BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故给我们的启示.docx

1、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(PSM KPI、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,

2、 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- Chemical Safety Board 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

3、 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

4、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

5、/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 。

6、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 586.1m 3, 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

7、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

8、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

9、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 , 283 Kpa, 290 Kpa, 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

10、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

11、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 3

12、7m , 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

13、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

14、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

15、, 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

16、 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