炼油工艺及石油化工生产安全.docx
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炼油工艺及石油化工生产安全
1、石化装置和工业装置的安全管理
（第1A部分）
汪常青
2016年11月
2、让我们从其它人的过失和经验中吸取教训。
过失
3、目录
一、前言
二、我们为什么要关注安全？
三、全过程安全管理理念
四、安全管理的关键要素和对象
五、新建装置安装和改造工作（项目）的安全管理
设计安全
工艺安全信息
工艺危险性分析
质量保证
施工安全管理
变更管理
预开车安全审查
安全操作
操作规程与安全作业实践做法
培训与技能
设备完整性
应急准备
安全业绩的保持——文化转型
4、前言
5、HSE的重要意义
石油化工行业的底线责任
安全健康与环境
社会责任
为股东创造利润的能力
安全——今天影响着我们
健康——日后将影响我们
环境——将影响我们的下一代
石油化工行业创造卓越成绩还有很长一段路
中国在过去的十年里石油天然气行业取得了突飞猛进的发展
然而，我们不能辜负我们的亲人
安全就是价值、是态度、是观念、是习惯
HSE为什么能使我们产生兴趣呢？
8、是的，那是在地面上平躺着的一个12层的大楼。
10、巴黎机场房顶坍塌导致五人死亡，
巴黎机场房顶坍塌导致至少有五人死亡，三人受伤，
法国最大的国际机场刚刚建成的2E候机厅坍塌的原因当时还不清楚。
然而，机场发言人说在此次坍塌事故出现之前就发现了裂缝和掉落的灰尘。
11、加拿大安大略省西南部伯灵顿市火车脱轨导致三人死亡
12、2008年2月18日，位于美国德克萨斯州大斯普林的一家炼油厂
13、2003年2月21日位于美国纽约市里士满郡斯塔滕岛的美孚装置起火
14、2012年8月召开了安全管理论坛
18、2010年位于密西根州马歇尔市的加拿大Enbridge公司出现石油泄漏
19、蒸汽管线出现水锤
20、蒸汽管线出现水锤
21、2012年8月召开了安全管理论坛
22、从1972年到2009年期间出现的100次最大损失
烃类化工行业出现的最大财产损失
23、让我们看看中国
24、2003年12月23日四川开县天然气出现井喷
25、2005年11月13日吉林石化公司爆炸导致松花江出现污染
27、从这次火灾中我们吸取了什么教训？
29、2010年7月16日大连石油着火，石油泄漏到海中
31、2010年7月16日大连石油泄漏到海中
32、2010年7月16日大连石化炼油厂
35、事故还在继续
36、2011年1月6日加拿大CNRL的焦化罐着火
40、2012年5月6日泰国
泰国工业区遭遇致命性火灾和爆炸
泰国最大的工业区——麦普塔普特港口石化工业区
泰国最大的工业区——麦普塔普特港口石化工业区出现爆炸和火灾，导致至少12人死亡，100多人受伤，
41、2012年6月
美国德克萨斯州CDU（焦化罐装置）或许关停12个月。
42、chevron炼油厂着火
虽然无人死亡，但是有14000人受伤，到医院接受治疗
43、2012年8月25日VenezuelaAmuay 炼油厂着火，导致42人死亡
夜晚，蒸气爆炸
46、2012年4月5日九江炼油厂着火
47、2012年4月6日台湾中油高雄炼油厂
48、2012年4月12日东莞造纸厂着火（地下电缆）
49、2011年4月12日莫斯科在建的最高建筑
50、2012年9月18日墨西哥管道输送中心爆炸
气体泄漏
26人死亡，几乎都是Petroleos公司的墨西哥员工
51、2012年12月20日尼日利亚Lagos石油管线（盗贼采用虹吸管盗窃石油）
52、2013年4月18日美国德克萨斯州西部化肥厂
政府已经确定硝酸铵储存在德克萨斯州化肥厂4月17日爆炸，导致14人死亡，数百人受伤。
55、事故还在继续
56、美国加利福尼亚州SanBruno气体管线爆炸
57、2012年3月3日位于密西根州马歇尔市的加拿大Enbridge公司的管道泵送站
两辆骑车艰难地穿过泵送站周围的一个围墙，撞到管线，导致爆炸，出现火球，两个轿车中的2人死亡，3人受重伤。
58、2012年3月12日Suncor气井着火
59、2012年6月
美国德克萨斯州CDU（焦化罐装置）或许关停12个月。
60、2012年8月25日VenezuelaAmuay 炼油厂着火，导致42人死亡
夜晚，蒸气爆炸
61、2012年3月秦皇岛至北京管线出现泄漏
63、2012年9月18日墨西哥管道输送中心爆炸
气体泄漏
64、2012年12月20日尼日利亚Lagos石油管线（盗贼采用虹吸管盗窃石油）
65、2013年4月18日美国德克萨斯州西部化肥厂
政府已经确定硝酸铵储存在德克萨斯州化肥厂4月17日爆炸，导致14人死亡，数百人受伤。
66、青岛中国石化公司
67、2014年6月30日大连管线中的石油泄漏到河里
68、台湾气体管线爆炸
70、2015年8月13日天津
74、加拿大Nexen泄漏了5百万升火灾31000桶（中海油），在Alberta过去30年来最严重的一次泄漏。
75、2013年4月24日孟加拉国八层的厂房倒塌，导致1000多人死亡。
77、2013年6月6日，加拿大魁北克省LacMegantic
78、2015年5月13日，美国Philadelphia，导致8人死亡，200人受伤
79、2013年7月25日，西班牙，导致79人死亡，170人受伤
80、德国两辆火车头相撞，导致11人死亡，很多人受伤
81、2016年9月29日，美国新泽西州Hoboken站，导致1人死亡，108人受伤
82、2016年11月9日，英国UKKroydon脱轨，导致7人死亡
84、青岛和大连管线爆炸
出现了什么问题呢？
如何解决这些问题呢？
85、我们为什么要关注安全呢？
87、在过去的25年中出现的事故
88、1989年3月24日位于阿拉斯加的埃克森·瓦尔迪兹漏油事件
90、在过去的25年中出现的事故
91、在过去的25年中出现的事故
92、在过去的25年中出现的事故
2015年12月11日英国石油储存库出现爆炸和起火
92、在过去的25年中出现的事故
93、墨西哥城液化天然气爆炸视频
94、我们今天讨论的题目是什么？
人类进步并不意味着就可以避免风险，人类进步意味着可以识别风险、管控风险，采取措施减少风险。
我们无法避免危害，但是我们必须要管控危害！
95、人类遭受的事故和伤害及其对经济的影响（不包括生产率的损失）
全球影响（2005年）
一年220万人（每天增加6000人）死于工伤和职业病
每年出现2.68亿次事故
每年出现1.6亿个工伤案例
每年有6万人死于施工建设工伤
成本的数量无法确定
美国
每年5488人死亡（2007年）
每周支付给工伤员工10亿美元的医疗费用，每年1700亿美元支付给工作场所职业病和职业伤害的费用
加拿大
2007年1055人死亡
每年失去1600万个工作日（英文原文有误）
6.7万人全职员工
加拿大保守估算费用为120亿美元/年
中国呢？
96、2012年5月日本关掉其最后一个核反应堆
在过去的四十年里第一次日本没有利用核反应堆发电。
97、2012年5月日本关掉其最后一个核反应堆
在日本福岛核灾难发生之前，日本依赖核电站发出全日本30％的电力。
因为核反应堆已经下降，日本提高了石化燃料的进口量。
日本政府预测日本将无法满足需求，空缺量将导致今年夏天出现能源危机，将会进一步导致轮流停电。
日本政府执政党，即民主党已经读出当地社区要求允许重新启动核反应堆。
民主党的副政策长直截了当地说：
如果没有核能，世界第三大经济体将遭罪了，没有核反应堆，我们必须要预先考虑到对日本经济和人民生活带来的影响。
某种意义上说，日本正在自杀。
98、今天为什么要讨论这个题目呢？
1、需要保护我们的人民和环境。
2、全世界和中国都在关注安全。
3、安全事件的经济后果：
财产损失
商业损失
补偿和罚款
公司声誉
我们的职业后果
100、安全管理方面的挑战（很重要，但是很难管理）
项目执行和装置运行的复杂题目
安全是抽象的，很难对结果进行管理，很难对后果进行预测。
工作中缺少标准方法
很多人很担心且很难理解事先安全的总体规划或者详细过程
工作经验和敬业精神的灌输是一个全球化的问题，导致可能会出现更多的安全事故。
我们如何才能更有效第进行安全管理呢？
寻找提升我们自信心和可靠性的共同思路、趋势和方法。
这是一个很大的题目，但是我们将用大量的真实生活实例介绍一些关键原则和实用工具。
这是一次“交流”，也是我向你们学习的一次机会。
请参与、提出问题并提出建议。
101、你们的组织的奋斗目标是什么？
103、什么是安全管理？
104、什么装置（工艺）安全管理（PSM）
PSM是一种辨识、减少且管理危害的管理制度。
为了预防与工艺相关事故造成的财产损失、伤害、环境损失、吊销营业执照
为了减少财产损失和商业腐败，例如：
改善关系的可靠性。
对于项目（项目建设）、装置运行有很多不同的关注点
PSM是一次长期征程。
105、全厂PSM与施工安全/人员安全
EHS 与 PSM
EHS PSM
安全行为 危害控制
人员安全 装置安全运行
关注制造与施工安全 关注运行安全并预防灾害
107、安全管理结构、总体规划
公司价值与征程
安全管理策略
营业单位的安全管理过程
安全管理规程和实践做法
个人行为表现
108、全程安全管理步骤——针对装置寿命周期
1、装置设计和建设的安全
2、装置维护的安全
3、操作资料和操作规程能保证安全操作。
4、作业人员要经过培训并具有丰富的经验，才能够保证安全操作。
5、对工艺变更进行管理。
6、应急响应预案和应急物资到位，可以减少事故出现时造成的损失。
7、建设阶段的安全也是一个问题。
8、强大的领导力和安全文化是维持安全业绩所必须具备的。
110、全程安全管理的关键性因素
1、工艺与设备设计安全信息
2、工艺危害识别和分析
3、操作规程和安全作业实践做法
4、质量保证，确保你得到你想要的和你设计的东西。
5、新项目开车前的安全审查。
6、压力安全系统的机械完整性、安全仪表系统的可靠性
检查和维护
1、主要人员的培训和工作能力
2、施工与承包商安全管理
3、应急方案和响应（和恢复）
4、学习事故案例、事故预防和不断的改进
5、变更管理（工程变更和非工程变更）
6、安全保密（实际安全性和信息技术安全保密性）
7、安全审计和审查
8、领导力和文化
111、这次事故中违反了哪些安全要素？
操作规程和安全作业实践
在选择钻井位置的石化没有考虑到硫化氢的高度危险性
没有进行危险性分析和后果分析
没有应急响应预案或者行动
在变更管理过程中没有进行危险性评价
112、2005年12月11日英国Buncefield油田的石油储存库出现爆炸和火灾
113、在欧洲的和平时期出现的最大爆炸事故
117、大火之后
20个储罐被烧毁，将近1百万桶石油，导致燃料短缺。
118、受到污染的水排放到环境中。
119、受到污染的水排放到环境中。
管线穿越的墙壁倒塌
接头处出现泄漏
无法接近溢流阀，溢流出来的物料没有流入下水道系统中
120、Buncefield油田视频
121、事故是怎么发生的？
122、出现了什么问题？
领导不力和管理失职
没有意识到安全的关键性制度
没有储罐进料满罐的正确管理制度
安全管理制度太集中在人员安全，对重大危害几乎没有给予足够的关注
当人员承受着提高产量的压力时，没有给予资源和时间。
没有进行危害性识别和分析
安全操作规程失效
没有进行培训和技能考核
他们超级幸运，周日早上5点发生爆炸，否则。
。
。
。
123、出现了什么问题？
设计失败
很差的设计导致三条管线向该912#储罐加料，没有中央控制。
当液位计堵塞时（读数不变），没有发出警报
没有要求锁定独立的HLS
消防堤渗透设计和材质不正确
缺少有效的溢流控制
对个储罐进料时只有一个电脑显示屏，操作窗口都隐藏起来了
没有应急停车按钮（没有安装）
没有进行维护
没有解决液位计问题
没有做应急响应准备工作
没有进行审计
仅仅检查了是否有安全制度，却没有检查安全制度是否发挥了作用
沟通不力、没有培训（偏差归一化），还有很多很多的不力
124、类似事件：
汽油储罐溢流事故，发生在2009年10月23日，导致火灾和爆炸
125、APIRP2350：
石油装置中的储罐的溢流保护
2005年发布的第三期：
缺少对高液位保护的具体要求
第四期：
预计2011年年中发布
对于关键性高液位设置独立的液位警报器
126、项目的安全管理（建设新装置）
126、项目安全管理
设计过程中的安全
质量保证
施工安全性（施工过程中的人员安全）
变更管理和开车前的安全审查
130、把PSM纳入到项目进度计划中
编制项目的活动和项目各个阶段的交付内容清单
编制分工和职责
把所有的安全审查和交付内容纳入到项目进度计划中，至少三级进度计划
盲目冒进会增加安全风险
131、新项目的安全管理主题
设计过程中的安全：
设计装置安全操作和安全维护（其中包括设计质量）
工艺危险性分析
工艺安全信息：
反复考虑制定一整套PSM相关文件和资料，可以很方便、很安全地进行装置操作和维护（信息管理涉及到的部分）
机械完整性方案
制造和施工质量保证：
确保建设实际资产，满足设计预期
施工安全性：
制造和施工活动的安全管理（更多的是针对人员安全）
变更管理制度（MOC）和试车与开车安全性
领导力和资源开发：
可持续性
把PSM纳入到项目管理步骤
商业计划
技术选择
项目章节，PDF格式，现场方案
执行策略
工艺管线流程图，平面布置图
项目执行方案
项目执行手册
承包商PEP
承包商PPM
124、项目安全管理
135、设计过程中的安全
考虑其复杂性
136、技术复杂性
143、设计过程中的安全性
考虑到其复杂性
了解危害性
降低、消除、管理和减少危险性
了解PSM的关键性（系统和设备），采用正确的设计和质量要求
利用更为严格的安全性和可靠性标准设计安全性关键系统（吸取汶川教训），例如：
不同施工材料、自动控制系统，备用系统、可靠的电源等等。
创建和管理关键性安全信息
机械完整性（MI）程序方案
支持开车和操作的准备状态
设计过程中的安全性源于概念设计阶段！
145、了解危险性
火灾
爆炸（气体、烃类蒸气、粉尘）
极端高温和低温
电
物理能，例如：
电动工具、机器、登高、弹簧、高压液体或者气体，拉伸电缆等等。
毒性，例如：
二硫化氢、一氧化碳、空气/氧气环境等等
腐蚀性
环境风险
146、了解危险性，我们为什么会担忧？
147、了解危险性，我们为什么会担忧？
148、了解危险性
153、设计过程中安全：
安全范围
为了将PSM纳入到我们工程设计的每个步骤中，特别是下面的设计过程中：
1、技术部分和化学品选择
2、工艺系统操作稳定性和可靠性
3、包含设备和管线系统压力的完整维护方案。
4、设备可靠性，例如：
转动设备。
5、仪表和控制系统的可靠性（特别是的SIS）
6、电气系统可靠性和安全性
7、库存控制和二次泄漏围堵
8、着火、烟气、气体/蒸气检测和防护
9、针对确保安全而指定的平面布置图和装置选址
10、应急警报、安全出口、应急响应预案
11、人为因数和可操作性（2014年在美国俄亥俄州发生的事故）
12、操作与维护手册或者说明书。
为了进行与安全相关的设计分析和审查（例如：
PHA、SIL）
在开车、运行和维护过程中的PSM提供所有必要的设计资料，其中包括竣工信息和基本数据。
为了支持开车前的安全审查
154、在项目审查过程中要把安全记在心中
对于计划、进度计划和资源进行审查
管道及仪表流程图和现场/平面布置图的审查
三维模型审查
可操作性和可维护性审查
可施性审查
设计安全审查（例如：
PHA、SIL等）
技术审查（对设计进行客观的审查）
质量审计
选通运输工艺
157、价值工程中的PSM
设计中的本质安全
装置/设备等级
可靠性建模
LCVA
简化工艺
设计达到能力
规格定制
技术选址
能源优化
废物减排
不断地改进所有工艺、吸取教训
可施工性审查
158、安全设计解决方案的层次
本质安全：
使用非危险性或者低危险性化学品和工艺条件，消除或者减少危害（例如：
水处理剂和油漆溶剂）
159、应对工艺危险的基本原则
尽可能减少危险：
尽可能使用少量的危险性物质
替代：
用不太危险的物质代替危险性物质
控制：
使用不太危险的条件或者一种物质的多种形式
简化：
设计装置可以消除复杂性病尽可能地减少操作错误
160、安全设计解决方案的层次
本质安全：
使用非危险性或者低危险性化学品和工艺条件，消除或者减少危害（例如：
水处理剂和油漆溶剂）
消极预防：
在任何控制装置还有主动发挥作用的情况下，在工艺和设备的设计过程中，减少危险性，例如储罐的堤坝、防爆膜）
积极预防：
使用控制器、安全联锁、ESD检测和控制危险，例如：
安全仪表系统
程序控制：
使用管理过程，例如操作规程、应急响应，预防火灾减少事故的影响。
162、安全防护层的实例
防护层分析或者LOPA
164、工艺安全性信息
编制正确的信息和文件
管理信息和文件
准确且已更新
容易读取
在安全管理的过程中不要忘记文件和信息管理的重要性。
165、工艺安全性信息的典型内容
材料危险性
所有原料的化学物理性质
原料、中间品和最终产品和废物
工艺设计依据、描述
工艺化学反应
工艺步骤和极限值
危险性物料的最大库存量
设备和装置的设计依据
工艺安全关键性设备清单
主要设备设计依据和数据
设备设计和制造规范和标准
166、工艺安全性信息（PSI）
PSI是设计信息包，描述了危险性、工艺和操作，PSM的第一步
PSI包一般包括三个部分：
原料的危险性
列出化学物理数据
列出原料、中间体、废物、最终产品
工艺设计依据
描述工艺化学反应
描述安全操作方法
其中包括工艺步骤和极限值
包括偏离极限值的后果
设备和系统设计依据
确定PS-关键性设备
描述主要设备和系统设备设计依据/数据，例如：
压力容器、减压装置
PSI文件管理制度
167、工艺安全信息的典型内容
工艺步骤
工艺化学翻译
工艺流程图
安全操作极限值
管线和仪表流程图和LDT
意外混合表
反应式的解释
最大预期清单/化学品清单
化学物理数据
热量平衡和物料平衡
减压系统设计依据
减压装置的设计
分区图
设备清单
安全关键设备和仪表评估
致命作业评估
结构设计依据
安全设备平面布置图和消防设备
现场消防水输送系统
火灾危险性评价
通风系统：
通风设计细节
机械安全系统
CSO-CSC阀门清单
阀门锁定清单
警报设置和停车设置
因果图
逻辑图
火灾和气体检测布置图
仪表数据单（全部防盗标签中都没有包括减压装置）
安全仪表测试程序
编制文件
其他PSI信息
168、设备设计依据
设备设计依据包括：
设备尺寸大小的确定依据
设备尺寸大小的确定结果
设计压力、稳定（考虑本质安全设计，例如：
针对全真空）
施工材料
腐蚀余度
现场的特定要求，例如：
风、地震、噪音
设备数据单
设备采购规范书
管道标准
管道/机械TFEA（装置工程协议）
仪表的工艺数据
减压装置设计依据
供应商提供的图纸
171、信息和文件管理的重要性
每个阶段中项目执行不可缺少的部分
文件/表情（登记、编号、修改控制、同步工程等等）
物理和电子加工和传输的大量文件。
进度计划驱动且高度时间敏感的执行，快速掉头的要求
发布的文件修改记录和传输记录的准确性和可追溯性
全球化文件创建者和接收者：
EPC承包商、分包商、第三方咨询者、管理机构等等。
173、维护和可靠性的基本数据
对于基于风险的装置检查（RBI）和维护：
操作安全性和可靠性
需要了解ERP（例如：
SAP）制度背景和装置操作和维护需要和实践做法
关键是在项目一开始就要制定数据收集标准、过程、工具和责任：
发挥功能的位置（做出标记）（针对SAP）
设备目标
设备维护策略
维护规程
维护任务清单
材料单（BOM）
备件表
对供应商进行管理，尤其是成套设备供应商
材料主数据、商品代码、WBS/台账编码（COA）和三维模型集成
175、标签有误导致压缩机停止运行
176、地下管线
信息丢失，对于中国的很多城市来说，这是一个非常大的问题。
177、乔治太平洋（造纸公司）硫化氢泄漏
2002年1月16日，美国阿拉巴马州pennington市
从卡车卸车装置中泄漏出来的硫氢化钠NaSH被人为地排放到下水道中，该下水道里常规加入硫酸以处理造纸厂的废水，这样导致形成硫化氢，硫化氢从人孔盖中泄漏出去。
两人死亡，多人严重受伤
没有化学反应表或者不知道该化学反应
允许这样混合的排放口的设计有问题
工人没有意识到这种危险，没有经过培训，同事们应该师徒拖出落入其中的工人，将其送到安全的地方，导致伤亡严重。
很可能没有正确实施的PHA或者CA，PHA或者CA中对此风险作出了描述。
183、平面布置图
NaSH卡车没有向这些储罐卸料。
实际上，向上勾住它，且将其卸料到这个位置上的多个硫酸亚铁罐中。
184、发生了什么事故？
两种化学品（NaSH和硫酸亚铁）反应产生了硫化氢，硫化氢是一种无色气体，难度为800ppm时有剧毒。
操作人员注意到出现了异常气味，然后就昏死过去了。
操作人员完全恢复，通知其他人员拨打911
发现卡车司机失去意识，后来，确认已经死亡
1、全程安全管理车间
石油化工装置和工业装置的安全管理
（1B部分）
博士，教授级高工
2016年11月份
3、记事本
新装置建设或者改造工作的安全管理
设计过程中的安全性
工艺安全信息
工艺危害性分析
质量保证
施工安全管理
变更管理
开车前的安全审查
安全操作
操作规程和安全作业实践做法
培训与技能考核
机械完整性
应急准备工作
维持安全绩效，文化转变
4、PHA（工艺危险性分析）和HAZOP
PHA
工艺危险性分析的意思
PHA是危险性工艺系统的工艺安全和风险管理
PHA使用的技术包括HAZOP研究、假设分析、故障模式和效果分析，简单筛选分析等等。
5、PHA成果：
多于HAZOP
本质更安全危险性识别后果分析与装置选址
假设分析PHAHAZOP
PS关键性分析人为因素QRA或者故障树分析LOPSIL
6、HAZOP过程中的常用方法
（1）收集适用文件和图纸
（2）将装置细分为多个可以管理的部分（节点）。
（3）编制待检查的参数和操作清单。
（4）对于每个节点专门设定偏差。
（5）列出并记录下每个偏差的原因。
（6）列出并记录每个原因的后果。
（7）列出并记录可以防止原因或者后果的防护手段和控制手段。
（8）评价残余风险容忍度。
（9）如果风险超过了可容忍水平，那么推荐减轻风险的附加措施（行动）。
7、HAZOP典型审查文件
风险矩阵
工艺描述
DBM（设计依据备忘录/工艺设计依据）
材料安全数据单
管线仪
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