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化工生产过程的安全管理 2 1 本质安全化设计 3 主要内容 3 第一章事故回顾 20世纪70年代以来 化工行业连续发生灾难性事故 1974年英国环己胺泄露事故 1984年印度Bhopal事故 2005年BP德克萨斯州炼油厂火灾爆炸事故以及2005年我国吉林石化双苯厂爆炸事故等 为了防止此类事故继续发生 各国政府以及各大石化公司相继制定了安全管理标准 国外立法与标准 1992年美国职业安全卫生局 OSHA 发布了过程安全管理 PSM 1996年美国环保署 EPA 颁布了风险管理规程 RMP 1996年英国标准协会制定了BS8800标准 在我国 1997年中国石油天然气总公司发布了 石油天然气工业健康 安全与环境管理体系 1998年中国劳动保护科学技术学会制定了 职业健康管理体系规范及使用指南 1999年10月国家经贸委颁布 职业安全卫生管理体系试行标准 2001年中国石油化工集团公司发布了 中国石油化工集团公司安全 环境与健康 HSE 管理体系 2002年国务院颁布了 危险化学品安全管理条例 事故回顾 4 事故回顾 1947年4月16日 GRANDCAMPLES BAIN轮在得克萨斯港爆炸 约12小时后 高飞者 轮因之着火爆炸 爆炸和大火使得周围工厂和社区大面积毁损 这起事故至今仍然是美国历史上最大的化学品灾难 5 工厂的72位雇员当场死亡 95位一周后仍然下落不明 24位化学师中 当时正在监控生产的22位在爆炸中丧生 请注意两条轮船的位置 事故回顾 6 Flixborough England 英格兰 环己胺爆炸 死亡28人 爆炸原因 设计不当 事故回顾 7 事故回顾 8 Bhopal India印度博帕尔 1984年12月3日联合碳化物厂200吨异氰酸甲酯溢漏 估计有2 000人丧生 另有100 000人受伤 事故回顾 9 事故回顾 10 11 今年以来 全国共发生9起危险化学品和化工较大事故 导致35人死亡 52人受伤 而2013年1 5月份危险化学品和化工较大事故共3起 死亡13人 2013年全年共发生危险化学品和化工较大事故14起 死亡47人 尤其进入4月份以来 已发生5起较大事故 安全生产形势十分严峻 事故回顾 12 今年以来危化 化工 较大事故 事故回顾 13 一 山东滨州滨阳燃化 1 1 中毒事故2014年1月1日23时20分 山东滨州阳信县滨化滨阳燃化有限公司储运车间由石脑油储罐向重整装置送料过程中发生石脑油泄漏 泄漏时间从22时30分至23点40分 泄漏量约240立方米 在处置过程中发生硫化氢中毒事故 造成4人死亡 3人受伤 事故回顾 14 事故直接原因 维护人员为防冻防凝拆开倒罐管线上的一处法兰排水后未及时复原 在向生产装置送料 经事故后检测 硫化氢含量在3800ppm 时 操作人员错误开启倒罐阀门 造成石脑油泄漏 在处置泄漏过程中 现场人员未佩戴个体防护用品 释放出的硫化氢气体致使人员中毒 管理 人的问题 事故回顾 15 事故回顾 16 16 二 安徽亳州康达化工 1 9 中毒事故2014年1月9日9时许 安徽省亳州市康达化工有限公司 以下简称康达公司 发生一起非法违法较大中毒事故 造成4人死亡 2人轻伤 事故回顾 17 17 2013年9月1日 康达公司将部分空闲厂房和场地以300万元 年租给山东籍人员王某 王某在未办理任何审批手续的情况下 自行购买安装设备 组织人员生产农药莠灭净 1月9日9时许 王某所聘技术人员张某去异丙醇输送泵泵池 深约2 6m 宽约1 5m 长约5m 查看 入池后中毒晕倒 随后现场另3名工人未佩戴个体防护用品下去施救 也倒在池内 其他2名工人听到呼救后 在泵池边用铁钩将4人救出 4人经抢救无效死亡 最后实施救援的2人在施救过程中 也轻微中毒 事故回顾 18 事故回顾 19 事故直接原因 异丙醇溶剂泄漏到泵池内 其中溶解副产物硫化氢 氰化氢气体逸出 聚集在泵池内 技术人员未经过进入受限空间审批 未做任何气体检测进入池内造成中毒 其余3人未佩戴防护用品盲目施救 造成伤亡扩大 非法生产和进入受限空间管理问题 事故回顾 20 三 吉林通化化工 1 18 爆炸事故2014年1月18日14时20分左右 通化市通化化工股份有限公司合成车间甲醇工段水洗岗位供水泵房发生爆炸 造成3人死亡 5人轻伤 事故回顾 21 事故回顾 22 稀醇罐近景 事故回顾 23 事故直接原因 操作人员打开净醇塔底部去精醇工段阀门后 未同时开启稀醇罐的补水阀门 导致净醇塔底部稀醇液位低于300mm的控制线 净醇塔底出料管口暴露在塔内高压 12MPa 气体中 高压气体沿着出料管线窜入常压的稀醇罐 罐内压力急剧上升 将罐顶掀开 净醇塔至稀醇罐的管线断裂 大量工艺气体 氢气约占75 释放到泵房 达到爆炸极限 由于高压气体在释放过程中产生静电引发爆炸 硬件和管理问题 事故回顾 24 事故回顾 25 四 四川攀枝花天亿化工 3 1 中毒事故2014年3月1日15时50分 四川省攀枝花市天亿化工有限公司 以下简称天亿公司 2号冶炼炉发生泄漏着火中毒事故 造成3人死亡 事故回顾 26 3月1日15时50分左右 天亿公司2号冶炼炉炉底被烧穿 高温炉料泄漏着火 磷蒸气快速扩散 导致在炉底斜下方约3米处一楼检修室 设置位置是否合理 内休息的3名工人中毒窒息死亡 事故回顾 27 事故现场 事故回顾 28 事故直接原因 当班操作工人在操作过程中 未注意到炉底温度升高 正常操作时 温度在1300 1500 该公司炉底温度检测仅靠当班操作工人手持红外线温度检测仪现场检测 每班两次 温度控制靠人工操作加热电极的升降实现 导致炉底被烧穿 造成事故 硬件和管理问题 事故回顾 29 29 五 内蒙古乌海泰和煤焦化 4 8 爆炸事故2014年4月8日10时45分 内蒙古乌海市泰和煤焦化集团有限公司化产车间脱硫工段在罐顶动火作业时发生爆炸事故 造成3人死亡 1人重伤 1人轻伤 事故回顾 30 30 4月8日10时45分 在正常生产情况下 检修人员及监护人员共5人 在对清液管道进行焊接作业时发生爆炸 3人被气流冲击到脱硫液循环泵泵房屋顶 1人被冲击到循环泵泵房北侧地面上 1人被冲击到脱硫液循环泵泵房南侧坠地 导致3人当场死亡 1人重伤 1人轻伤 事故回顾 31 事故回顾 32 事故后循环罐周边情况 事故回顾 33 33 事故直接原因 脱硫液中挥发出来的氨气充满罐顶上部 在罐顶附近清液管道上进行动火作业时 引起罐内爆炸 导致事故发生 动火管理问题 罐顶动火爆炸在乌海不止一次了 事故回顾 34 六 江苏如皋双马化工 4 16 爆燃事故4月16日10时左右 江苏省南通如皋市双马化工有限公司硬酯酸造粒塔发生爆炸 起火 事故造成8人死亡 9人受伤 其中3人危重 度烧伤分别达到91 96 98 事故回顾 35 4月16日上午10时左右 处于正常喷雾造粒生产过程中 维修工人在给造粒塔底部锥形料仓加装敲击锤 动火作业 时 造粒塔内发生粉尘爆炸 爆炸后引发大火 造成造粒塔下的钢构支架强度失效 造粒塔架倒塌 8人死亡 9人受伤 事故回顾 36 造粒塔倒塌全景 事故回顾 37 造粒塔倒塌全景 事故回顾 38 事故的直接原因 在未停车清理情况下 在造粒塔下料斗处动焊加装敲击锤过程中 焊接高温引起造粒塔内硬酯肪酸粉尘爆炸 继而引发火灾 装置坍塌 动火管理 正规设计正规施工问题 关注粉尘爆炸 事故回顾 39 设备示意图 事故回顾 40 造粒塔底部料仓 事故回顾 41 造粒塔内部因外部焊接出现的高温痕迹 内部出现焊接高温痕迹 事故回顾 42 42 七 山西临汾永鑫焦化 4 26 爆炸事故2014年4月26日12时30分左右 山西省临汾市安泽县永鑫煤焦化有限责任公司检修过程中发生煤气爆炸事故 造成4人死亡 31人受伤 其中8人重伤 事故回顾 43 煤气管道装盲板处 事故回顾 44 44 事故直接原因 盲板安装错位 并且未完全紧固 煤气渗漏 检修作业现场 密闭厂房 煤气富集 作业监护人员和安全管理人员随身携带的便携式可燃气体报警仪报警 但未引起重视 检修过程中机械作业产生的火花引爆煤气 因3项检修作业同时进行 致使伤亡较大 盲板管理和预警管理 检修组织问题 事故回顾 45 45 八 辽宁灯塔北方化工 4 24 中毒事故2014年4月24日11时左右 辽宁省辽阳市灯塔市北方化工有限公司配套污水处理站在安装污泥泵的过程中发生中毒事故 造成3人死亡 事故回顾 46 46 4月24日11 00 北方化工公司3名职工在公司南厂区污水处理站进行检维修工作 需在厌氧池 长4米 宽1米 深4米 水深约1米 厌氧池顶部有盖板 当天早上 工人将盖板打开进行自然通风 底部安装一台污泥泵 1名职工从厌氧池出口进入准备安装时跌入厌氧池 另2名职工在实施抢救过程中 也跌入厌氧池 事故回顾 47 事故回顾 48 事故回顾 49 49 事故直接原因 厌氧池底污泥中含有硫化氢 致使硫化氢在厌氧池中聚集 在没有对厌氧池进行完全置换 未对厌氧池内气体含量进行检测 未履行进入受限空间审批程序的情况下 员工进入厌氧池内工作晕倒 其他员工未佩戴任何防护用品盲目施救 导致伤亡扩大 进入受限空间管理和科学施救问题 事故回顾 50 九 四川广元天森煤化 5 2 爆炸事故5月2日14 50许 四川广元市旺苍县嘉川镇辖区内天森煤化有限公司 以下简称天森公司 在污水池进行焊接作业时发生爆炸 造成3人死亡 事故回顾 51 事故现场图 事故回顾 52 事故直接原因 天森公司污水处理池中污水所含有机物挥发 可燃气体集聚 作业人员在未经动火审批 没有进行可燃气体浓度检测分析的情况下进行焊接作业 引爆可燃气体 导致事故发生 动火管理问题 事故回顾 53 在这9起较大事故中 5起爆炸事故 4起中毒窒息事故 7起涉及直接作业环节 其中动火 3起 进入受限空间 2起 检维修 2起 动火 进入受限空间和检维修作业管理亟需加强 防爆炸和中毒窒息是事故防范重点 这些事故总局都在第一时间跟踪 并挂到总局网站上 如果各企业都严格遵守 化工 危险化学品 企业保障生产安全十条规定 这些事故都可以避免 希望各地引以为戒 举一反三 扎实做好事故防范工作 事故回顾 从事故中吸取教训 这些事故为什么会发生 工艺设计不合理项目建设有缺陷人员的操作不规范设备本体有缺陷设备维护保养不适当等等 事故回顾 54 55 第二章化工生产过程危险性分析 未反应原料循环 未反应原料循环 原料 预处理物化 化学反应过程 副产物 提纯 物理 产物 化工生产过程危险性分析 56 化学反应过程的危险性 化工生产过程危险性分析 57 化工生产安全事故类别及特点 燃烧与爆炸 燃烧是可燃物与助燃物发生的一种发光放热的化学效应 爆炸是物质发生急剧的物理 化学变化 在瞬间释放出大量的能量并伴随有巨大声响的过程 化工生产过程危险性分析 58 分为电击和电伤两种类型 电击是全身伤害 但一般不在身体表面留下大面积明显伤痕 电伤是电能转变为热能 化学能 机械能等其它形式的能 能对人体造成伤害 电气事故 化工生产过程危险性分析 化工生产安全事故类别及特点 59 静电和雷电事故 化工生产过程危险性分析 化工生产安全事故类别及特点 60 塑料管道 绝缘材料 化工生产过程危险性分析 静电和雷电事故 化工生产安全事故类别及特点 61 2007年6月8日 九龙镇金龙工业区某企业树脂生产车间发生一起雷击引起的火灾事故 烧毁反应釜2套 控制台2套 控制柜等电路设施 无人员伤亡 化工生产过程危险性分析 62 事故原因 树脂生产车间防雷设施配置未达到要求 从现场勘察分析 雷电没有直接击中树脂生产车间 而是因为邻近雷击引起树脂生产车间的反应釜地电位抬升使供电线绝缘击穿 导热油泄漏引起火灾 被熏黑的厂房 化工生产过程危险性分析 63 化工生产过程危险性分析 被烧毁的反应釜 被烧毁的反应釜电热棒 被烧毁的控制电柜 64 2007年10月26日 某危险化学品生产企业发生一起静电引起的危险品火灾事故 一名员工对搅拌缸的油漆进行调色 在投加溶剂油时 右手用小铁勺 无接地 将溶剂过滤沿缸壁边投加到大缸内 过滤网突然起火 因溶剂挥发性大 员工穿着的防静电服瞬间被点燃 事故模拟图 化工生产过程危险性分析 65 事故原因 员工操作使用的过滤网金属圈没有静电接地 在添加溶剂时 过滤网金属圈形成浮游金属产生静电与金属小勺放电产生火花 将周边可燃的溶剂蒸汽点燃 员工使用的防静电服材质含有化纤成份 一旦有火源 非常容易引火燃烧并迅速漫延 受伤人员短时间无法摆脱 化工生产过程危险性分析 66 受伤的员工 过滤网 事故导致该员工左手臂 左躯干上身侧29 度烧伤 损失工作日250日 经济损失26万元 化工生产过程危险性分析 67 职业中毒与尘肺 化工生产过程危险性分析 化工生产安全事故类别及特点 68 煤炭工尘肺 化工生产过程危险性分析 职业中毒与尘肺 化工生产安全事故类别及特点 69 压力容器爆炸 造成的损害比常压机械设备大得多 且易引发中毒 火灾 爆炸等次生灾害 常见的失效形式是破裂失效 化工生产过程危险性分析 化工生产安全事故类别及特点 70 压力容器爆炸 化工生产过程危险性分析 化工生产安全事故类别及特点 71 腐蚀 在化工生产中 所用原料及中间产品 成品等大部分具有腐蚀性 对建 构 筑物 机械 设备 仪表 电气设施 均会造成腐蚀破坏 严重影响生产安全 按照腐蚀机理可分为缝隙腐蚀 孔蚀 晶间腐蚀 应力腐蚀破裂 氢损伤 腐蚀疲劳 选择性腐蚀七类 化工生产过程危险性分析 化工生产安全事故类别及特点 72 化工生产过程危险性分析 73 化工生产过程危险性分析 74 在金属表面还看不出破坏时 晶粒之间已丧失了结合力 若掉在地上 也失去了金属的轻脆声 严重时只要轻轻敲打就会破碎成粉末 化工生产过程危险性分析 腐蚀 化工生产安全事故类别及特点 75 管道已经严重减薄用手一按就变形管道剖开后内部状况 化工生产过程危险性分析 腐蚀 化工生产安全事故类别及特点 76 藤壶对轮船的腐蚀 化工生产过程危险性分析 77 非金属材料的腐蚀混凝土的腐蚀 化工生产过程危险性分析 腐蚀 化工生产安全事故类别及特点 78 1967年12月 位于美国西弗吉尼亚州和俄亥俄洲之间的俄亥俄桥突然塌入河中 死亡46人 事后检查 是由于钢梁应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳而产生裂缝所致 同年 英国内普罗石油化工公司 环已烷氧化装置的旁通管发生硝酸盐应力腐蚀破裂 引起环已烷蒸气管爆炸 死28人 伤105人 损失达1亿美元 1965年3月4日 美国路易安那州输气管线破裂着火 死17人 事后检查是由于管线产生应力腐蚀破裂 1970年 日本大阪地下铁道的管道因腐蚀破坏而折断 引起瓦斯爆炸 乘客当场死亡75人 1985年8月12日日本一架波音747客机由于发生应力腐蚀破裂而坠毁 一次死亡500多人 1979年 我国某市液化石油气贮罐爆炸起火 死伤几十人 化工生产过程危险性分析 79 锈蚀也是1967年西弗吉尼亚州银桥倒塌事故的重要因素 这座钢铁吊桥在1分钟之内就倒塌了 桥上的46名司机和乘客遇难 1928年 1967年 化工生产过程危险性分析 80 云南石龙坝水电站的老电机经常处于 开肠破肚 状态 2003年10月14日 中国最早的水电站 云南华电石龙坝发电厂由于所有水发设备被上游污水严重腐蚀 历经多次大修更换无济于事 宣布停产 化工生产过程危险性分析 81 爆炸事故屡见不鲜 相同事故接连不断 设备缺陷比例很大 正常生产时事故隐患多 化工生产过程危险性分析 化工事故统计 泄露事故普遍发生 恶性事故没能遏制 82 2005年7月26日 江苏无锡化工厂爆炸 8人死亡 4人重伤 2008年3月15日 广深公路两台加长货柜车在装卸货物时发生大爆炸 引发附近包括一栋居民楼在内的数个建筑物火灾 化工生产过程危险性分析 83 2003年12月23日重庆开县井喷事故 剧毒硫化氢夺走243条人命 4000多人中毒就医 10万人连夜疏散 直接经济损失达6432多万元 2004年重庆天原化工厂爆炸 发生氯气泄露 9人死亡 15万人大转移 化工生产过程危险性分析 84 85 第三章本质安全化设计 什么是本质安全 本质安全化设计 86 企业内部存在危险因素综合分析有七大类 本质安全化设计 87 本质安全化设计 88 事故系统4M要素 80 10 4 6 人的不安全行为 Men 机的不安全状态 Machine 环境不良影响 Medium Men Machine Medium Management 管理的欠缺 Management 本质安全化设计 89 铝合金梯子搭放日光灯金属罩上 忽视整体重心 包装破损 将其向里或向外放 结果完全不同 一些金属碎屑进入到设备内 当足够大的外力作用到门上 电源线 数据线会怎样 人又会怎样 电源线 数据线就在门与框的 铡刀 间 物的不安全举例 本质安全化设计 90 什么是本质安全 本质安全化设计 91 失误 安全功能 指操作者即使操作失误 也不会发生事故或伤害 或者说设备 设施和技术工艺本身具有自动防止人的不安全行为的功能 故障 安全功能 指设备 设施或生产工艺发生故障或损坏时 还能暂时维持正常工作或自动转变为安全状态 本质安全化设计 92 1977年 英国科学家TrevorKletz第一次提出 本质安全 原因 1974年在英国Flixborough发生了一起重大爆炸事故 事故是由从高温高压工艺中泄露出数吨的环己胺造成的 帝国化学公司 ICI 的安全专家 TrevorKletz 提出 消除这类事故的最佳方法不是开发更加可靠的安全装置或设备 而是通过 消除危险或者大幅度降低危险程度的方式 来取代这些安全装置或设备 本质安全概念的提出 本质安全化设计 93 本质安全基本原理 最小化原理 采取措施消除或减少系统中的危险因素 系统中的危险因素越少 发生事故的概率就越小 危险物质的数量越少 发生事故可能造成的后果严重程度就越小 替代原理 在系统中使用相对更安全的物质替代危险的物质 稀释原理 必须使用含危险性事物时 采用危险 有害物的最小危害形态或造成最小危险的环境 工艺等条件 简化原理 保证系统中的工艺 设备 管理程序 制度等保持最简洁 科学 合理 标准化 科学化 合理化 本质安全化设计 94 本质安全化 为使设备达到本质安全而进行的研究 设计 改造和采取各种措施的最佳组合 本质安全化设计 95 本质安全化特点 本质安全化设计 96 本质安全化方法 降低事故发生概率 本质安全化设计 97 事故严重度指因事故造成的财产损失和人员伤亡的严重程度 事故的发生是由于系统中的能量失控造成的 事故的严重度与系统中危险因素转化为事故时释放的能量有关 能量越高 事故严重度越大 因此 降低事故严重度具有十分重要的作用 本质安全化设计 本质安全化方法 降低事故严重度的措施 98 通过时空措施防止物不安全状态和人不安全行为的交叉 从根本上消除发生事故条件 消除物的不安全状态 设备自动防止操作失误和设备故障 避免人操作失误或设备自身故障 通过人 机 环境系统的优化配置 使系统处于最安全状态 基本途径 最大限度降低 设备 材料 方法 环境 生产安全事故风险 本质安全化设计 99 本质安全理念认为 所有事故都是可以预防和避免 本质安全化设计 100 101 第四章化工生产过程安全技术措施 化工工艺过程开发的步骤 立项 实验室基础研究 小试 概念设计 模型实施 中试 技术经济评价 基础设计 工程设计 建立生产装置 化工生产过程安全技术措施 102 化工过程安全保护层次 化工过程本质安全设计技术 基本工艺参数监测和控制 关键参数报警 工艺联锁系统或紧急停车程序 冗余系统设置 物理保护措施 事故应急救援 预防事故设施 控制事故设施 减少与消除事故影响设施 化工生产过程安全技术措施 103 化工生产过程安全技术措施 104 预防事故设施 检测 报警设施压力 温度 液位 流量 组份等报警设施 可燃气体 有毒有害气体 氧气等检测和报警设施 用于安全检查和安全数据分析等检验检测设备 仪器 化工生产过程安全技术措施 105 组分仪器 温度计 压力表 液位计 流量计 化工生产过程安全技术措施 106 可燃气体检测仪 报警仪 化工生产过程安全技术措施 107 设备安全防护设施防护罩 防护屏 负荷限制器 行程限制器 制动 限速 防雷 防潮 防晒 防冻 防腐 防渗漏等设施 传动设备安全锁闭设施 电器过载保护设施 静电接地设施 化工生产过程安全技术措施 预防事故设施 108 负荷限制器 防静电接地线 防护罩 化工生产过程安全技术措施 109 防爆设施电气 仪表的防爆设施 抑制助燃物品混入 如氮封 易燃易爆气体和粉尘形成等设施 阻隔防爆器材 防爆工器具 化工生产过程安全技术措施 预防事故设施 110 通风柜 通风橱 作业场所防护设施 化工生产过程安全技术措施 预防事故设施 111 逃生器材 化工生产过程安全技术措施 112 风向标 化工生产过程安全技术措施 安全标识 预防事故设施 113 止逆阀 泄压阀 化工生产过程安全技术措施 泄压和止逆用于泄压的阀门 爆破片 放空管等设施 用于止逆的阀门等设施 真空系统的密封设施 控制事故设施 114 普通单向阀 液控单向阀 化工生产过程安全技术措施 止逆阀亦称单向阀 止回阀 控制事故设施 115 化工生产过程安全技术措施 紧急处理紧急备用电源 紧急切断 分流 排放 火炬 吸收 中和 冷却等设施 通入或者加入惰性气体 反应抑制剂等设施 紧急停车 仪表联锁 控制事故设施 116 紧急切断阀 仪表联锁装置 化工生产过程安全技术