)导入至6#罐,因工厂制氮系统停车,将6#罐内充满水置换空气,对7#罐进行注水加压,将其中液化石油气通过罐顶安全阀副线、低压液化气管线压入6#罐中,同时通过在6#罐底部管线导淋阀上连接消防水带,进行切水作业,以接收7#罐中物料。7月16日7时30分左右,约500m³液化石油气进入6#罐,因切水口无人监护,6#罐水排完后,液化石油气泄漏并急剧气化,遇点火源引发火灾,导致8#罐、6#罐相继爆炸,2#罐、4#罐烧毁。7月17日7时24分左右,现场明火全部被扑灭。
  从以上事故描述来看,这是一起典型的工艺安全事故,正是由于危险化学品(能量)的意外泄漏(释放),造成了人员伤害、财产损失或环境破坏。这起事故的发生,也正是由于企业未能建立完善的工艺安全管理体系,或者是未能很好实施工艺安全管理的管理理念,导致事故的发生。工艺安全管理体系的目的是确保工艺设施如化工厂、炼油厂、天然气加工厂和海上钻井平台等等高危行业得到安全的设计和运行。同时,工艺安全管理体系专注于预防重大工艺事故,如火灾、爆炸和有毒化学品的泄漏等。根据AQ/T3034-2010化工企业工艺安全管理实施导则的规定,工艺安全管理体系主要包括以下十二要素:
  1、工艺安全信息(PSI);2、工艺危害分析(PHA);3、操作规程;4、培训;5、承包商管理;6、试生产前安全审查;7、机械完整性;8、作业许可; 9、变更管理;10、应急管理;11、工艺事故/事件管理; 12、符合性审核。这些要素中,工艺危害分析是其中的核心要素。
  山东石大科技公司“7•16”着火爆炸事故石大科技公司“7.16”着火爆炸事故,企业并未能按照AQ/T3034中相关要素的要求建立完善的工艺安全管理体系,大部分要素都未得到很好的执行。结合要素中的要求,对本次事故进行分析:
  1、工艺危害分析未进行。工艺危害分析的主要目的就是识别危害和潜在影响,评估风险,对控制和降低危害手段的选择,及时对控制和预防措施组织实施及跟踪。在生产实际中,做好工艺危害分析,明确过程风险,选择好运行保证措施,实时降低过程控制风险发生的可能性。日照爆炸事故前,石大科技公司自2014年4月以来一直处于停产状态,罐区也处于停运中。2015年3月起,该公司对12个球罐轮流倒罐,进行压力容器检测检验。倒罐作业涉及到工艺变更,运行状态发生改变,企业应做相关危害分析,以确认相关保护措施是否有效,工艺风险是否可控。由于企业未能进行严格的工艺危害分析,未按照工艺危害分析中所提供的方法对工艺操作过程进行分析,既做不到了解过程中存在的事故风险,也不了解操作过程保护措施的运用,导致事故风险发生的几率大大增加。
  2、操作规程缺失。AQ/T3034中4.3.1 操作规程编制明确规定:企业应编制并实施书面的操作规程,规程应与工艺安全信息保持一致。对于清洗置换倒罐操作,如果企业制定了与工艺安全信息一致的操作规程,明确了正常工况控制范围、偏离正常工况的后果;制定纠正或防止偏离正常工况的步骤,并严格执行操作步骤,那么,风险发生的几率会大大降低。但是,在本次事故中,并未有相应的操作规程(安全作业方案),这也是事故发生的直接诱因之一。
  3、培训不到位。AQ/T3034中4.4.1建立并实施培训管理程序明确要求:确保员工了解工艺系统的危害,以及这些危害与员工所从事工作的关系,帮助员工采取正确的工作方式避免工艺安全事故。本次事故中,日照石大科技石化有限公司的操作人员刚刚从装卸站区转岗到球罐区工作,未经转岗培训,岗位技能不足。操作人员未取得压力容器和压力管道操作资格证,无证上岗。对相关工艺安全信息不了解,未能认识到操作介质的高度危害。在操作过程中,操作人员并未意识到现场无人值守的危险性,擅自离岗,球罐切水完毕后,液化烃逸出。液化烃在常温、常压下极易在空气中形成爆炸性气体混合物,这种爆炸性气体混合物密度一般比空气重(甲烷、乙烯除外),泄漏后极易在低洼处积聚。液化烃的点燃能量很低,一般都在0.25兆焦耳左右。压力下储存的液化烃减压或升温都可以使其汽化,体积可在瞬间增大250倍-300倍,引起超压爆炸。正是由于现场无人值守,液化烃大量逸出,未能及时采取补救措施,现场起火后引发事故。这也是事故发生的直接原因。
  4、变更管理未执行。AQ/T3034中4.9.1 企业应建立变更管理程序规定:强化对化学品、工艺技术、设备、程序以及操作过程等永久性或暂时性的变更进行有计划的控制,确定变更的类型、等级、实施步骤等,确保人身、财产安全,不破坏环境,不损害企业的声誉。本次爆炸事件涉及到的1000立方米液态烃球罐已经停产一年半,原设计运行中的安全保护措施停用。但是,停用这些保护措施并未履行变更管理,未对停用这些措施后的操作进行工艺危害分析,未能充分辨识停用安全措施后的工艺危害。由于球罐清洗置换倒罐操作是临时操作,操作中球罐本身的安全措施完全失效:企业违规将罐区在用球罐安全阀的前后手阀、球罐根部阀关闭;低压液化气排火炬总管加盲板隔断;球罐区自动化控制设施不完善,仅具备远传显示功能,不能实现自动化控制;紧急切断阀因工厂停仪表风改为手动,失去安全功效。未设置视频监控系统,无法远程监控;球罐本身的所有安全保护措施失效,无法有效示警,操作人员无法做出及时响应,导致火灾事故发生。
  5、作业许可实施不到位。AQ/T3034中4.8 作业许可规定:企业应建立并保持程序,对可能给工艺活动带来风险的作业进行控制。装置进行倒罐作业,应该有倒罐作业票,作业票应有工艺确认、安全监护、风险识别等,如果以上相关程序执行完善,作业许可执行到位,事故发生几率会大大降低。现行的安全标准化对各种作业票证都有详细的要求,石油化工企业就更应提高自己的作业许可票证办理及执行水平。
  6、应急响应未能执行到位。AQ/T3034中4.10.1 建立并执行应急响应规定:系统企业应建立应急响应系统,执行应急演练计划,并对员工进行培训,使其具备应对紧急情况的意识,并且能够及时采取正确的应对措施。应急演练计划应包括小规模危险化学品泄漏处理的程序。本次事故中,现场操作人员由于缺少培训,不了解介质的物性,不清楚操作中的工艺风险,没有相应的应急响应意识,人员自身的工艺安全意识淡薄,不清楚泄漏处理程序,泄漏发生时不知道如何应急操作,根本谈不上有针对性的处理。
  从以上六个方面可以看出,工艺安全管理体系完善建立,对石油化工企业的工艺安全是非常重要的。
  工艺危害分析方法选择
  工艺安全管理体系中,工艺危害分析是其核心要素。如果没有采取与工艺系统的复杂性相适应的分析方法,识别、评估和控制工艺系统相关的危害,无法做到对过程风险的有效识别,也就无法采取行之有效的解决措施,有效降低过程风险发生几率。AQ/T3034中对工艺危害分析推荐使用以下方法进行:
  1、故障假设分析法(What -----if);
  2、检查表法(Checklist);
  3、“如果-------怎么样?”“What if ”+“检查表”“Checklist”;
  4、预先危险分析法(PHA);
  5、危险及可操作性研究法(HAZOP);
  6、故障类型及影响分析法(FMEA);
  石油化工企业中,应根据企业实际情况,选择其中一种或几种方法进行工艺危害分析。相对于其它方法而言,危险及可操作性研究(HAZOP)是一种系统性、创造性、在引导词指导下进行的用于辨识潜在问题的方法,HAZOP分析更加全面,以偏离为讨论对象,对工艺过程中的工艺危害及操作性进行讨论,确认过程设计的工艺安全保护措施,对工艺设计中的安全措施进行评估,确定它们对后果的严重性是否充足,并提出建议。既可以用于对设计的研究,又可以用于操作的研究,适应性强,操作难度不大,对工艺系统的分析非常系统、全面,它可以涵盖几乎各种可能的异常工况。它还可以帮助操作人员加深对工艺系统的理解,完成的分析报告可以作为编制操作程序的指导文件,也是编写培训材料的有益参考。HAZOP适用于装置生命周期的各个阶段。

  对于石大科技公司“7.16”着火爆炸事故,如果在事故发生前,我们运用HAZOP分析方法进行工艺安全分析,会得到什么呢?其实,HAZOP分析中,就有对各种工况的可操作性分析,例如:破裂、维护故障、异常运行等工况,都可以进行分析。如果在事故前企业进行了HAZOP分析,辨识出可能的工艺风险,可用的安全保护措施,制定出合理的倒罐操作安全方案,工艺安全培训到位,事故原本是可以避免的。合理的工艺危害分析,可以较好的辨识出物的不安全状态,有针对性的采取工艺处理措施;识别出人的不安全行为,组织工艺安全培训,避免错误操作;安全管理制度的认真执行,作业许可票证的按章办理,可以有效降低事故风险发生几率。

  工艺安全管理体系的建立及实施
  AQ/T3034中详细阐述了工艺安全管理体系中相关要素及要求,并给出了工艺安全管理的应用范例。工艺安全管理体系的建立,从所涉及的要素来说,可以在企业现有的工艺、安全、设备的基础上来整合资源完成。
  1、体系的建立,首先就是现有资料的整合,工艺安全管理中的工艺安全信息、操作规程、培训、机械完整性都可以在装置设计基础资料上来完善,大部分的基础信息在装置设计资料中都可以找到,在体系建立初期需要对这些资料进行更新。
  2、在原有安全管理制度的基础上,可以完善以下要素的要求:承包商管理、试生产前安全检查、作业许可、应急管理。企业的安全管理体系,应该包括承包商管理制度、现有安全检查制度、作业许可票证办理制度或规定、应急管理方案,在这些管理制度的基础上,可以完善以上要素的要求。
  3、工艺危害分析可以在装置生命周期内进行,企业可以选取合适的时机、合适的分析方法(例如检查表、what-if等)在企业内部推行,也可以请咨询公司对装置整体进行HAZOP分析。分析所取得的成果,可以当做变更管理的基础文件或工艺安全培训、操作规程的基础文件。
  4、对于变更管理、工艺事故/事件管理、符合性审核三要素,在体系建立过程中,通过对装置的工艺安全管理循环检查及自我审核,可以满足要素要求。
  工艺安全管理体系的各要素是相互关联的,例如:工艺危害分析必须在工艺安全信息基础上进行,工艺危害分析的结果可以当做操作规程、培训、应急管理和变更管理的基础文件,变更管理需要更新工艺安全信息、操作规程、应急管理文件。体系建立过程中,需要充分考虑到各要素之间的联系,来构建相关的管理程序文件。
  对于山东石大科技公司“7•16”着火爆炸事故,教训是惨痛的。如果企业已经构建完善的工艺安全管理体系,并且执行相关要素要求,那么事故是可以避免的。在此,就其中变更管理这一要素的构建,简单阐述一下。
  企业的变更管理,可以按照以下程序步骤进行:变更申请;变更评估;变更审批;变更实施;效果评估;变更关闭;定期审核。
  1、首先,就是对变更进行分类,变更按内容分为工艺技术变更、设备设施变更和管理变更等。工艺控制范围内的调整、设备设施维护或更换同类型设备不属于变更管理的范围。企业应确定永久变更和临时变更的标准,临时变更应明确期限的要求,超过原定时间,需要重新申请。变更管理程序可以对这些变更进行分级,界定为微小变更(一般变更)、重大变更(工艺设备变更)、紧急变更(临时变更)三类。
  2、变更申请人应提出变更申请,变更申请中要列出变更目的、变更的技术基础、变更初步方案、变更实施对现状的影响、变更的界限(时间、范围、数量等)、变更引起的其它方面变更(工艺安全信息、操作规程、人员、设备、应急等其它要素的变更),是否需要进行工艺危害分析。
  3、变更申请提出后,由变更属地管理人员组织进行评审。企业应组织评审小组,小组由多专业人员组成,评估变更方案实施可能导致的潜在的安全风险、环境风险、健康风险,对初步方案的可行性进行讨论,小组应在方案的设计和实施给与专业的技术支持,形成专业解决方案,并给出评审结论。
  4、变更的批准,应视变更影响范围的大小,以及所需调配资源的多少来决定审批级别的高低。各相关部门审批人应针对本部门职能专业,就变更所带来的影响深入评价后才能批准。变更核准人需在所有审批人的意见得到完成确认后,并对所有工艺安全管理要素已完全涵盖后,才能授权批准执行变更。
  5、变更实施,变更实施负责人或负责部门应严格按照变更审批确定的内容和范围实施,并对变更过程实施跟踪。同时,变更实施引起的其它方面变更也应进行:涉及作业许可的,应按照要求办理作业许可;涉及启动前安全检查或工艺危害分析时,应执行启动前安全检查;应确保变更涉及的所有工艺安全信息及操作规程都得到审查、修改或更新;变更涉及到人员管理,应对影响或涉及的相关人员进行宣贯或沟通(培训)。
  6、效果评估:当变更执行完成后,应依变更的范围及试验的期限内观察变更的效果。如果不能达到预期目标,应终止变更恢复原状;如果达到预期,填写变更完结通知单成为永久变更。效果评估合格并成为永久变更后,及时修订操作规程和工艺控制参数,制定、完善管理制度,新的文件资料按有关程序及时发至有关部门和人员手中,关闭变更。
  7、工艺安全管理委员会应定期(年度)审阅具体的变更审批表的适应性、相关的工艺安全分析的质量、变更管理的程序以及人员的培训等;职能部门应定期进行专项审核,确保相关规定能被有效遵守执行。
  以上步骤,可以参照构建并形成变更管理程序文件,过程中所需的变更申请、评审、批准、实施跟踪、效果评估、定期审核等都可以按照程序要求制定标准表格,以便记录存档。同理,工艺安全管理中其它要素也可以这样来构建。
  对于山东石大科技公司“7•16”着火爆炸事故,如果企业有完善的工艺安全管理体系,应该在停车期间进行变更管理,球罐的安全设施做临时变更,按照以上变更管理程序执行:进行清洗置换倒罐操作之前,进行工艺危害分析,辨识过程工艺风险,按照评审后制定的专业解决方案来制定操作规程(或安全作业方案),对执行操作的相关人员进行培训,操作过程中专人跟踪并评估,将事故发生的诱因一一解决,事故的发生是完全可以避免的。
  其实,工艺安全管理标准只是要求程序到位而且得到遵守。(ISO 9000 和其它质量标准要求企业制定自己的标准然后遵守,在这方面,工艺安全管理和它们类似。)工艺安全管理规则说:“在你的工厂中做你所能做来避免事故”,至于如何达到这个目的,由企业人员来决定。明确要求,程序规定,执行程序规则,完整工艺安全记录,持续改进,这就是工艺安全管理体系建立和实施的目的。

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