石油化工工程施工与生产工艺安全分析

＊苏 超

（江阴市三良橡塑新材料有限公司 江苏 214445）

引言

石油化工行业对促进经济发展发挥着重要作用，石油化工工程施工、制备工艺与企业安全生产和经济效益有着直接联系。需要采取石油化工工程施工安全措施，优化改进化工工艺，做好工艺管线的试压工作，进一步提升石化生产工艺的安全性和稳定性。还需要制定安全技术标准，建立起安全技术体系，培养管理人员的安全意识，规范石化生产流程，做好石化生产过程中的危险源识别和分析，采取安全防范措施来保障工作人员的生命安全，为石油化工企业正常生产提供保障。

1.石油化工工程施工与生产工艺安全分析

(1)石油化工工程施工安全分析

石油化工工艺的实现要以石化工程项目作为支撑，石化工程规模大、施工难度大，施工过程中经常存在高空交叉作业、垂直运输作业等，高空作业时如果没有采取有效措施，脚手架、吊篮等部位易发生高空坠落事故，垂直高度平面存在上下交叉作业时，易出现物体打击事故，会对地面施工作业人员带来伤害。施工过程中还需要为施工机械、工具和照明等提供临时电源，如果存在绝缘导线老化和接触不良等问题，施工作业人员不具备安全用电知识和防护意识，易发生触电事故，起重机械、打桩机械等如果没有安装防护和保险装置，容易对机械操作人员造成伤害。石油的化学成分比较复杂，具有易燃、易爆等特点，在石油化工工程施工过程中，如果不能严格控制安全风险，将会引发严重后果。例如，在对石化管道进行切割和焊接时会存在着电火花，如果没有将石化管道中的油气完全释放，一旦与电火花接触则会引发爆炸，直接威胁着施工作业人员的生命安全，还会对石化管道附近建筑物安全带来影响，造成严重经济财产损失，甚至威胁人们的生命。

(2)石油化工工艺流程安全问题分析

①化工材料运输贮存

石化原材料在运输存储过程中受热、受潮、撞击、相互接触时易发生化学反应，材料运输如果没采取安全防范措施，没有采用专车进行运输而与其它化学材料进行混运，移动化学物品存在摔、滚等野蛮搬运方式，运输过程中没有采取防晒、防雨淋等措施。在化学材料存储时置于高温场所，与其它化学材料进行混储，没有良好的通风设施，临近电气设备或储存腐蚀性物品的容器，易出现化工材料变质或失效，严重情况下会出现火灾爆炸、腐蚀、中毒等安全事故。

②石化工艺安全设计周期

石油化工生产工艺复杂且严谨，对操作人员素质和调试周期等都具有严格的要求，石化装置生产线正式投入运行以前，要求工作人员进行培训并取得上岗资格方可操作，还需要对生产装置进行严格测试和检验，然后再试车来验证生产工艺能否达到产品质量和安全生产要求。一些石化企业为缩短投资回收周期，尽快占据更多的石化产品市场份额，在没有满足安全设计周期情况下，盲目将石化生产装置投入使用，也没有制定相应的安全防范措施，一旦管控不力将会造成巨大经济财产损失，甚至威胁操作人员的生命。

③缺少风险识别与预判流程

石油化工产品生产过程中会涉及到大量原材料，很多原材料化学和物理属性都比较特殊，具有较强的腐蚀性和易燃易爆特性，还需要运行于高温、高压的环境下才能正常发生化学反应。如果工程技术人员和操作人员不具备风险识别和预判能力，这些具有易燃、易爆、强腐蚀性的原料会在反应过程失控而产生安全隐患。

④精细化工生产流程

石油化工产品精细化工的安全风险主要为工艺反应过程中的热风险，物料热解起始温度，分解过程中释放的热量、最大反应速度条件对应的温度等如果没有进行合理设置，物料会存在潜在燃爆危险，需要避免出现超温而发的危险事故。很多一线操作人员缺乏安全意识，不熟悉精细化生产工艺流程，无法针对潜在安全隐患予以规避和排除，增加了精细化工生产的危险性。

2.石油化工工程施工与生产工艺安全措施

(1)石油化工工程安全措施

预防或消除石油化工工程中存在的危险源，可以杜绝安全事故的发生，例如，不再采用达不到安全使用要求的脚手架，不采用绝缘等级达不到要求的导线等。如果消除危险源存在困难，采用预防危险的措施，可通过设置安全保护屏障、漏电保护装置等，降低危险发生时对施工作业人员造成的危害。如果在不能消除危险源和无法预防的情况下，可以采用减轻危害防范措施，例如，在需要照明条件下进入石化储罐中进行焊接作业，采用12V的照明灯具。采取隔离措施可以保证施工作业人员的人身安全，将人员和危险源进行隔离，可采用遥控作业等方式进行保护。在易出现安全事故或危险性较大的区域，设置安全警示标识或安装声光报警装置，对施工作业人员进行警示。做好施工作业人员的个体防护，佩戴好劳动保护用具，定期开展安全教育和培训，施工作业前做好技术交底工作，提高施工作业人员的安全防范意识。

(2)化工材料运输贮存措施

对石化材料进行装卸搬运时，先了解化学材料性质，检查材料包装是否完好，查看装卸搬运工具是否牢固，装卸人员做好自身防护并佩载防护用具，如果工具被酸、碱等化学品污染，需要进行彻底清洗后才可以使用，对易燃易爆石化生产材料称量时要进行静电接地。化学材料卸车时应该避免撞击、摩擦，发现材料包装存在破漏需要转移至安全区域进行修整，两种化学物质性能存在抵触的，不可以采用相同车辆进行运输。在化学品进行存储保管时，应根据防火规范和爆炸品管理规定等，设置专用于化工产品存储的库房，确保施工材料满足防火等级要求，做好库房的通风换气，配置自动监测和报警装置，需要根据物品性质不同进行分区分类存放，如果化学材料性质比较特殊，要采用单独库房进行存放。怕晒、遇水变质或燃烧的化学材料，不得露天存放，对存储温度有要求的化工材料，需要放到具有温度调节功能的库房，对易燃易爆物品需要采取相应安全措施，避免出现火灾事故。

(3)优化石化工艺安全设计周期

引进先进的石化工艺安全设计理念，对工艺安全设计周期进行优化。提前做好生产工艺操作人员的教育培训，学习化工原材料性质和工艺生产装置的安全操作规程，加深对化工生产工艺的认识，培训完成后进行考核，取得岗位资格后方可上岗，确保在生产工艺装置投入使用前达到胜任安全操作的要求，学会如何应对生产过程中出现的突发安全事件，保证工作人员和生产设备的安全。根据工艺生产功能的不同，对不同的化工生产装置进行调试和试运行，在所有设备都安装完成后，可以进行整车试运行，不再重复进行单车试运行，可以有效缩短调试周期，尽快将石化生产设备投入使用，也可以确保使用过程中的安全，防止出现安全事故。

(4)做好安全风险识别与预判

石油化工相关工艺设计人员在施工过程中为了提高工艺技术安全性，应对石油化工物料属性及存在的风险全面识别，掌握不同物料的危险性，提高工艺技术的安全性，并对不同物料存在的风险级别果断识别，对产生的风险做到提前预判，并在生产运行前做好相关风险规避措施，保障工艺技术实施过程的安全性和有效性。工艺技术研发人员根据可能存在的安全隐患进行识别，对化工生产流程进行反复测试与调整，优化设备设施和生产工艺，在生产工艺中设计联锁保护功能，当检测到温度、压力和液位等信号的异常时，自动停止化学进程并向安全地点释放信息，在实践中总结经验教训，根据安全生产的需要，制定化工生产技术标准，使石油化工生产满足安全技术要求。

(5)精细化工安全风险评价

对石油化工产品生产最高反应速率时间、失控绝热温升等进行安全风险评价，检验反应热能否满足反应容器承受能力。在绝热条件下测试失控反应上升到最大反应速率的时间，判断失控反应最坏情况出现的概率，确定人为控制条件下，最坏情况发生所需时间。在冷却失效等情况下，化学反应体系无法进行能量交换，释放的热量用于提升反应体系温度，是石油化工过程中反应失控的最极限的状态，绝对温升也就是原材料完全转化时，释放热量导致的温度升高，温升和反应量呈现正比关系，温升越高越会产生更为严重的后果，因此，绝热温升为风险评价的重要指标。测试工艺操作温度，检查反应体系中物料最大累积与物料最差稳定性，为制定控制措施与解决方案提供依据，还需要考虑化学反应冷却失效初始温度，才能更为准确地设置工艺操作温度。检测技术最高温度，常压反应条件下，最高温度是溶剂或混合物沸点，密封反应情况下，最高温度为容器最大允许压力情况下对应的温度。如果放热反应为冷却失效、热交换失控的条件下，在绝热状态下出现温度升高，在物料累积达到最大时，可以达到的最高温度为失控体系下最高温度，该温度与物料累积程度正相关，可用于体现物料累积度的指标。对多种风险指标进行评价，如果评价达不到安全使用要求，需要对生产工艺进行调整后再次评价。

(6)其它安全措施

采用自动化水平高的石油化工过程监控系统，对生产工艺参数和设备运行状态进行采集，定期做好监测传感器的校准工作，设计保护程序来避免出现超温、超压和低液位等现象，防止出现极端运行情况带来的安全威胁。选择安全性高的石化反应设备，优化石化生产流程和工艺，在保证安全生产的前提下，提升产品生产效率。不断总结安全生产经验，组织工程技术人员编制安全技术标准，建立起安全生产技术体系，用于指导石化产品安全生产。

3.使用管线试压技术提高工艺的安全性能

（1）管线试压技术。液压试验采用可燃液体时，介质闪点不可小于50℃，对奥氏体不锈钢管材进行试压应采用不大于氯离子不超过25mg/L纯净水，试压场所的温度不可低于5℃，实时监测试验温度，避免试验温度达到钢管材质的脆性转变温度，试验压力取为管道设计压力的1.5倍，如果工业管道与工艺装置一起进行试压，若管道试压压力不大于工艺装置试验压力，需要采用工业管道试验压力，但管道试压压力超过工艺装置时，工艺装置试压压力不超过工业管道的1.15倍，需要进行技术论证后再进行试压。试压时应该缓慢提升压力，达到试验压力后应该保持10min，把试验压力减小至设计压力，再保持30min，没有发现压力下降或管道出现渗透为合格。

气压试验时，如果工业管道为有色金属材料或不锈钢，需要将试验压力设置为管道设计压力的1.15倍，如果工业管道设计压力超过0.6MPa，需要组织专家进行技术论证。正式试压前要采用空气进行预试验，压力取0.2MPa，试压时应缓慢提升压力，压力提升至试验压力50%时，不存在压力下降或泄漏时，以10%试验压力逐级提升压力，每级需要保持3min，提升到试验压力后保持10min，然后再减小到设计压力，查看是否存在介质泄漏。

（2）试压前的准备工作。石油化工生产运行过程中需要裂解和裂化，产品生产需要借助压力容器设备，管道是转移和运输石油化工原料的重要设施，但由于石油化工管线复杂，完成管线安装后，为了保障管道安装质量，应做好压力测试工作，提高管道运行的安全性。管道在运行前应做好试压工作，应对工艺技术做好工作预案，制定合理的工作预案，确保压力测试有效性，做好管道运行前的准备工作。

（3）对其完整性进行检查。石油化工生产前要对管线压力进行测试，如果管道存在破损、连接处焊缝不密实、固定不牢等会影响管道试压参数，工艺技术人员应对管道质量做出全面检查，根据工艺技术需要更换管线或者修补。第一，施工人员应严格按照管线图纸和试压要求对管路全面检查分析，包括管路的朝向、组装合规性及装置配备情况，明确管线安装符合施工要求。第二，严格审核管道平面和剖面设计图，明确管道用途和规格，仔细检查管路细节是否符合运行标准。第三，除了工艺技术人员检查管路，生产部门及质检部门还应针对管道线路运行情况做出验收评价，确保管道质量符合石油化工工艺技术运行要求。

（4）充分准备检测仪器和养护材料。石油化工工艺技术实施过程中，应对检测仪器和介质材料按照工艺技术方案提前测试，管道试压包括液体和气体测试，明确管路是否存在泄漏现象，尤其是焊接处是否存在焊缝开裂。液体材料测试一般选择纯净水，气体测试一般选择氮气。例如，石油进口管线由于属于液体性质，测试一般选择用纯净水，可以通过测试观察到管道流体变化速度。在开展管道压力测试前，应做好相关材料的准备工作，针对管道薄弱环节，应做好液体泄漏的相关零件准备工作，避免发生泄漏后现场无法有效管控，给企业带来经济财产损失。

（5）生产管线安全工艺。石油化工管道工艺技术应严格按照汽提塔和分馏塔要求实施，确保生产管线安全工艺符合运行要求，促进化学反应顺利实施。技术人员选择设计汽提塔、分馏塔及压力容器设备过程中，为了保障设计工作严谨性，应提前在管道处设置阀门连接，其中在接近汽提塔部位设置连接，并在分馏塔和回流管道处安装阀门，提高工艺技术实践效果。为了有效控制因振动产生的管道破裂，应科学设置阀门位置，将吸入管道与油泵建立连接，提高炼油生产效率。同时，为了避免油泵入口和管道直径之间存在尺寸差异，应增加变径装置进行过渡，来保障生产介质在管道内的有效传输。

4.结语

综上所述，石油化工工程施工和工艺生产均存在一定危险性，如果不能严格按照施工安全规定和生产工艺安全技术要求进行，将会对施工作业人员的生命安全带来威胁，导致生产材料无法释放能量而出现安全事故，需要根据安全生产要求制定切实有效的安全措施，确保石油化工工程的顺利施工，安全生产出符合质量要求的石化产品，定期开展安全操作培训，培养一线工作人员安全意识，制定化工生产技术标准，使石油化工生产满足安全要求。