石油化工生产装置控制系统安全评价的必要性与对策

发表时间:2021/4/20   来源:《科学与技术》2021年1月第2期   作者:高立 李宗奇
[导读] 石化企业在运行过程中存在易燃、易爆、高温、高压、一旦
        高立1  李宗奇2
        中石油江苏燃料沥青有限责任公司    江苏  无锡        214429
         
        摘 要:石化企业在运行过程中存在易燃、易爆、高温、高压、一旦发生事故较难控制的问题,人们越来越重视对石化企业的安全管理,以实现安全生产的目标。作者多次参与石化企业安全评价报告的评审工作,通过对生产系统的各种风险识别、评估和控制,系统地提出了的问题解决对策,确定管理的主要对象和方案,将事故和可能的损害发生概率降到最低。系统安全评价方法借鉴了国内外安全评价的经验,并在许多化工企业得到了应用,获得了好评,具有一定的推荐价值。
        关键词:安全评价;危险辨识
        安全评估又称风险评估,是对系统和运行中存在的或潜在的危险及其严重程度进行分析和评估。用指标或概率值来定量地表示,以定量地说明评价对象的安全性和可靠性。概率法是以可靠性为基础,累积事故和故障的概率,然后计算风险,得到用数量表示的系统安全性。指数法(材料系数法)是一个代表单元的危险物质的标准状态势能火灾的风险,爆炸或释放数据(材料系数)为基础,结合工艺流程的风险,火灾、爆炸、毒性指数评价体系的风险程度,然后提出安全对策措施,使系统以减少风险和危险的程度。
        1 概述
        安全评价按评价对象系统的不同阶段,可以将评价区分为事先评价(预评价)、中间评价、事后评价和跟踪评价(系统评价)。
        2苯乙烯装置现状的安全评价
        2.1 对苯乙烯装置现状的安全评价
        首先,要对苯乙烯装置现状即按设计、安全管理、装置设备安全可靠性等进行评价。同时考虑到装置的原材料、辅助材料消耗量所带来的危险性因素。
        2.2 对工艺流程和化学危害物质的评价
        进一步考虑生产过程的主要危险危害因素,如该装置有苯、乙烯、乙苯、氢气等多种化学物质,分别用表列出这些物质的主要危险、危害特性。从工艺流程和化学物质危险危害因素分析主要有:
        (1)生产过程中使用的原辅材料、产品、辅产品,其中绝大多数物质具有易燃、易爆的危险特性,与空气混合的浓度达到一定比例范围,遇到点火源即会发生燃烧爆炸。苯乙烯若遇高热,可能发生聚合反应,出现大量放热现象,引起容器破裂和爆炸事故[1]。生产过程中许多物质不仅具有燃烧爆炸的危险性,还具有毒害性。乙烯、蒸汽是窒息性气体;甲苯、乙苯等会引起人身的急、慢性中毒;甲苯对皮肤、粘膜有刺激作用,对中枢神经系统麻醉作用;长期作用可影响肝、肾功能;乙苯蒸气和烟雾对眼睛、粘膜、呼吸道及皮肤有刺激作用。吸入、摄入或经皮肤吸收可以生头痛、恶心、呕吐以及中枢神经系统的功能下降。直接吸入可致肺水肿、出血和化学性肺炎。[2]。
        (2)烷基化反应属放热反应,控制不好会引起”飞温”而发生恶性事故。
        (4)生产过程中一些物质在外部条件作用下(如摩擦、流动、喷射、感应等)而产生和积聚静电,在一定条件下会发生火花、放电,引起燃爆。
        2.3 安全评价方法的选择
        常用安全评价方法有美国道化学公司《火灾、爆炸评价法》,英国帝国化学公司《蒙德火灾、毒性指数评价法》等。苯乙烯改扩建各评价单元选用美国道化学(第六版)火灾、爆炸指数评价法。其程序如下:
        (1)改扩建项目评价单元的确定。确定工艺过程中潜在危险性,可使人们预测事故可能导致危险程度及停产损失。
        (2)物质系数(MF)的确定。物质系数是由美国防火协会(NFPA)确定物质的可燃性和化学活泼性(不稳定性)求得,其可通过道氏六版附录A中直接查到。如乙烯的物质指数为24。


        (3)单元工艺危险系数的(Fs)的求取。F,是由一般工艺危险系数 F,和特殊工艺危险系数 Fz相乘得:即Fs=Fi×Fz,一般工艺危险系数是确定事故危险程度的主要因素。其中包括:放热反应;吸热反应;物质储存和运输;封闭结构单元及室内单元、通道、排放和泄漏。有关各项取值之和为单元一般工艺危险系数的取值Fi,即F1=S1(单元修正系数)+S2+S3……Sn。
        (4)单元火灾爆炸指数(FE)的求取。计算火灾爆炸指数是为了估算生产过程中事故可能造成的破坏情况,它是由单位工艺危险系数(Fs)和物质系数(MF)相乘而得。另外还确定安全补偿系数(C)和单元危害系数(表示工艺单位中危险物质的能量释放造成火灾或爆炸事故的全部效应)影响区域确定,影响区域内财产损失的计算等。
        2.4防止火灾、爆炸方面的安全对策措施
        (1)可行性报告及初步设计中考虑的安全对策措施。如总图布置、工艺设备安全措施,考虑控制电气。
        (2)采取安全对策的建议,包括初步设计中采用的安全对策措施、补充安全对策措施、安全管理方面的对策措施,包括认真贯彻安全责任制,实现全面安全管理(TSC)。新职工培训,经常开展危险预测活动(应急预案及演习训练),安全性研究活动,消防器材维护保养[3]。
        (3)结论和建议。主要对火灾、爆炸指数评价法(DOW六版)并对各单位危险度评价结果及危险程度分布结果提出最终评价结论和改进建议。最终评价报告由市安全生产专家库专家评审通过。
        2.5爆炸危险场所危险等级划分
        根据国家质检总局和标准化委员会发布的《GB/T 29304-2012 爆炸危险场所防爆安全导则》,根据爆炸性环境出现的频率和持续时间,将危险场所划分为0区、1区、2区3个区域,其中2区又细分为20区、21区和22区3个区域。不同爆炸危险级别场所使用不同级别的设备:0区,用Ga级设备;1区,用Ga级或Gb级设备;2区,用Ga级、Gb或Gc级设备;20区,用Da级设备;21区,用Da级或Db级设备;22区,用Da级、Db级或Dc级设备。
        3系统安全性评价——安全检查表
        42万吨苯乙烯装置与36万吨聚苯乙烯珠体[可发性的](简称:EPS)装置最大的不同是跟踪评价(系统评价)。
        以乙烯和苯为原料,在酸性催化剂的作业下,进行烷基化反应和烷基化转移反应,生成中间产品乙苯,乙苯再经负压、绝热脱氢反应转化成苯乙烯单体。烷基化反应压力在3.4~3.7MPa(表压)范围内,苯塔、乙苯塔、多乙苯塔的再沸器采用4.3~4.5 MPa高压蒸汽,反应温度为200~250℃。生产工艺复杂,工艺条件苛刻,潜在危险很大。国外同类设备工厂也曾发生过设备损坏人员死亡的恶性事故。该装置的安全评价方法采用安全检查表分配法,对不同层次的子系统赋予权重系数,同一层次各子系统的权重系数之和为。安全检查表是系统安全工程中最基本、最简单、应用最广泛的系统风险评估方法之一。安全检查表的一些熟悉设备和过程工程的运行状况,机构和安全技术、安全管理经验的人员,进行了详细的分析在分析对象和充分讨论,列出了清单和部门,检查,检查项目需求,各级分配等级评分标准,评价系统和安全标准等内容的形式。
        根据中国石化《石油化工企业综合安全评价方法》的规定,以苯乙烯装置为评价体系,分为生产运营、共享工程、生产辅助、工厂布局及工作环境、工业卫生、消防和综合安全管理区七个子系统。逐层向前计算实际得分,得到整个系统的最大评价得分。满分为100分。根据评价体系的最终评价分值(A)确定系统的安全等级。安全评价等级分级:安全等级系统设备安全评价分值取值范围:优秀安全等级A>95;不安全等级A< 60。
结束语:
        综上所述,将安全评价应用于石化工厂,提前识别、评价和控制生产系统中的各种危害。有针对性地对系统问题提出对策和措施;确定关键管理对策和范围,防止事故的发生,特别是重大事故;并将可能造成的伤害降至最低。评估生产设备和安全附件,在石油化工行业是可行的。管理人员根据系统安全评价的建议,可以完全掌握系统的安全状况,进一步修改和完善安全规章制度,完善防灾设施和组织,提高安全管理水平,对安全生产有着重要的积极意义。
参考文献
[1]王媛原,王炳强,普海云,石油化工生产火灾隐患及预防对策[J].工业安全与环保,2019,(04).
[2]王志荣,蒋军成,液化石油气罐区火灾危险性定量评价[J].化工进展,2019,(08).
[3]李凌春,关于石油化工灾害处置之储气罐泄露处置[J].科技资讯,2018,(22).
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