连续生产工艺装置在整体开停车、局部停车、临时操作时，操作环境发生变化，而在异常工况中的风险隐蔽性强且危害性大。如何建立有效屏障，控制异常工况中的操作风险，是避免重大事故的关键。
年2月18日，埃克森美孚Torrance炼油厂催化裂化单元FCC在由于设备故障，转入局部安全停车（“SafetyPark”）状态，后系统电除尘装置ESP发生爆炸。
本文将通过案例分析，讨论如何通过有效的操作程序以及明确的操作极限，实现异常工况下的操作风险控制。
Torrance炼油厂爆炸事故
年2月18日，埃克森美孚公司Torrance炼油厂催化裂化（FCC）装置，烟气膨胀机由于叶片上催化剂结垢严重造成的振动过大，进而联锁系统转入“安全停车”模式（SafetyPark）。
在一系列的保护屏障失效后，轻烃从分馏塔倒窜回催化剂再生器，形成的爆炸性混合气体进入后处理系统的静电除尘装置，被静电引燃造成剧烈爆炸。你可以从如下的视频中了解事故的详细过程。
备注：该事故与年Husky炼油厂FCC装置爆炸有许多共性点，我们将在后续文章中讨论。
事故造成电除尘装置被摧毁，4名维修人员受伤，含催化剂粉尘的气体扩散至一英里之外的社区。ESP装置爆炸过程的碎片还造成一起险兆事故，邻近装置的两个沉降槽含有大量氢氟酸，如果在事故中破损，则可能造成更大的泄漏事故，引发中*及人员受伤。
备注：受损的ESP及附近的沉降槽
异常工况中的保护屏障失效
本事故发生的一个重要条件是，FCC装置处于“安全停车”工况下，在该模式下：
待生催化剂滑阀和再生催化剂滑阀关闭
反应器提升管烃类进料切断
再生器主风机和烟膨胀机停机
反应器提升管中注入蒸汽隔断
分馏塔热循环保持
静电除尘器ESP保持
装置在该异常工况下，防止分馏塔内的轻烃蒸汽逆流，避免形成烃氧环境所依赖的两道安全屏障均告失效：
待生滑阀和再生滑阀上游的固体催化剂隔离；
反应器注入蒸汽压力高于下游分馏塔压力隔离；
如何控制异常工况中的操作风险
Torrance炼厂虽然制定了在“安全停车”工况下的操作规程，但仅仅定义了如何切换“安全停车”模式及返回正常操作，而没有明确在“安全停车”模式下的操作程序。
事故调查发现，采取更为合理的操作控制，工厂可以避免上述两道安全屏障的失效。例如对关键工艺参数设置直观的测量仪表，而非间接操作参数。
关键工艺参数的波动范围要求不应局限于正常操作，还应考虑开、停车等特殊工况；关键工艺参数应设置直观的测量仪表，本事故中，滑阀一侧催化剂料位、反应系统与再生系统压差等关键工艺参数未设置直观测量仪表。
对于异常工况的操作程序，我们建议：
工艺危害分析（如采取HAZOP/LOPA方法）应包括开、停车等特殊工况，识别分析相应风险及保护屏障；
对关键工艺参数的波动范围要求，包括安全操作上下限都应有明确的要求；
不局限于正常操作，对开、停车等特殊工况，都应制定明确的操作程序；
确保关键工艺参数可以实现有效的监控，以保证工艺处于安全操作极限范围内；
在操作程序中对偏离安全操作极限的后果及响应措施作出明确操作要求，无论是通过安全联锁系统实现还是操作工的有效响应；
作为催化裂化生产工艺的核心，反应及再生涉及的工艺参数复杂，如两器压差、主风流量、提升干气流量等。石油化工行业生产过程的非线性及多参数的特点，使得异常工况的判断及安全操作极限的设定尤为困难。
可以进一步优化的方法，是通过流程模拟软件对异常工况进行动态安全分析，确定安全操作极限，以及相应的控制仪表参数设定。例如对Torrance炼厂爆炸事故中，通过使用AspenDynamics可以进一步确定在反应器与分馏塔压差变化时，蒸汽注入阀门的开度需求，以保证压差稳定防止逆流。
如需详细的咨询辅导，请联系中安咨询
作者：
李韧
工艺安全专家
李国林
工艺安全专家
参考:
1.CSBInvestigationReport-02-I-CA
延展阅读
中安咨询（广州）有限公司
info
ChinaSafer.cn专业于中致任于安
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇