精准防控泄漏风险,防范生产安全事故

谢加令

(江苏盛虹石化产业集团有限公司,江苏 连云港 222065)

在化学工业中,有毒有害物质的泄漏是引起火灾、爆炸及中毒的重要因素。落实化工企业的安全生产,强化泄漏治理,企业可采取有针对性的措施,准确防控泄漏风险,实现关口前移,从源头上预防和减少事故,提高企业本质安全水平。

1 化工企业泄漏表现形式和主要管控措施

1.1 泄漏表现形式

化工生产过程中的泄漏主要包括易挥发物料的逸散性泄漏和各种物料的源设备泄漏两种形式。逸散性泄漏主要是易挥发性物料从装置的阀门、法兰、机泵、压缩机、压力管道焊接处等密闭系统密封处发生的非预期或隐蔽泄漏,通常是肉眼不易觉察的;源设备泄漏:源设备泄漏是物料非计划、不受控制地以泼溅、渗漏、溢出等形式从包括储罐、容器、管线、槽车及其他用于转移物料的设备进入周围空间,产生无组织形式排放,其中设备失效泄漏是源设备泄漏的主要表现形式[2]。

据统计化工企业常见泄漏点占比如图1。

图1 化工企业常见泄漏点占比

其中,阀门、机泵、法兰发生泄漏约占泄漏点总量的77%,是防泄漏管控的重点。

1.2 主要管控措施

南京化工大学曾对国内51起重大及典型泄漏事故进行了统计研究,总结出泄漏事故主要原因占比如图2。

可见,发生泄漏事故的主要原因有:设备、材料原因(设备、材料选型错误、失效、误动作等);人为原因(违章操作、应急处置不当);工艺技术原因(超温超压、工艺流程错误等)。

《国家安全监管总局关于加强化工企业泄漏管理的指导意见》中,安监总管三(2014)文件中,明确指出:“泄漏检测和维护”与“源设备泄漏”是我国当前面临的重大挑战。要通过预防性、周期性的泄漏检测来发现早期泄漏,并对其进行快速的处置,防止泄漏演变成事故。与此同时,还需要对泄漏的检测维修工作采取PDCA循环的管理模式,对所有的泄漏事件都要按照事故调查的要求进行严格的管理。

图2 泄漏事故主要原因占比

2 典型事故案例剖析

泄漏是危险化学品企业发生火灾、爆炸、中毒窒息事故的主要原因,据统计,由泄漏引起的事故占危险化学品事故总量的60%以上,事故原因集中表现为企业在工艺管控、设备仪表管理、检维修作业管理等工作不严不实,或者现场应急处置失当,延误战机,造成严重泄漏,引发事故。

2.1 上海某化工股份有限公司“6.18”1#乙二醇装置爆炸事故

2022年6月18日4时24分,化工部1#乙二醇装置发生爆炸事故,造成1人死亡、1人受伤,直接经济损失约971.48万元。

事故原因:1)在不到3 m长的受压管道上进行了4处打夹具带压堵漏;2)管道2,3,4焊口部位在运行过程中因腐蚀介质(氯离子)作用在内壁焊趾高应力部位萌生裂纹,裂纹不断沿环向及壁厚方向腐蚀疲劳扩展;3)因腐蚀疲劳,管道第三夹具处发生断裂,导致塔釜内溶液漏空后,环氧乙烷落到塔釜底部,沿管道断口处段时间快速泄漏至大气中,遇点火源起火爆炸。

2.2 山东某石化“6.15”爆炸着火事故

2017年6月5日,山东某石化企业的一台液化石油气罐装货车,在卸车时因液化石油气泄漏而引发火灾,导致10人死亡9人受伤。发生事故的企业法人和总经理等6名人员因被指控犯有严重责任事故罪,被依法追究刑事责任。

事故原因:1)由长途奔波、连续作业的外来驾驶员自行进行装卸操作,且企业未安排人员监护;2)装卸鹤位快接口两个定位锁止扳把未闭合,致使快装接口与槽车液相卸料接口未能可靠连接,快接接口与槽车液相卸料接口脱开,造成液化气大量泄漏;3)生产值班室内使用非防爆电器,点燃泄漏的液化气发生爆炸着火。

3 管理要求及提升建议

3.1 把控项目建设质量,确保关口前移、源头管控

一是树立“安全源于设计”理念,提升本质安全。项目设计阶段选用先进的工艺控制技术,降低操作压力、温度;减少设备密封、管线连接等易泄漏点;升级设备、管线材质,优化防腐蚀、防冲刷措施;有毒、可燃气体的安全泄放采取密闭措施;存在较大及以上风险的泄漏源宜采用无泄漏连接方式或低泄漏密封技术,如高压自紧式法兰、焊接连接、屏蔽泵、低泄漏垫片、低泄漏阀门等[3]。

二是控制设备选型,提高设备标准。设备设计选型应考虑必要的操作裕度和弹性,以适应加工负荷变化需求;根据物料特性和操作环境,选用符合要求的优质垫片,控制法兰密封的泄漏;根据通过的介质、温度、压力,选用型号、材质、温度、压力等级相适应的机泵、阀门,确保满足工艺的需要;关键设备要驻厂监造,到厂严格验收。

三是严格审查供应商、承包商资质、能力和质量保证体系,通过建立供应商、承包商管理制度与考评体系,对优质供应商、承包商提高业务分摊比例,对有问题供应商、承包商建立“淘汰”黑名单,并在集团内部共享名单,切实从源头加强管理,建立安全、稳定的供应商、承包商队伍。

四是严把工程施工质量关。严格把关焊接质量,防范漏焊、缺焊、焊材使用错误等,落实焊接、监护人员签字,保障焊口探伤检测合格率;做好塔器、反应器、换热器、加热炉、泵等设备质量、安装验收,保证设备本体及安装质量无缺陷;保证法兰、垫片的安装质量以及密封性能,注意法兰、垫片密封面是否破坏、错用螺栓或垫片、法兰存在偏斜、紧固不到位引起的密封泄漏等,认真执行检测检验、试压试密要求;做好施工管道的防腐,禁止使用不达标的防腐材料、防腐厚度不足等问题。

3.2 落实泄漏风险管控措施,确保试生产安全平稳

试生产过程中存在大量的“双边”作业与外来人员,给装置试生产带来不可预知的泄漏风险和压力,“尾项消除、物料引入、工艺变更、程序执行、应急处置”等稍有操作不当,极易造成泄漏事故,要严格执行开停车方案、试生产前PSSR审查,落实好泄漏风险管控措施。

一是燃料气、氮气等物料一旦投用,装置性质发生彻底改变,务必做好升级管控,设置警戒隔离区域,对相关人员做好安全技术交底和培训,防止人员的误操作或违章作业造成物料泄漏,发生人员伤害事故。

二是严格升温曲线,注意防范加热炉结焦造成炉管爆裂、催化反应飞温、液击、工艺管线设备产生应力拉扯、逐级热(冷)紧不到位造成法兰、封头等关键部位密封失效,发生泄漏。

三是开停车过程中,管线、设备、仪表等伴随温度、压力变化,易在薄弱环节发生泄漏,对于温度高、压力高、尺寸大、结构复杂的关键设备要强化巡检特护,并提前做好针对性的泄漏应急处置预案。

四是加强能量隔离管理,避免因加装盲板、管线移除、关闭阀门等能量隔离措施不到位,引发物料泄漏、高压窜低压等事故。

五是针对临氢系统,夜间要定时进行“闭灯检查”,重点针对加热炉出入口、氢气压缩机、高压换热器、反应器出入口等部位法兰的氢气泄漏。

3.3 保障生产装置稳定运行,有效防范泄漏风险

一是严格工艺纪律,严格执行操作规程和工艺卡片,控制好温度、压力、流量等,防止因温度、压力大幅波动或者紧急停车而造成泄漏。

二是加强重点危险化学品管控,如丁二烯、苯乙烯、环氧乙烷等具有自聚、爆聚危险特性的危化品,定期检测分析系统氧含量、过氧化物、自聚物等,及时有效处置生产系统氧含量、温度、压力超标,过氧化物、自聚物含量增多,管道堵塞等异常情况,防止因自聚涨裂管道,发生泄漏。

三是加强防腐蚀管理,确定检查部位、频次,及时发现处理管道、设备壁厚减薄情况,定期评估防腐效果与核算设备寿命;严格执行设备维护保养制度,认真做好润滑、盘车、巡检等工作,做到运转设备振动不超标,密封点无漏气、漏液,出现故障及泄漏风险时,及时按规程维修,消除缺陷。

四是强化人员操作技能与应急处置能力,尤其是对新装置新工艺新员工,要有针对性组织岗位操作人员处理“报警状态、异常情况、紧急停车”等特殊工况下的技能考核,避免发生异常状况下的误操作。

五是严格变更管理,任何与化工过程相关的改造、停用、拆除或非同类替换的改变,包括企业在工艺管线改变、设备改造、仪表切除、备件更换等方面进行的改变均要落实变更管理,认真辨识变更是否存在泄漏、着火、爆炸等风险,防止变更后产生新的不稳定因素,提高风险等级[4],造成事故的发生。

3.4 强化风险防控,提升泄漏处置与应急能力

一是及时堵塞、修补漏点。依据泄漏的表现形式、位置等具体情况,选用合适的处置方法。如垫圈损坏,及时更换;密封性被破坏而出现的向外泄放或渗漏,可选择“打卡子”、“注胶”等堵漏方法;介质为蒸汽、酸、碱的设备出现局部腐蚀破裂时,要进行工艺风险分析、落实安全防范措施,及时补焊,防止裂口进一步扩大。

由以上研究可看出异丁醇萃取3种酶解产物的上清液均具有一定的苦味，这与仲丁醇萃取鳕鱼肉酶解液上清液具有明显苦味值的结果一致。据此分析，异丁醇萃取物中含有大量疏水性的苦味肽。

二是对于泄漏严重,而又无临时堵漏措施的高风险、不能及时消除的泄漏,应依据具体情况采取相应的放空、泄压、停泵或紧急停车等措施,注意防范关联设备出现超温超压,正负压变化、加热设备温度失控等情况。

三是修订完善现场应急预案,明确现场应急处置原则和关键应急动作,提高泄漏应急预案的可操作性,并定期组织开展专项应急演练,提高泄漏事故的应急处置能力。

四是按照泄漏位置、介质、危害程度开展风险评估,实行分级管控;合理配备堵漏工具等应急设备物资,条件允许时,采取带压堵漏、迅速封堵等安全技术措施进行消漏,并制定特护运行的管控措施。

3.5 强化高风险作业管理,确保过程受控

一是对法兰、管线打开、盲板抽堵等检维修环节做好工艺风险识别、能量隔离,设置警戒区域和安全标志、人员交底、安全防护措施等;落实好动火、受限空间作业的“气体检测、设备隔离隔断、劳动防护佩戴”等措施,严格防范因物料泄漏引发中毒窒息、闪爆事故。

二是针对带压堵漏作业,泄漏介质处于高温、带压和向外喷射的状态,又通常具有易燃易爆和有毒性,如果操作不当,将引起人身伤亡或设备损坏。各公司应对带压堵漏作业进行系统性管理,做到带压堵漏实施时间、工艺情况、使用的夹具、巡检管控要求、责任人等随时可进行追溯,避免因过程管控的缺失,造成泄漏事故发生。

在同一根管道或同一设备上,二处(或二处以上)带压堵漏后应进行原因分析,确认原设备材质或焊接工艺是否适合现有工艺生产流程等需要,当无法满足需求时,应采取有效措施停车检修或更换该管道、设备。

三是对高硫化氢、一氧化碳、临氢系统的切水、采样操作等要严格操作规程、落实人员监护。切水要控制阀的开度,严禁边收料边切水,严禁对两台(及以上)油罐同时切水,严禁人员离岗;采样操作要佩戴好劳动防护用具,采样操作结束后要及时关闭密闭采样箱的出入口阀门。

3.6 严格过程管控,防止危化品装卸泄漏事故

一是加强驾驶、装卸等特种作业人员安全培训教育,必须清楚装卸的危化品理化性质、严格执行装卸作业程序,掌握泄漏时的应急处置技能;严禁司机进行装卸操作,杜绝违章作业。

二是做好装卸设备设施的维护保养,危化品运输车辆要进行定期检测,确保槽车罐体经专业机构检验合格及拉断阀、压力表、呼吸阀、安全阀、装卸车接口等安全附件状况完好;保证作业现场溢油报警、紧急切断阀(管道)、可燃有毒气体报警仪、静电释放消除报警等设备设施报警正常,如发生装卸臂快接口连接脱开、车辆、鹤位法兰密封失效等泄漏事故,能快速实现切断联锁动作。

三是督促承运商提升危化品装卸技防升级,要利用“GPS定位、监控录像、平台监测”等技术手段对运输过程进行全过程监控,尤其涉及“液氨、液化气、环氧乙烷、丁二烯、汽油、甲醇”等特别管控的危化品,强化管控危化品车辆运行轨迹以及超速行驶、疲劳驾驶等违章行为的在线监控和预警,防止发生撞车、剐蹭、侧翻等事故。

四是加强承运商日常检查监督,严格审核承运商及相关人员资质、运输车辆及其配载容器条件,以及相关人员技能等,定期检查并通报考核,并作为今后招投标依据。建立“淘汰”黑名单,从源头加强承运商管理。

五是夏季来临,各属地部门及承运商应加强高温、暴雨、大风等恶劣天气下装卸运输管理,梳理因泄漏造成的着火、爆炸、中毒、土壤(水体)污染等突发事件应急处置流程,保障迅速有效的救援和处理。

3.7 加强培训,提高防泄漏岗位技能

一是要做好岗位技能安全培训,将泄漏管理的培训纳入安全生产培训计划,保证装置操作运行平稳,避免工艺操作失误、控制方法不当、错误操作阀门等,减少人为操作所导致的泄漏事故。

二是要认真学习泄漏典型事故案例,吸取事故教训,全面开展防泄漏专项培训,特别是环氧乙烷、丁二烯易自聚、爆聚危险特性;冬季易冻凝部位保温防护措施,设备腐蚀的检测与控制,动静密封点日常维护保养等。

三是要加强员工对操作规程、岗位危险点、危险源的全面掌握、事故应急技能培训,增加“双盲”演练方式,提高基层、班组员工对突发事件的应急响应和实战救援技能,切实提高泄漏应急处置能力。

3.8 学习借鉴先进经验及技术,提升防泄漏检测、管控能力

一是开展泄漏检测与修复(LDAR),通过系统的方法将存在的潜在泄漏源,如阀门、泵、法兰、连接件以及其他工艺设备,进行检测、维修,消除泄漏。

二是对于液化天然气、液化石油气、液化乙烯等液化碳氢化合物的泄漏来说,它们是没有颜色的,尤其是在高远点位置,更是很难对它们进行监控。但红外热像仪可以通过气体泄漏时,对外部所引起的环境温度变化,来检测气体的泄漏,判断泄漏的位置与范围。

三是针对法兰面损伤、螺栓预紧力不均、密封垫片爆裂、挤压失效等密封问题,通过定力矩法兰紧固技术,对关键设备进出口法兰螺栓回装过程采用定力矩液压扳手对角、分次加载紧固,不仅能保证装置法兰气密性一次过关,而且能提高各装置静密封点可靠性,很好地解决泄漏问题[5]。

四是针对运行的设备管道腐蚀,因其隐蔽性及管道设备的复杂位置,不能精准的全面排查其腐蚀减薄情况,脉冲涡流无损检测技术可以在不损伤材料和工件的情况下,能很好的判断管道设备的腐蚀减薄点位,识别泄漏风险。

3 结论

泄漏事故造成的灾难性事故时刻提醒企业泄漏风险不容忽视,企业应进一步落实安全生产主体责任,结合自身生产实际建立和完善防泄漏管理制度,将防泄漏管理与安全生产管理体系相融合,积极开展泄漏预防与控制,确保防泄漏管理的有效执行,提高防泄漏管理水平,预防安全生产事故发生。