风险是指可能发生的危害事件及其发生造成的后果。风险管理是对风险进行识别、评估、控制的过程,是HSE管理的重要内容,也是实施预防为主的重要手段。评价与风险管理基本步骤主要内容:
1)危害和影响的确定
石油化工企业生产过程具有如下特点:
①易燃、易爆。生产过程中的物料(包括原料、产品及其各种剂类)均属易燃、易爆物质,故炼化企业各生产装置均需防火、防爆。
②有毒、有害。生产过程自始终存在大量有毒物质,如氨、硫化氢及烃类等。这些毒物有的属一般毒物,也有属高毒物质。在操作条件下,它们多以气体液体状态存在,这类物质因设备缺陷或操作失误而引起的泄漏会对环境造成严重污染,同时也会造成亚性中毒等事故。
③腐蚀性强。生产过程中存在着如硫化氢、氨、酸等具有较强腐蚀性的物质,它们不但对人有很强的化学灼伤和毒害作用,而且对金属设备也有很强的腐蚀作用。腐蚀会降低设备使用寿命,缩短开工周期,特别是它可使设备减薄、变脆,若检修不及时,会因承受不了原设计压力而发生泄漏或爆炸着火事故。
④操作条件苛刻。生产工序多,各生产装置又均属连续性操作装置,并且各生产装置之间有物料联系,从而构成较为复杂的生产流程;从各生产装置的工艺条件看,具有高温、高压操作(如氨合成塔操作温度为540度,压力为14Map),操作条件苛刻且变化较大。因而生产过程要求公用工程要合理配套,仪表检测要及时可靠,操作要认真合理,否则,易造成事故,影响正常生产。
⑤转动机械多。生产过程中使用压缩机、鼓风机及大量的电机和泵等各类转动机械设备,这类设备的不正常运转会造成生产事故或电伤害。另外,大量转动机械的使用会产生很强的噪音,造成噪音污染。
炼化企业生产过程特点决定炼化企业具有污染环境、危害工程安全和人体健康的潜在危险因素。根据多年来石油化工企业有关统计资料统计,炼化企业的危害和影响可能来自新装置初始设计、日常生产活动、环境影响(自然环境和社会环境)、使用的材料,即其范围包括从开始(项目建议书阶段)到废弃物处置的全过程。因此确定过程影响应考虑如下内容:
(1)与装置占地条件有关的问题
①遭受自然灾害(地震、洪水、暴风雨)破坏的要能性;
②是否需要公共消防设施的支援;
③水源是否充足;
④气候问题(高湿度、温度有明显的变化)和室内安装有危险性设备的情况;
⑤受相邻危险性大的装置的影响情况;
⑥是否过于接近运输设施(公路、铁路、机场);
⑦在紧急状态下将人和车辆输送出去的难易程度。
(2)装置布置和设备间距
①有显著危险性的工艺装置与无危险性工艺装置之间的安全距离;
②工艺设备和贮存设施是否过于密集;
③价格高的设备是否过于集中;
④对不能进行替换的装置实行有效防护的情况;
⑤靠近烧嘴、加热炉等火源和使用可燃物的工艺装置;
⑥地形的障碍。
(3)结构问题
①支撑物、门、墙等是否采用合适的防火结构;
②电器设备是否采取防险措施;
③排气装置的防爆炸通风换气能力是否充足;
④控制和管理的指示装置(电气及仪表的空气管线架线工程)的防护措施;
⑤基础不合理(炼油装置、石油化工装置)。
(4)对所处理物质危险性的认识问题
①在同一装置中由于原料的混合,在催化剂作用下引起自然分解的情况;
②有气体、粉尘时的工艺条件(温度、压力、湿度、反应器形状及尺寸)下爆炸范围是否明确;
③是否充分掌握因误操作、控制设备工作不良,使工艺过程于不正常状态下的原料,产品的详细情况。
(5)工艺问题
①有关化学反应速度的数据(作为反应参数的温度、压力、原料浓度和反应速度)。
②有危险的副反应;
③根据热力学的研究来确定爆炸能量;
④对工艺的异常状态(不正常物高温、高压、输出不足、将反应搞错)进行监视的情况。
(6)与物质输送有关的问题
①进行干燥、蒸馏、吸收等单元操作时对原料流动进行控制的情况;
②鼓风装置内的粉尘爆炸问题;
③产品的标示是否确切;
④废气、污水、废渣的处理措施;
⑤装置内的装卸设施。
(7)误操作
①没有进行充分的支转和维修操作教育;
②监督检查不够;
③没有进行充分紧急停车时的训练;
④开停车的计划不适当;
⑤没有建立操作人员和安全员的协作体制。
(8)设备缺陷
①因选材错误而引起的设备腐蚀、侵蚀;
②对设备没有进行充分的无损探伤检查或漏检;
③设备的疲劳;
④由皮带驱动的炉子鼓风机缺少可靠的仪表;
⑤由于结构设计缺陷,不能停车检查,所以不能进行预防维修及定期检查;
⑥超过设计极限的工艺条件(加工原料量、反应器内停留时间、温度、压力、振动、寿命、开停车条件);
⑦没有连续记录温度、压力、开停车的变化情况及中间罐和受压罐内的压力变动。
⑧没有及时对运转中存在着的问题及不完善的防灾措施进行改进。
(9)防灾计划
①预防事故的计划;
②紧急情况的处置措施;
③是否得到管理部门的大力支持;
④责任分工是否明确;
⑤是否只单线起作用,例如仅从属于安全部门;
⑥实行由管理部门和生产部门进行定期安全检查的情况;
⑦生产部长、设计师、厂长进行应急培训情况。
(10)以往活动中遗留下来的潜在危害和影响的确定。
2)建立判别准则
判别准则是判断危害和影响的依据,可依此为准则对危害及其影响进行判断。石油化工企业应根据可能出现的健康、安全与环境危害及影响,制定出符合本企业特点的健康、安全与环境判别准则。判别准则必须根据国家、地方制定的法律、法规及政策、合同规定、任务书、公司的方针和战略目标、与石化企业有关的环境质量标准和污染物排放标准等来制定。判别准则可以是定性的,也可以是定量的。定性的判别准则是指生态在石化工程施工和运转过程中最大单项风险可接受程度,最大生态(如植被)破坏程度不能超过多少等;定量的判别准则,如在石化生产过程中,所排放污水中化学耗氧量的最大排放浓度及石油类的最大排放浓度,汽车尾气的最大排放量、噪声的最大声级数等。这些都是根据实际情况和国家、地方的标准来制定的,如果HSE的表现不符合判别准则,就要采取风险削减措施或修正判别准则。如监测发现污水中一些污染物的含量超过规定的排放标准,就必须采取措施,使污水的排放浓度达到排放标准。
任何关于修订判别准则的提议或放宽准则要求的建议都应得到企业高层次管理者的认可。
3)评价危害和影响
在确定了企业的危害、影响及判别准则后,应对所有风险因素进行风险评价。如欲做好各项活动对人、环境和财产的危害及影响程度的评价,必须建立一套可操作的评价程序,并考虑对下列因素影响的可能性和严重程度:人;环境;财产。
不论采用何种形式的风险评价技术,都应吸收有经验的操作人员、制度与规程的制定者和社会的意见,进行综合而得出结论。对风险和影响评价应有以下要求;
①包括对活动、产品和服务的影响;
②强调人与物两方面因素导致的影响和风险;
③由具有资格、能力的人员来实施;
④考虑来自风险区直接有关的人员意见;
⑤按照正确的方法来进行;
⑥定期进行。
其中健康与安全的风险和影响评价应考虑到:火灾和爆炸;中毒和窒息;触电和溺水;有毒有害物质对人的影响;物体、机械、车辆对人的伤害。
有时,运用有限的评价就可提供足够的依据,制定避免危害产生的方法和风险削减措施。在这些情况下,被考虑用以帮助评价的信息源包括:国际、国家、行业及企业的标准和操作规程有关的工业数据;管理人员及健康、安全与环境专家的知识和经验。
对于定期和长期的环境影响评价应考虑到:控制和非控制排放到土壤、水体、大气中物质和能量;固体与其他废物的产生与处置;土地、燃料、水、能源和其他自然资源的利用噪声、粉尘、气味、振动;对环境特殊部分的影响;包括生态系统;对考古文物、历史名胜、景点、自然风景区、公园及自然保护区的影响。
4)制定具体目标
作为评价的后续工作,炼化企业应根企业的方针、战略目标、风险管理要求、生产及市场的要求建立适当、具体的健康、安全与环境指标和表现准则,并定期评审这些准则的连续性和实用性。
这些指标和表现准则的建立和修改是一个企业自我约束、自我管理的健康、安全与环境管理体系的核心。指标应包括如下内容:
①因工负伤率;
②重大事故结案率;
③员工培训率;
④关键设施的注册、登记、检验率;
⑤有害场所(点)监测率、合格率;
⑥废物利用率;
⑦污染物排放总量;
⑧排污合格率。
表现准则应包括:
①驻在国和当地政府的健康、安全与环境方面的法律和法规;
②企业健康、安全与环境方针、目标;
③健康、安全与环境组织管理机构的职责;
④油料、化学危险品和放射性物质的储运及使用管理规定;
⑤设备和设施的安全检查、验收及维护保养制度;
⑥人身安全和劳动保护措施和制度;
⑦环境管理措施和制度;
⑧健康、安全与环境事故管理管理制度。
建立和定期评审目标和表现准则以及对健康、安全与环境管理体系的持续改进,是对公司提高其健康、安全与环境表现的最直接的支持。目标和表现准则的定量化和具体化的实施时间表,有昨于建立炼化企业实现其目标和承诺的可信度。炼化企业应形成健康、安全与环境有层次的目标体系,它包括从战略目标(如将健康、安全与环境有害影响减少到零概率)到具体目标(如使能源利用率提高到80%的预定目标),直到特定的表现准则(如保证含油污水的COD排放量低于规定的水平)。这些目标和表现准则应考虑以前的表现,反映外界状况及公司自身业务的变更。
作为控制、监测和测量表现的基础,准则应叙述清楚、含义明确、易于测量。作为一个基本要求,表现准则应满足任何相关法规,虽然在制定准则进可能缺乏这些法规。
5)风险削减措施
企业应根据所在地的环境和条件、投资和效益回报、当前的科学技术知识,采取一些措施将风险降到合理实际并尽可能低的水平,是制定风险削减措施的总原则。风险削减措施包括预防事故、控制事故、降低事故的长期或短期的影响。在任何情况下,应强调风险预防措施,总结经验教训,防止类似事故再发生。制定的风险控制措施可能是失败的,应进一步完善。制定的有效风险削减措施还应让员工能够理解和掌握。
从对国内外同类装置进行现场调研和资料分析的情况表明,其生产事故的种类主要有生产操作事故、火灾爆炸事故、机电设备事故。而由生产操作、管理失误导致的火灾和爆炸事故居多、且多属重大典型事故。发生事故不仅造成经济损失和人员伤亡,还会瞬间排放大量有毒物质,造成环境污染。
炼化企业事故预防措施应根据企业特点考虑如下几方面内容:
①工程设计中合理进行总体布置,将危险性较大设施布置在厂区的下风向,并与其他生产设施保持足够的防护距离,以免相互影响。
②必须强调管理工作对预防事故的重要作用,工厂设计、工艺设计和工艺控制监测等都必须纳入预防事故的工作中。
③从技术、工艺和管理方法三方面入手,采取综合措施,预防有毒化学品的意外泄漏事故。
④全厂设置高压及低压消防站、泡沫消防站及火灾报警系统,另外还应设置医疗急救站。
⑤提高自动化水平,保证装置在优化和安全状态下进行操作。在可能产生有害气体的场所设置固定或携带式可燃性气体检测器及报警系统。
⑥应按不同性质分别建立事故预防系统、监测和检验系统、公共报警系统。
⑦全厂范围内严禁明火,如需动火,必须办理动火证,并采取严密的安全防范措施。
⑧提高操作管理水平,严防操作事故的发生,尤其是在开停车时,应严格遵守操作规程。
⑨对工程具有较大危险因素的重点部位进行必要的安全监督。
例2乙烯装置,应对如下重点部位进行必要的安全监督:
—裂解炉。裂解炉是乙烯装置的核心设备,裂解原料在此发生热裂化,以得到乙烯、丙烯、丁二烯等目的产物。裂物反应温度高达850℃~950℃,操作条件苛刻,如果炉管材质不合格或因清焦不及时,会导致炉管烧穿或爆裂,造成全装置紧急停车事故。
—废热锅炉。废热锅炉是乙烯生产装置热能回收的主要设备,它产生高压蒸汽,并使裂解反应导速终止。若清焦不及时,可能造成爆裂,酿成事故。
—压缩机。乙烯装置设有裂解气压缩机、乙烯压缩机和丙烯压缩机。裂解气压缩机是来自水冷系统的裂解气实现粗分离和增压的核心设备,乙烯和丙烯压缩机是分离系统实现低温操作的核心设备,其中任何一个发生故障,均会造成全装置停车。
—加氢反应器,乙炔加氢反应器和丙炔、丙烯加氢反应器是保证乙烯、丙烯产品合格的必备设备。加氢操作,条件苛刻。加氢反应器的进料氢、炔比例控制不当,会引起反应器“飞温”。若“飞温”严重,会使反应器温度骤升,使器壁热蠕变,导致破裂着火,甚至发生爆炸。
—甲烷化反应器。甲烷化反应器操作条件也比较苛刻。在一氧化碳含量增高时,若散热跟不上,便会发生“飞温”,有着火爆炸的可能。另外,氢气中含烯烃多,易使催化剂结焦失活,使催化剂再生周期缩短。
—裂解汽油加氢反应器。裂解汽油加氢反应器用于脱除裂解汽油中的非芳烃不饱和烃类多硫化物,该设备常发生不饱和烃类在催化剂上严重聚合结焦故障。造成该生产装置停车。
对各处典型的事故要注意研究,充分吸取教训,并注意在技术措施上的改进和防范,尽可能减少人为的繁琐操作过程,预防意外事故。