危险化学品装置施工风险管控

危险化学品装置施工风险管控

李代兵 杨小伟

重庆腾泽化学有限公司，重庆 400900

[摘要] 近年来危险化学品生产安全事故频发，在危险化学品重点县专家指导服务中和国家暗访组检查中，发现诸多危险化学品重大安全隐患。危险化学品装置和储存建设需要考虑谁诸多因素，本文主要从建设施工风险分析和管控，达到安全施工和安全生产的目的。

一、化工装置的风险识别

化工装置、原料和产品多为易燃、易爆物质，且处于高温、高压、加氢、加氧等操作条件下，罐区原料和成品储存量大，介质闪点、燃点低，受到外界环境影响因素大，如温度、湿度等，给装置带来一定的运行风险，由于装置处理原料所含组分对设备材质具有腐蚀性，因此，当泄漏温度超过其自燃点、遇静电或热源就可能引发火灾、爆炸事故。

加氢、加氧反应属强烈的放热过程，在装置运行过程中随着温度、压力不断升高，会导致鼓泡、氢脆、氧脆、表面脱碳、剥离及腐蚀，其中最重要的是氢腐蚀，这种腐蚀存在于加氢反应器及相应的管线等。此外，加氢、加氧反应若加料速度过快、升温过高或过快搅拌不及时等，都可能会使热量积聚，温度、压力急剧上升，发生反应失控，导致冲料，严重的可致反应釜爆炸。

加热炉，加热炉出口温度较高，辐射管中介质有煤气、氢气、甲烷等，若加热炉选材和焊接质量不当，易发生炉管腐蚀穿孔或焊口拉裂泄漏，油气泄漏遇明火即可发生爆燃。此外，加热炉因操作不当，燃料气带液压力升高也会造成加热炉超温。在开工点火或停炉再点炉时，如炉膛置换不净，监测不到位，当燃料气达到爆炸浓度时，会发生炉膛爆炸事故。

（1）管道。管道是生产系统的血液循环系统；涉及到腐蚀、泄漏、火灾等问题，特别是压力管道，容易发生泄漏。

（2）反应器。反应器属装置的核心设备，加氢装置的反应器是合成塔，加氧装置的反应器是转化炉。在生产过程中，随着反应的不断深入，释放的热量逐渐增加，在装置内沿反应器轴向存在催化剂床层温升，当反应温升过高而不可控制时，可能导致反应物流在高温区内发生激烈反应，甚至发生二次、三次裂解反应，放出更多的反应热，使反应温度更高，如此恶性循环，可能导致温度超过催化剂允许的最高使用温度，损坏催化剂，甚至可能引起催化剂床层“飞温”，若不及时处理或处理不当将发生着火爆炸事故。

（3）储罐。储罐容易发生泄漏、超液位冒顶或地面下层等问题。

二、设计及施工中的注意事项

化工装置设计需考虑各项法规和规范，同时应考虑法规及规范的变化趋势，有可能设计符合当有法规规范，但过几年就不符合要求了，给企业安全整改和政府监管带来很大的困难。所以设计中应当考虑本质安全问题，任何安全相关的法规和规范的更改，不外乎围绕本质安全这个中心点开展。所以设计应当有较大的灵活性。

施工过程的风险涉及面就比较广了。施工分为土建施工和安装施工，土建施工包括基础建设和厂房建设。安装施工包括设备安装、管道安装和其它监测监控设施等安装。施工场所设置“五图、一表”。

土建施工中，首先是进行基础建设，如果基础建设不扎实，设备、储罐就会下陷，从而引发安全事故。所以基础一定要牢靠，要按设计要求挖基坑，挖基坑属于动土作业和受限空间作业，易引发相关事故，如挖到地下危险化学品管道引发火灾爆炸事故、损坏地下重要设施、塌方、人员受限空间中毒、坠落等事故。所以在施工前，必须先了解动土处地下设施情况，确认动土安全条件，尽量采用机械挖掘，避免人员进入坑道发生受限空间中毒事故；基坑周围应设围栏，防止坠落事故；坑道深度、钢筋制作和浇筑均应在监理的监督下实施，确保施工质量。厂房建设常用的混凝土结构和钢架结构。混凝土结构造价较大，建设慢，但耐腐蚀，使用长久；钢架结构造价低、建设快，但易发生腐蚀，维护成本高。化工企业环境大多腐蚀性强，所以宜选用混凝土结构。厂房建设过程中，有发生高处坠落和吊装事故风险。所以应规范搭设架子，高处作业人员应持证上岗，系安全带，安全带高挂低用，搭设安全防护网，严防高处坠落。吊装材料时，应选用合适的吊装工具，落实安全措施，严禁使用淘汰工具。

设备安装在选型时，应严格按设计选择，选择合格供应商及合格产品，安装时涉及动火和临时用电，特别是临时用电，必须按要求安装漏电保护器，严防触电事故，必须保证安装质量，在使用中，可能存在焊口开焊、法兰垫片损坏、管线连接阀门损坏等问题，均容易引发安全事故。焊接必须远离易燃物，安装完后需及时进行防腐处理，设备及管线一旦开始腐蚀，防腐效果就不好，为今后的维保工作添加负担。

三、运行中的安全管理

1、防腐管理。设备腐蚀，包括设备内腐蚀和外腐蚀两种。内腐蚀是设备、管线内介质对设备、管线的化学腐蚀，反应装置设备腐蚀主要包括氢腐蚀、氧腐蚀、含硫化氢介质的硫化氢腐蚀等；外腐蚀是大气中存在的腐蚀性物质对设备、管线外表面的腐蚀，设备、管线一旦被腐蚀穿孔破裂，介质就会泄漏、扩散，从而导致事故。特别是压力容器和压力管道，一旦发生腐蚀，承压能力降低，造成容器或管道破裂，从而导致事故。

2、运行管理，装置生产过程中的风险主要来源于操作条件、处理物料自身具有的危险性，因此，装置运行过程中应重点对危险物料和设备进行安全监控，对操作人员进行安全教育和技能培训。误操作或操作不当。如冒顶、切水阀未及时关闭、流程错误等造成的跑料、泄漏、窜料。隔断设备失效。阀门、盲板、水封等设施失效所造成的泄漏、跑料、串料或高压串低压事故。

针对工艺装置运行过程中处理物料的特性及潜在风险识别，结合《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》中关于重点监管的危险化工工艺装置的重点监控工艺参数、安全控制要求，设置相应的报警设施及安全联锁系统。装置应采用先进可靠的DCS控制系统，对操作中变化较大、较重要的工艺参数应设置越限报警等自动控制和联锁保护系统，确保在误操作或非正常工况下对危险物料的安全控制。为提高装置生产的安全性，设置独立于DCS系统的安全仪表系统（SIS），在加氢、加氧工艺处设置独立的紧急停车系统（ESD），在紧急情况下自动关停威胁装置安全的泵或阀门。压缩机组单独设置自动报警和自动联锁保护系统，当发生误操作或意外事故时可自动关停危及安全的操作。装置应设置紧急切断系统和紧急泄压火炬系统，保证非正常工况下危险物料能够安全排出或切断并安全处置。

 3、现场设备安全管理。加热炉设置了就地气体报警器，就地压力表、温度表、流量计，并在DCS远传显示报警，防治引起炉膛大火，烧坏炉管。加热炉长明灯和燃料气火嘴供气管道应分别设立控制阀，并在各路设置快速切断阀，设定先后关闭顺序，防止煤气串入，发生炉膛爆炸事故。生产过程中所有物料均应处在密闭状态下，各类危险化学品在装置区边缘与公用工程管线连接部位根部应设置切断阀。进出装置管线包括燃料气、煤气等管线以及粗苯、甲醇、仪表空气等管线应安装止回阀或“8”字盲板。装置内设备、建（构）筑物的布置、防火间距应符合《石油化工企业设计防火规范》的规定，满足安全生产、防火、防爆和施工、检修、操作要求。装置在停电、停汽或操作不正常情况下，可能发生物料倒流，因此相应设备、管道应设置自动切断阀、止回阀等安全设施。循环氢压缩机、鼓风机、煤气压缩机等入口处应设紧急排泄系统，以防系统超压发生事故。

根据装置特点，选择先进的工艺技术和符合工艺要求的设备，保证装置所用的设备和管线的材质符合工艺要求。按照《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》要求，设置可燃气体和有毒气体（H2S）检测报警仪并处于完好状态。危险工艺、危险化学品具有高温高压、易燃易爆等危险特性，发生重大事故的几率较高，作为重点监管危险化工工艺和危险化学品，企业必须采取有效的安全防范措施进行安全控制。 

通过以上分析，对危险化学品生产在装置生产过程潜在的风险进行了识别，并提出了相应的安全防范措施。化工工艺的生产装置运行安全情况，并对生产装置采用HAZOP和LOPA相结合的分析方法进行了审查，对在役装置应严格执行国家规定的危险化工工艺安全控制要求，加强工艺管理、设备维护和监测，控制和消除各种危险因素，做到防患于未然。为了加强危险化学品的安全管理，保障人民生命、财产安全，维护社会公共安全。