BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故给我们的启示.docx
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BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故给我们的启示
BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故给我们的启示
唐彬1天津市居安企业管理咨询有限公司
何琛2上海于睿商务咨询有限公司
关键词:
过程安全绩效指标（PSMKPI、过程安全管理、火灾、爆炸、美国化学品安全与危害调查委员会（CSB
摘要
本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故的分析,从过程安全管理及过程安全绩效指标方面深刻分析产生爆炸事故的原因,并提出改进措施。
1.介绍
目前很多企业都是执行HSE管理体系,把零伤亡作为企业安全管理的目标,所以我们管理的重点自然而然就变成对人身安全的管理,但是对诸如操作工违反操作规程进行操作、报警的次数、联锁触发的次数、安全阀起跳的次数已经企业内出现的泄露事故关注的相对较少,但是这些看似微不足道的隐患往往最后导致了重大的过程安全事故的发生。
所以我们需要重视过程安全管理,重视过程安全管理的绩效。
本文通过美国化学品安全与危害调查委员会（CSB-ChemicalSafetyBoard对美国BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故的分析,提出了企业应重视过程安全管理和过程安全管理绩效,并阐述过程安全管理绩效的划分和目的。
2.BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故经过
2005年3月23日13时20分左右,英国石油公司（BP位于美国德克萨斯州（Texas的炼油厂异构化装置发生了严重的火灾爆炸事故,该事故为美国作业场所近20年间最严重的灾难。
事故造成15人死亡,180余人受伤,爆炸产生的浓烟对周围工作和居住的人们造成不同程
度的伤害,直接经济损失超过15亿美元。
德克萨斯州的炼油厂是BP公司最大和最复杂的炼油厂,其每天生产汽油产量达1000万加仑（约占整个美国汽油销售总量的2.5%。
此外,它还生产喷气式发动机燃料、柴油燃料和化学原料。
炼油厂有29个炼油工艺装置和4个化工装置,占地1200英亩,拥有1800名BP正式员工,事故发生时另外有大约800名承包商员工在现场,正在进行检修作业。
2.1异构化装置生产工艺
事故发生在德克萨斯州炼油厂的异构化装置检修后的开车阶段,异构化装置建于1980年,为了生产高辛烷值的无铅汽油,该装置由四部分组成,超细脱硫器、戊烷和己烷反应器,蒸汽回收/液体循环装置和残液分馏塔,异构化工艺就是在不移除或加入任何原子情况下改变原子排列,将直链的戊烷和己烷转变成高辛烷值的异戊烷和异己烷进行汽油调和。
该精馏塔接收来自芳烃回收装置（ARU的非芳烃物料,然后将其分馏成轻组分和重组分。
残液分离装置包括一个进料缓冲罐、蒸馏塔、加热炉（加热炉分两部分,一部分给精馏塔再沸器加热,一部分给塔进料预热、空冷器、回流罐、泵和换热器。
总残液的40%都在塔顶作为戊烷和己烷轻组分残液而回收,并作为异构化装置的原料。
剩余的重组分残液被用作烯烃裂解的原料,用以生产普通的无铅汽油。
残液精馏塔一个立式精馏塔,内径3.8m,高52m,满塔容积为586.1m3,塔内安装有70层塔盘。
图1:
残液精馏流程简图
残液通过泵从残液精馏塔的中间位置进入塔内,在进料管线上有自动流量控制回路,进料需要先通过换热器与残液精馏塔塔底出料进行换热然后在送至加热炉再次加热,精馏塔塔底重残液通过塔底泵,一部分去塔底再沸器进行加热后返回塔底,一部分给进料换热后再经过水冷却器后至规定温度后送至储罐,采出量根据塔底液位自动调节,以保证塔内液位的稳定。
精馏塔装有一个液位远传,在DCS上显示,液位远传能指示塔内1.5m-2.7m的液位,精馏塔也装有两个独立的液位报警,一个报警值设置为72%（约2.3m高液位,另一个是液位报警是开关形式,报警值为78%（约2.4m高液位,精馏塔也设有低液位报警。
塔顶的气相进入距塔底约8m高的空冷器进行冷凝,冷凝的液体进入回流罐,回流罐在正常生产期间进行满罐操作,回流罐的液体通过回流泵一部分从塔顶的第一块塔盘回流回塔,一部分采出经过冷却后去储罐,回流罐也设有液位高低报警和一个设定值为483Kpa的安全阀,安全阀设有旁通管线,旁通管线连接至装置的放空系统,在开车期间,不凝气、氮气等通过安全阀的旁通管线放空。
为了保护精馏塔不超压,在塔顶气相管线上安装有3个并列的安全阀,安全阀出口连接至放空罐,放空罐设有一个高点放空烟囱。
安全阀的设定分别为276Kpa,283Kpa,290Kpa,安全阀设有旁通阀,用于放空不凝气和系统放空。
放空系统收集异构化装置的所有放空气,放空气现在放空罐中进行分液,然后高空排放。
精馏塔的放空管线外径356mm,约
270m
长。
图2:
放空总管
放空气中携带的液滴或冷凝下来的液体在放空罐底部集聚,放空罐内径3m,高8m,放空罐上有一个直径860mm,离地面高36m的烟囱直接对大气排放,放空罐中设有7块挡板,以便分离放空气中携带的液滴。
放空罐底部管线上设有一个液封（见图3所示,以保证放空罐中有一定的液位,液封出口管线上设有一个手阀排放至地沟,这个手阀平常处于铁链锁开状态。
见图4所示。
在放空罐底部还有一根排静管线,管线上的手阀处于常关。
放空罐上设有液位计以便监控液位,同时当放空罐中的液位到液封的高度时会有高液位报警。
图3:
放空罐及液封
期号:
2015-12
图4:
液封及锁开的手阀
与异构化装置毗邻的芳烃回收装置还处于维修阶段,有大量的承包商参与维修作业,在异构化装置的西边有很多的活动板房,离放空罐距离约37m,维修作业的承包商在活动板房中办公、洗衣、更衣和淋浴。
图5:
异构化装置周边布置图
2.2事故发生过程
在异构化装置开车前,刚刚完成了检修作业,在检修的过程中操作工分成两组进行倒班,每班工作12小时,计划在开车正常后恢复正常的倒班时间。
BP有严格的开车前管理程序,其中要求在维修作业后开展开车前检查（PSSR,在事故发生两年前已经在维修作业后开展PSSR,但是由于工艺安全协调员对异构化装置不熟悉,所以在开车时没有开展PSSR。
在开车前的设备检查过程中,残液精馏塔的关键仪表和设备被查出存在故障,在检修的过程中操作工指出塔底的液位远传及现场的视镜存在问题你,但是由于检修时间紧迫,指示对液位计的隔离阀进行了更换,计划等开车后再各阀门后再进行维修。
操作人员也发现回流罐上的压力控制阀存在故障,DCS对阀门进行操作,但是现场发现阀门根本没有动作,报告给直管经理时,并没有下工作单进行维修,并且在开车前直管经理还签字确认了所有的仪表都经过了测试。
3月22日夜班班组得到了残液分离塔开车的指令,夜班班长在异构化装置的现场操作室进行开车前的灌塔操作,夜班内操做中控室进行另外两套装置的操作,夜班班长没有使用开车操作程序有没有对操作进行记录,这样导致下一班接班时没有任何记录文件。
3约23日凌晨2:
15分,开始给残液精馏塔进料;
2:
27分塔底液位在开始上升;
2:
44分内操打开了再沸器流量调节阀,以此建立再沸器循环并向再沸器回路灌入残液;2:
55分所示液位掉回到3%,然后,分馏塔底部液位又逐渐开始上升;
3:
09分液位指示器的开始高液位报警,报警一直持续到事故发生,但是高液位报名开关一直没有报警,由于没有人意识到这个高液位开关没有报警存在故障,所以在操作日志上没有任何体现,在塔内液位计再沸器等设备灌液完成后,夜班当班人员停止了进料和塔底的循环泵,塔底的液位控制阀处于设置在关状态;
5:
00分夜班班长告诉主管和内操他要离开公司,简短的介绍了他在现场操作室都做了
什么工作,在中控室的操作日志上写到“异构化装置已经完成了部分进料,请继续进料”;6:
00分白班内操来接班,与夜班内操进行了交接,但是夜班内操并没有直接进行夜间进料的操作,所以对残液精馏塔的操作情况提供的信息很少,白班内操通过阅读操作日志,以为夜班只是给塔进行了进料,并没有意识到
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