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CSB经典案例分析(6月期)—埃克森美孚公司Torrance炼油厂静电除尘器爆炸事故

 zhangxlsun 2017-07-09

1. 事故简介

      2015218日,星期三,位于美国加利福尼亚州的埃克森美孚公司Torrance炼油厂的静电除尘器发生爆炸事故。事故发生时,埃克森美孚公司正在试图隔离设备进行维护作业,维护活动的准备工作导致出现压力偏离,造成油气通过工艺流程回流进入静电除尘器,并在静电除尘器内点燃,发生爆炸。事故中涉及的静电除尘器是流化催化裂化装置(FluidCatalytic Cracking UnitFCC)中的一个污染物控制设备,使用带电板除去再生器烟气中催化剂颗粒,以满足再生器烟气排入大气的环境要求。带电板能够产生火花,形成了潜在的点火源。


2. 工艺描述

       2015218Torrance炼油厂爆炸事故发生在炼油厂FCC装置,如图1所示,该装置在热和催化剂的作用下使高沸点的重质油分子发生裂化反应,转变为较低沸点的裂化气、汽油和柴油等,主要产品是汽油。

       装置内静电除尘器爆炸前的一系列事件涉及了FCC装置的大部分设备。为了满足环境法规要求,再生器烟气排入大气前需经静电除尘器除去催化剂颗粒。

1FCC装置工艺流程简图


1)催化剂循环

      在正常运行情况下,催化剂是以微小球形颗粒的形式在反应器和再生器之间循环,在不改变自身性质的条件下提高化学反应速率。催化剂通常是经流化的,意味着固态催化剂颗粒被夹带在烃类蒸气、水蒸汽或空气中,运动行为类似液体。催化剂一方面促进裂化反应,同时将再生器的热量传递给进入反应器提升管的重质烃供料。

2)分馏塔

      裂解的油气从反应器顶部出来,进入分馏塔。进入分馏塔的过热油气温度高于其沸点,在正常运行情况下不需要额外热量。通过分馏塔上的几个泵循环将热量带走,使气体温度降低液化,实现分离。在这些泵循环过程中,换热器将热量传递给炼油厂其他工艺物料,降低返回分馏塔的物料温度。分馏塔将反应器过来的产品分离成轻质烃、重石脑油(经进一步处理生产汽油)、轻循环油和油浆。

3)再生器烟气

      从再生器顶部出来的气体成分是燃烧产品气和催化剂颗粒。烟气进入气体/催化剂分离器,从燃烧产品气中除去大部分的催化剂粉尘颗粒。烟气中仍然含有少量的催化剂粉尘,进入膨胀节,气体膨胀做功驱动主风机。烟气热量在一氧化碳锅炉中除去(该一氧化碳锅炉实质上是作为换热器使用,采用高温的再生器燃烧产品气产生蒸汽,供炼油厂使用。该套催化裂化装置最初设计时,一氧化碳锅炉用于燃烧从再生器过来的一氧化碳,但是该工艺经过改造后,所有的一氧化碳均在再生器内烧掉),然后进入静电除尘器。

4)油气泄漏至空气部分

      本文把FCC装置分为两部分:“油气部分”和“空气部分”,如图1所示。油气部分包括反应器和分馏塔,空气部分包括再生器及连接至静电除尘器的再生器下游管线和设备。待生催化剂滑阀和再生催化剂滑阀用于防止空气和油气的意外混合,避免造成爆炸危险。事故当天,FCC装置处于安全停车运行模式(一种备用操作模式),这两个滑阀通过在阀门上部维持一定量的催化剂,形成一个“塞子”,以阻止反应器工艺蒸汽进入再生器或再生器工艺蒸汽进入反应器,从而实现空气部分和油气部分的互相隔离。

事故发生当天,待生催化剂滑阀没有保持催化剂塞子现象,导致反应器的油气进入FCC装置空气部分的再生器,而在装置安全停车模式下,再生器不具备足够高的温度使油气燃烧。结果,可燃油气最终进入静电除尘器,与一氧化碳锅炉风扇吹入静电除尘器的空气混合。静电除尘器内部的火花引燃可燃混合物,发生爆炸。


3.静电除尘器爆炸事故发生过程

3.1 事故发生前

3.1.1 膨胀节问题

       当FCC装置空气部分的膨胀节开始出现震动问题时,是静电除尘器爆炸事故发展的初始阶段。流经膨胀节的气体中含有少量的催化剂颗粒,随着长时间的运行,可能在膨胀节叶片上积聚,如图2所示。叶片上催化剂颗粒的不均匀分布导致膨胀节过度震动,对膨胀节造成严重损坏。Torrance炼油厂仪表系统监控到膨胀节的震动,当震动增强到一定程度时,操作人员会从膨胀节叶片上清理积累的催化剂。

2:膨胀节叶片上积聚的催化剂颗粒


       2015211日,星期三上午,FCC装置的膨胀节震动加剧,212日工作人员清理了膨胀节叶片,暂时减轻了膨胀节震动现象。215日,膨胀节又开始剧烈震动。

3.1.2 2015216日,星期一

1)膨胀节剧烈震动并安全停车

      2015216日,星期一上午,作业人员再次清理了膨胀节叶片,但是这一次并没有减轻震动。炼油厂人员决定在一次计划的装置负荷提升(在这种情况下通过膨胀节的流量增加会减轻震动)后进一步评估膨胀节震动问题。然而,当通过膨胀节的流量增加时反而使震动问题更加严重。下午12:50,震动达到上限,装置控制系统自动开始紧急关断,将装置转入安全停车模式,如图3所示,过程中会发生如下变化:

  • 待生和再生催化剂阀门关闭;

  • 向反应器提升管的油气供料停止;

  • 主风机和膨胀节关闭;

  • 向反应器提升管注蒸汽的阀门打开。

分馏塔上的泵循环继续运转,油气停留在分馏塔内。另外,静电除尘器保持带电状态。

3FCC装置安全停车模式

 

为了防止在安全停车模式发生爆炸,埃克森美孚公司依靠2个保护层隔离油气,防止装置油气部分的可燃油气与装置空气部分的空气混合。保护层包括:

  • 在每一个关闭的滑阀上部积聚一定料位的催化剂,实现物理隔离;

  • 向反应器通入充足的蒸汽,在反应器内部形成高压(高于分馏塔压力),防止分馏塔油气回流至反应器。

在该起事故中,上述2个保护层均发生了失效,导致分馏塔内的油气进入了FCC装置的空气部分。

2)无法保持反应器催化剂料位

       2015216日,当FCC装置自动转入安全停车模式时,控制系统将两个滑阀设置为关闭状态。但是,由于待生催化剂滑阀经过6年多的运行已被严重侵蚀,不能有效密封。结果,当FCC装置进入安全停车模式并且待生催化剂滑阀关闭后几分钟内,反应器内的催化剂颗粒通过被侵蚀的待生催化剂滑阀泄漏,进入再生器内,因此导致不能维持反应器内催化剂保护料位,反应器和再生器之间的隔离失效。

3)试图重启膨胀节

      在FCC装置处于安全停车模式下,操作人员试图重启膨胀节,以使装置重新开始运行。经过四次尝试均没有成功重启,炼油厂人员计划制定维修膨胀节的策略。操作人员估计膨胀节无法重启,是因为催化剂已在膨胀节叶片和膨胀节套之间积聚,影响叶片旋转。根据埃克森美孚公司管理层指示,操作人员开始把膨胀节从流程中隔离,并对膨胀节内部进行目视检查。但是,如果采用埃克森美孚公司安全操作程序要求的常规安全隔离方法,不能实现膨胀节隔离。

3.1.3 2015217日,星期二

       2015217日,星期二,炼油厂维保人员、设备可靠性工程师、操作主管和业务主管开会讨论了2012年发生的一起类似的膨胀节运行中断案例,当时重启失败后,在装置处于安全停车模式下进入膨胀节并检查了其内部情况。针对那次膨胀节进入操作,Torrance炼油厂制定了一个“偏离方案”,经管理层批准允许违背炼油厂设备隔离要求进行操作。埃克森美孚公司工程师经过制定、分析,并批准了该膨胀节隔离方案。

     因为那次“偏离方案”应用成功了,埃克森美孚公司决定再次使用相同的2012年“偏离方案”,隔离膨胀节进行目视检查。

      2015217日,星期二下午,操作人员根据“偏离方案”要求开始进行膨胀节隔离操作,隔离要求包括在膨胀节出口的法兰处安装盲板。工作人员首先打开膨胀节出口处的法兰,以便安装盲板。

3.2 事故发生

      2015218日,星期三上午,埃克森美孚公司维保人员准备接近打开的法兰安装盲板,但是,由于当时蒸汽正从打开的法兰处泄漏出来,考虑到安全问题,他们没有安装盲板,如图4所示。蒸汽从法兰处泄漏出来,说明待生催化剂滑阀没有实现完全密封,而且催化剂保护层已消失。尽管已经知道待生催化剂滑阀出现泄漏,埃克森美孚公司管理层仍然决定在装置安全停车模式下继续隔离膨胀节。

4:膨胀节出口法兰蒸汽泄漏


      由于关闭的待生催化剂滑阀上部不存在催化剂料位,反应器蒸汽压力成为防止分馏器油气进入装置空气部分的唯一保护。埃克森美孚公司首先通过调整提升管蒸汽,以调整进入反应器的蒸汽流量,同时汽提蒸汽继续进反应器。“偏离方案”要求在膨胀节进入操作中,反应器蒸汽流量不应低于907kg/h。事故当天,在已知反应器蒸汽正通过待生催化剂滑阀泄漏的情况下,埃克森美孚公司没有评估该最小蒸汽流量是否足够防止油气进入再生器。

根据要求的反应器蒸汽最小流量907kg/h,操作监督指示中控降低通过提升管的蒸汽流量,试图减少膨胀节出口法兰处泄漏的蒸汽量,以使人员可以安全地靠近法兰。上午7:16,通过提升管的蒸汽流量已从约9072kg/h降低至约3402kg/h。然而,当时操作人员并不知道此时反应器压力已太低,不足以阻止油气从分馏塔回流至反应器。分馏塔内的油气回流进入反应器,并通过泄漏的待生催化剂滑阀进入装置的空气部分,如图5所示。

5:油气泄漏至静电除尘器


      上午约8:07FCC装置区域的一名维修监督携带的硫化氢监测仪出现报警,报警还说明某个位置发生了油气泄漏。然而,炼油厂人员继续在膨胀节附近作业。上午约8:40,膨胀节出口法兰周围的多个工作人员携带的硫化氢监测仪均出现报警,说明油气正从膨胀节法兰处泄漏。此时,工作人员开始从FCC装置区域疏散人员。

操作人员将进入反应器提升管的蒸汽流量提升至15876kg/h,但是已经太晚了。油气已经进入了FCC装置的空气部分,并流向静电除尘器。油气很快到达静电除尘器,并与从一氧化碳锅炉风扇通入静电除尘器的空气混合。上午8:48,静电除尘器内部的可燃物料混合物被点燃,并引发爆炸。

3.3 事故后果

       爆炸造成静电除尘器严重损坏(如图6所示),爆炸产生的碎片击中静电除尘器附近的设备,造成两起小型火灾和多处可燃液体泄漏。爆炸碎片还击穿了一个停用的换热器。在附近区域作业的4名承包商人员因为在撤离过程中受伤需要急救。碎片掉落到一处操作人员经常使用的建筑上,幸好当时没有人员使用。另外,据报告称,催化剂粉尘扩散到炼油厂区域以外的附近社区。

6:爆炸造成静电除尘器严重损坏


4. 静电除尘器爆炸事故分析

4.1 缺少安全停车程序和可验证的操作参数

      OSHA过程安全法规要求,化学处理设施应针对每一个操作阶段建立相应的操作程序,包括临时操作(例如安全停车),详细说明安全操作限值、偏差后果和修正或避免偏差的步骤。埃克森美孚公司制定了关于进入安全停车模式以及从安全停车模式重新转入正常操作模式的的操作程序,但是没有制定程序详细说明如何在安全停车模式下安全地操作FCC装置。尽管此次事故的发生还有一些安全管理系统方面的原因,一套可靠的操作程序(明确了安全操作限值和需要紧急关断的条件)的建立和执行本来也可以阻止事故的发生。

此次事故中,埃克森美孚公司依靠2个保护防止分馏塔内的油气进入FCC装置阻止的空气部分:(1)通过向反应器通入蒸汽,使反应器压力高于分馏塔压力;(2)关闭状态的待生催化剂滑阀上部形成的催化剂屏障。但是,埃克森美孚公司根据间接的操作参数维持这2个保护层的有效性。表1为安全停车模式下的2个保护层和埃克森美孚公司用于监控该保护层的间接操作参数以及埃克森美孚公司可以采取的直接操作参数。

埃克森美孚公司用于监控保护层的操作参数与其他可用的操作参数对比

安全停车模式下的保护层

埃克森美孚公司用于监控保护层的间接操作参数

可以验证保护层可用性的直接操作参数举例

处于关闭状态的待生催化剂滑阀上部积聚的催化剂

待生催化剂滑阀阀位(“偏离方案”要求待生催化剂滑阀应处于关闭位置)

处于关闭状态的待生催化剂滑阀上部的催化剂料位(例如使用差压测量或料位显示)

反应器压力高于分馏塔压力

反应器蒸汽流量(“偏离方案”要求蒸汽流量最低为907kg/h

反应器与分馏塔之间的差压测量,确保反应器压力高于分馏塔压力

 

4.2  2012年的“偏离方案

      2012年,Torrance炼油厂发生了一起类似的膨胀节停车事件,由于电力中断FCC装置进入安全停车模式。操作人员试图重启膨胀节,没有成功。当时,埃克森美孚公司相信是积聚的催化剂阻碍了膨胀节叶片旋转。为了验证这个问题,炼油厂人员计划进入膨胀节进行检查。

      为了确保进入工艺设备(例如膨胀节)的安全,通常需要盲死与设备相连的工艺管线。但是,根据目前配置情况,膨胀节入口管线无法被盲死,而盲死膨胀节入口需要拆除一段连接短管。埃克森美孚公司认为,拆除膨胀节入口连接短管风险更大,而通过单个切断阀 排凝代替盲板的方式风险较小。

在这种情况下,需要进入受限空间时使用单个切断阀 排凝的方式隔离设备是符合埃克森美孚公司安全规定的。作业前,埃克森美孚公司通过建立并分析“偏离方案”的安全问题,允许了违背安全规定进行作业。因此,埃克森美孚公司制定了2012“偏离方案”,开展膨胀节进入作业。根据2012“偏离方案”,装置配置情况如下(如图7所示):

  • 膨胀节入口单个切断阀 排凝;

  • 膨胀节出口安装盲板;

  • 待生催化剂滑阀和再生催化剂滑阀处于关闭位置;

  • 向反应器通蒸汽,要求最小流量为907kg/h

装置处于安全停车模式,同时静电除尘器处于带电状态。

72012“偏离方案”


      20152月,膨胀节自动停车,埃克森美孚公司炼油厂管理层计划进入膨胀节检查不能重启的原因。埃克森美孚公司管理层决定再次使用2012“偏离方案”,进行受限空间进入作业。但是,2015年,埃克森美孚公司没有进行正式会议或讨论2012“偏离方案”的适用性和有效性。1FCC装置经理分别向5名管理层人员汇报2012“偏离方案”,征求意见。没有人考虑到FCC装置的情况是否和2012年一样,没有人针对2012年的安全保护是否满足2015年操作要求进行安全分析。事实上,2012年工程师讨论的保护层(蒸汽 催化剂屏障)对2015年的膨胀节进入作业是不足够的。

4.3待生催化剂滑阀失效

      待生催化剂滑阀是一个用于控制反应器至再生器的催化剂流量的控制阀。在正常操作情况下,待生催化剂滑阀内部的阀盘处于部分打开状态(如图8所示),调整至再生器的催化剂流量。粗糙的催化剂连续流过部分打开的阀门时,会对阀门的阀盘和密封面造成侵蚀。

8:待生催化剂滑阀


       事故后,CSB调查组对待生催化剂滑阀的内部构件进行了检查,发现阀门内部已被严重侵蚀,导致阀门不能有效密封。经过长达6年的运行,被侵蚀面积达到约103cm2,为催化剂通过阀门泄漏提供了通道(即使当阀门处于完全关闭位置时)。事故当天,阀门侵蚀导致的密封失效,导致处于关闭状态的待生催化剂滑阀没有建立必要的催化剂屏障。

       从该起事故可以看出,在安全停车模式下,一个待生催化剂滑阀可能不足以实现可靠密封并建立催化剂屏障。CSB调查组了解到,一些FCC装置在反应器和再生器之间设置了连续2个待生催化剂滑阀,只有当装置进入安全停车模式时才操作第二个待生催化剂滑阀,实现切断功能,从而建立催化剂屏障。这种设计可能降低依靠一个被侵蚀的待生催化剂滑阀建立催化剂屏障的潜在可能性。

4.4 蒸汽屏障失效

      在安全停车模式下,蒸汽是FCC装置油气部分和空气部分之间的第二个屏障,用于为反应器充压,保持反应器压力高于分馏塔压力。

       2015218日上午,打开的膨胀节法兰出现蒸汽泄漏,埃克森美孚公司管理层指示中控人员降低蒸汽流量,试图减少膨胀节出口法兰处泄漏的蒸汽量,以使维保人员能够安全地安装盲板。中控人员把蒸汽流量降低至约3402kg/h,符合2012“偏离方案”的要求(最小蒸汽流量为907kg/h),但是此时反应器压力已低于分馏塔压力,降低的反应器压力已不能阻止分馏塔油气进入反应器,油气随后进入再生器和燃料气系统。

      事故当天,尽管埃克森美孚公司知道催化剂屏障已经失效,蒸汽成为阻止油气和空气混合的唯一屏障,没有人进行相关分析去确定2012“偏离方案”规定的最小蒸汽流量907kg/h是否足够。如果埃克森美孚公司进行了保护层分析,他们就可能知道需要提高允许的最小蒸汽流量,或者决定在膨胀节维护作业能够安全进行之前关停FCC装置。

4.5 换热器管程泄漏

      事故当天,在提升管蒸汽流量降低至3402kg/h的情况下,分馏塔压力高于正常操作压力,造成油气进入反应器。此次事故中,分馏塔操作压力约0.06MPa,约是2012年安全停车时分馏塔压力的两倍。

      由于分馏塔油浆泵循环上的换热器(经过长时间运转)发生石脑油泄漏并进入油浆中,高温油浆使挥发性高的石脑油蒸发,造成分馏塔压力升高,如图9所示。

9:换热器管程泄漏


       埃克森美孚公司人员之前认识到换热器管程可能出现腐蚀/侵蚀问题,导致石脑油泄漏进入油浆中,但是他们认为这种工况的泄漏只会造成较小的经济损失,没有识别出会在安全停车时造成负面的安全后果。在常规的风险分析中,这种特定的分馏塔超压工况很难识别出来。

4.6 FCC保持安全停车模式,并未被关停

       从膨胀节震动导致FCC装置进入安全停车模式,到两天后发生爆炸,FCC装置均处于带电状态,而且油气继续在装置内循环。当埃克森美孚公司人员发现待生催化剂滑阀泄漏和催化剂屏障失效,他们选择保持装置处于安全停车模式,并继续执行膨胀节进入作业。当炼油厂人员看见打开的法兰发生蒸汽泄漏,装置仍处于安全停车模式,他们选择降低蒸汽流量以控制工作人员的暴露风险。安全停车模式下,静电除尘器保持带电状态。

      CSB调查组认为,当发现待生催化剂滑阀没有建立催化剂屏障时,埃克森美孚公司选择继续以安全停车模式运行的原因主要有以下四点:

  • FCC装置从安全停车模式开车比从完全关停模式开车更快捷,意味着可以更早开始生产;

  • 埃克森美孚公司认为FCC装置的完全关停是非常规、非稳定状态操作,会对炼油厂人员造成更大风险;

  • 当埃克森美孚公司人员意识到待生催化剂滑阀保护失效后,没有进行分析识别依靠单独蒸汽保护的安全后果;

  • 埃克森美孚公司的安全停车程序没有要求:如果关键的安全保护(例如关闭的待生催化剂滑阀上部的催化剂料位)失效时应关停装置。

CSB调查组认为,埃克森美孚公司人员可能没有重视待生催化剂滑阀保护失效对装置整体安全的影响,主要关注点集中在如何修复膨胀节并重启装置。

4.7 工艺设备打开操作不符合炼油厂标准

      埃克森美孚公司需要在装置处于安全停车模式下对膨胀节进行维护作业,但是膨胀节周围的管线在设计上不能实现膨胀节的安全隔离。但是,埃克森美孚公司管理层选择了采用不可靠的、不安全的隔离方法。

事故当天,埃克森美孚公司人员打开了膨胀节出口法兰,目的是安装盲板将膨胀节与工艺隔离,以便进行受限空间进入作业。埃克森美孚公司挂牌上锁程序要求安装盲板前应采用“双切断阀 排凝”的方式隔离设备,但是也允许采用“单切断阀 排凝”的方式(如果是唯一选择)。

       连接至膨胀节出口法兰的管线的设计不能实现“双切断阀 排凝”。如图10所示的旁通阀不能用于隔离膨胀节,因为阀内部设计了一个孔,用于超压保护目的。因此,埃克森美孚公司只能采用“单切断阀 排凝”的方式隔离膨胀节。唯一可用的隔离膨胀节出口的阀是待生催化剂滑阀和再生催化剂滑阀。但是,这两个阀是用于催化剂节流的控制阀。埃克森美孚公司不把控制阀作为可以用于隔离设备的能量隔离设备,控制阀通常不应作为切断阀使用,因为流体流过部分打开的阀门时会对阀门造成损坏,影响其密封完整性。如果埃克森美孚公司管理层遵守挂牌上锁程序,他们就不会使用待生催化剂滑阀和再生催化剂滑阀去隔离膨胀节,膨胀节出口法兰也就不会在装置安全停车模式下被打开。此次事故中,打开膨胀节出口法兰导致了降低反应器蒸汽流量的决策,进而导致静电除尘器爆炸。

10:膨胀节出口隔离方案


4.8 油气进入燃料气系统时静电除尘器处于带电状态

      静电除尘器正常操作情况下会产生火花,所以埃克森美孚公司要求当可燃气体混合物可能进入静电除尘器时,静电除尘器应被关停。但是,事故当天,当油气进入带电的静电除尘器时,静电除尘器没有被关停。结果,静电除尘器内的火花点燃了可燃混合物,导致爆炸。

       2009年,Torrance炼油厂为FCC装置安装了一台新静电除尘器,以满足新的环境法规要求。炼油厂委托一个工程服务公司设计并建造新静电除尘器。200611月,该工程服务公司对设计进行了PHA(工艺危害分析),识别出可燃蒸汽可能进入静电除尘器,并导致火灾或爆炸。但是,2006年的PHA没有识别出可能造成可燃蒸汽进入静电除尘器的特定场景。埃克森美孚公司通过在燃料气系统安装一氧化碳分析仪监测进入静电除尘器的可燃气体,关闭了建议项。当FCC装置内油气不完全燃烧时可能产生一氧化碳。

      埃克森美孚公司选择安装一氧化碳分析仪监测可燃蒸汽,因为他们认为燃料气系统内的任何烃类蒸汽都会伴有一氧化碳,他们相信FCC装置内的油气不完全燃性,从而生成一氧化碳。2006年、2009年和2014年的PHA均没有考虑装置处于安全停车模式时(这种情况下热量不足以引起燃烧反应产生一氧化碳)油气进入燃料气管线的场景。

     事故当天,装置处于安全停车模式,油气进入燃料气系统,且油气中不含一氧化碳。由于没有监测油气的分析仪,没有监测到可燃环境。结果,带电的静电除尘器引燃油气,并导致爆炸。Torrance炼油厂把安全停车模式下的静电除尘器设计成带电状态,是为了符合环境法规(要求从排入大气的气体中除去催化剂粉末)。


5.事故启示

1)识别并确定装置所有操作模式下的安全操作限值和能够验证工艺运行状态的测量工艺条件和参数,是非常必要的。如果一套装置依靠只能间接提供关键工艺参数的操作参数,则可能导致不能识别出工艺是否处于不安全状态。

2)当需要执行一个与现有程序不符合的偏差操作时,公司应进行变更管理审查,以验证、批准技术基础、执行时间,并识别任何新的风险和相关风险控制措施。如果该程序偏离方案计划保存以备将来使用,在执行该程序偏离方案之前,公司应对潜在的工艺条件、活动和技术假设等是否有效进行验证。

3)应重视安排并执行安全关键设备的维保工作,确保设备能够有效执行其安全关键功能。

4)进行工艺危害分析时,应考虑装置所有的操作模式(包括非常规的操作模式,例如装置备用)。当进行正常、连续操作模式的工艺危害分析时,可能会忽视非常规操作模式下的事故场景。

5)企业应针对装置的所有操作模式(包括装置备用)制定相应的操作程序,详细地确定安全操作限值、偏离限值的后果以及工艺条件超过安全操作限值时应采取的行动。

6)当需要对现有程序作出改变时,应执行可靠的变更管理审查。与PHA相似,执行变更管理审查需要跨专业的团队,包括不同领域的专家,协助辨识程序变更可能带来的风险。

7)流体通过处于部分打开状态的控制阀时会对阀门造成损坏,影响其密封完整性,所以,控制阀通常不应作为切断阀使用。

8)不含一氧化碳的未燃烧的油气可能进入FCC装置的静电除尘器。炼油厂应对其FCC装置进行评估,确定是否存在足够的安全保护预防静电除尘器油气爆炸事故。


6. 总结

     Torrance炼油厂静电除尘器爆炸事故是可以避免的。埃克森美孚公司Torrance炼油厂工艺安全管理方面存在的漏洞导致FCC装置油气回流,在静电除尘器内着火爆炸。埃克森美孚公司没有针对安全停车模式制定针对性的操作程序,明确安全操作限值以及需要装置关断的工艺条件。另外,埃克森美孚公司没有充分定义安全停车模式时安全关键设备的功能,没能确保安全关键设备执行其安全关键功能。埃克森美孚公司也没有进行充分地风险分析,识别安全停车模式下的安全保护是否足够。

       CSB调查组根据对2015218日静电除尘器爆炸事故的分析,识别出Torrance炼油厂FCC装置的安全设计缺陷。再生器和静电除尘器之间的管线和设备没有安装监测油气(不含一氧化碳)的仪表设备。由于油气监测仪表的温度限制,这一点可能是行业内广泛存在的一个问题。另外,待生催化剂滑阀不能有效隔离FCC装置的油气部分和空气部分。在安全停车模式下,埃克森美孚公司依靠该待生催化剂滑阀作为具有安全关键作用的隔离阀使用,但是待生催化剂滑阀设计上是一个控制阀,不能完全密封。其他炼油厂可能也以这种方式使用待生催化剂滑阀,这是超过其设计意图的。CSB调查组呼吁各炼油厂应从此次事故中学习经验,防止类似事故发生。



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