工艺安全分析

泄压阀
破裂盘
泵
反应器
燃料储罐
选择节点 确认设计意图
运用引导词
无(None) 多(More) 少(Less)
工艺参数
流量 温度 压力
反向(Reverse)
部分(Part of) 以及(As Well As) 异常(Other Than)
时间
液位 混合/搅拌
偏差矩阵
引导词 设计参数 多于 少于 无 反向 部分 以及 此外
本质较安全工艺
方法原则


仅用少量危害物质（或最小化）
采用低危害物料替代高危害物料 采用低危害性工艺条件或低危害性物料形态减弱 装置的设计将危害物料释放量或能量的影响降至最 小 装置的设计使发生操作失误的可能性减低到最小， 或增加对操作失误的容忍度

制定建议 管理风险
根据危害事故的风险（后果的严重性与发生的 可能性），以判断目前的防护措施是否足够
污染物（杂 材料错误 质）
温度
High High 温度偏高 Pressure Temp
压力偏高
Low 温度偏低 Pressure
压力偏低
压力 Pressure 时间
偏差矩阵
引导词 设计参数 流量 多于 流量偏 高 少于 流量偏 低 无 无流量 反向 回流 部分 浓度错误 以及 此外
污染物（杂 材料错误 质）
分析
全分析
项 目 建 议 书
可 行 性 研 究
初 步 设 计
下 达 投 资 计 划
详细设 计、施 工图设 计
启动前
封
安全检
查、开 车
存、 投产运行
拆 除
塔里木PHA管理标准
• 频率：不超过5年 • 职责：管理层、工艺安全分委会、直线领导、 工作组 • 准备：组建工作组、制定章程、提供工艺技术 资料
•
故障假设/检查表分析
研讨班须知
• 我们是互相交流学习
• 如有问题可以随时提问，每次一个人发言
• 欢迎提建议 • 准时开始准时结束 – 课间休息 • 其它 – 手提包靠墙 – 地上五支点
– 紧急出口和撤离通道
– 关闭手机或设为振动
研讨班目的
让参加研讨班的人员能够成为熟练掌握工 艺安全分析方法的工艺安全分析的 成员、主 持人和组长。 这些方法包括 ―危险和可操作性研究” 、 “故障类型和影响分析”和 “故障假设/ 检查表分析” 。
塔里木PHA管理标准
• 提供了各类检查表和矩阵，并有技术手册 • 各区域可制定有效的执行程序
研讨班日程
第一天
• • • 介绍 工艺安全分析 危险和可操作性研究
第二天
• 故障类型和影响分析
•
故障假设/检查表分析
123
危险和可操作性研究（HAZOP）
优点

系统地分析所有和最初设计意图相背离的偏差
• 通过系统的、有条理的方法来识别、评估和 控制工艺中的危害，包括后果分析和工艺危害 评审
•危害评估的方法和安全审查的方法
背景
印度波帕惨案
火炬 排放管 33m 吸收塔
MIC 工艺
冷却器 罐1
15m
总管
碱液
罐2
MIC 工艺
总管
Spare tank for depressurization 罐3
背景
人为因素分析
• 人为因素分析包括日常和应急情况。在PHA过 程中重点是辨识和避免人为失误可能发生的情 况 • 可以运用人为因素检查表帮助辨识和评估人 为因素，或者使用“故障假设/检查表”作为人 为因素的评审的方法
人为因素分析
人为因素分析考虑主要领域

人机工程学 人机界面 注意力分散


培训、技能及表现
印度波帕惨案
1984/12/4人类历史上最严重的事故,
25-40 吨异氰酸甲脂（MIC），泄漏到方圆10公里 的范围
3,500人死亡（非官方统计是接近10,000
人），200,000 人受到永久伤害
背景
背景
印度波帕惨案原因
异氰酸甲酯罐被水污染 温度指示仪的报警装置无法工作 没有打开旁路阀将泄漏物引到备用罐 氟里昂改道至工厂的其它部分 废气燃烧装置的衔接部分正在进行维修 排放点高度为33米，而吸收系统是按15米高度设计
•
故障假设/检查表分析
123
故障类型和影响分析（FMEA）
优点

分析故障类型和影响的系统方法
将非常见过程分解为单元用于关键性分析 通过适当的训练后易于使用和归档


故障类型和影响分析（FMEA）
局限性

主要针对“运行－故障 ”的状况（仪器和设备）

对设计依据不作质疑
分析步骤
1. 选择系统
2. 描述系统 3. 将各组件的编号和描述列表
AIChE（1993年9月）化学工艺安全自动化准则 纽约：美国化学工程协会版 权1993；复制需得到AIChE化学工艺安全中心的许可
工艺危害评审中要考虑的因素
• 工程和管理控制—危害的控制措施与问题的早 期预兆或泄漏之间的相互关系是否合适？
• 人因因素—人与其工作环境中的设备、系统、 信息的交互作用是是什么？ • 本质较安全工艺—危害能否通过改变工艺的全 部或部分来消除或减少？
操作程序
人为因素分析
人为因素分析方法

利用操作和维修人员的经验 人为因素检查表 现场查看


危害事件定义
防护措施分析
本质较安全工艺
• 与工艺有关的工艺物料的基本化学特性（如 毒性、易燃性和反应性）、物料处理的物理条 件（如温度和压力）、工艺设备的特性、或是 这些因素的综合危害，应当通过从根本上消除 而不是控制的方法 • 使用本质安全工艺技术是一种实现安全设计 和操作的方法。
非常适合新技术和工艺


容易归档
适用于化学工艺过程也可适用于其它制造过程

危险和可操作性研究（HAZOP）
局限性

假设设计在正常工况下是正确的 需要准确的模型或图纸 容易“跑题”


分析步骤
选择节点
• 从这里开始对每个节 点进行分析
解释节点的设计 意图
选择参数和引导词词
建立相关的偏差
列出原因、后果 和保护措施 评估是否需要加 强风险控制 对所有引导词重 复这个过程
Cl2
N
丁二烯
Y Y
HCl
N Y N
空气
N Y N N
过氧化物 润滑油
Y ? Y Y Y Y ? Y N Y N
钢
Y N Y N ? N
钢
Y=是，N=否，?=不知道 列表中应该包括所有的材料，包括已知的杂质、稳定的中间体和副产物。 对于每个“Y‖，该类反应和必需的条件应当被确定并记录到文档
N
后果分析
wenku.baidu.comHigh Pressure
Pressure 时间
偏差矩阵
引导词 设计参数 流量 多 流量偏 高 少 流量偏 低 无 无流量 反向 回流 部分 浓度错误 以及 异常
污染物（杂 材料错误 质）
Pressure 时间
偏差矩阵
引导词 设计参数 流量 多于 流量偏 高 少于 流量偏 低 无 无流量 反向 回流 部分 浓度错误 以及 此外
后果分析是工艺安全分析所有步骤的一 个基本要素。对于潜在的危害事件的不良影 响的评估，例如由于偶尔发生工艺事故导致 的火灾、爆炸和有毒物质释放的不良影响， 为危害评估提供评审的重点
后果分析

确定可能事件的类型
– – 火灾 爆炸
–

有毒物质释放
评估可能的释放量(包括极端最严重的情形和次之的 情形）

归纳建议项和所有评估的发现项，递交管理层

123
术语
原因—设备的故障、程序的失效、个人的疏忽
偏差—因原因导致的工艺状况的改变 后果—因偏差导致的不期望的安全事件
安全分析方法的逻辑图
原因 偏差
后果
故障类型和影响分析
危险和可操作性研究
故障树分析
故障假设/检查表分析
方法的选择
故障假设/检 查表分析
评估不同影响级别所扩散的距离（超压、有毒物质 的影响、热辐射等）
定义对工厂和社区的人员、设施、环境安全健康的 影响 。评估可以是定性的，如有厂区外影响，可以 考虑定量分析

工艺危害评审
• 工艺危害评审是针对工艺上可能发生的危害事 件进行的系统且复杂的研究，该研究由多种专 业人员组成小组并使用4种方法当中的一种来完 成
4. 列出第一个组件的失效或故障类型 5. 列出对整个系统的安全影响 6. 选择危害级别 7. 选择可能性级别
故障类型和影响分析（FMEA）
描 述
组件故障“安全” 故障不会引起较大的损失： 损失 <$100,000 故障引起的损失在 $100,000 到 $2,000,000 或单个人员死亡 故障引起的损失>$2,000,000 或多起死亡,或对环境的破坏 2 3 1
紧急报警用于召集而非疏散人群
没有进行过系统的工艺安全分析
今天我们距离事故有多远？!

讨论：小组成员区域发生的工艺事故
工艺安全分析
审核
危害识别

罗列出工艺中涉及的危害，如火灾、爆炸、 毒气泄漏和/或环境影响
组织小组到现场察看以便更清晰地了解工 艺和危害，并检查管道图的准确性

危害识别
危害辨识技术




塔里木PHA管理标准
• 目的：通过辨识、评估、控制工艺和操作中的 危害，以预防工艺安全事故的发生，提高工艺 安全水平 • 范围：适用于塔里木油田钻井、试油、修井、 油气生产和处理、油气集输和管道、炼油化工 装置等的新改扩建项目及设施的生产运行、封 存、拆除
塔里木PHA管理标准
筛选性 工艺安 全评审 项目批 准前工 艺安全 评审 详细工 艺安全 分析 最终项目 工艺安全 报告 基准工 艺安全 周期性工艺安 全分析 （每3－5年） 封存、 拆除安

定性评估

通过风险矩阵进行定性评估
PHA报告

将建议按照风险等级排序 准备PHA报告记录PHA小组的分析 将报告递交给管理层（在工艺危害评审的过程中， 任何重大发现应及时通知管理层）


管理层对建议的回复

接受建议。指派责任人和规定完成时间 修改建议。指派责任人和规定完成时间 拒绝建议 (必须将拒绝的原因记录在PHA报告中） 跟进执行的进展情况保证按时完成 与工作区域内可能受影响的人员沟通PHA的发现项
设计意图
参数/引导词
________________________________________________________
偏差 后果 原因 保护措施 建议的行动
放热反应器
盐水
盐水 热交换器
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研讨班日程
第一天
• • • 介绍 工艺安全分析 危险和可操作性研究
第二天
• 故障类型和影响分析
������

经验――专家顾问
审阅变更管理文件
审阅待分析的工艺和类似装置的事故调查报告
������
������
������ ������
审阅待分析的工艺和类似装置以往的PHA报告
通用危害辨识检查表 化学品相互反应矩阵
������
危害识别
化学品相互反应矩阵
X
Y Cl2 丁二烯 HCl 空气 过氧化物 润滑油
项目 论证阶段基础 数据 预批准 设计 定期评估—现有设施 X X X X O O O O O O O O
故障类型和 影响分析
危险和可操 作性研究
故障树分析
工艺变更
退出运行 X=至少需要 O=可选
X
X
O
O
O
独立防护层
社区紧急计划 厂内紧急计划
缓解系统 (围堰，洗涤器 ，火炬) 物理性的防护 装置 (释放阀) 安全连锁系统 (开关, 自动关闭) 关键工艺报警 & 控制系统 & 报警 基本工艺报警 & 控制系统 & 报警 工艺的安全 设计
温度
High High 温度偏高 Pressure Temp
压力偏高 时间偏长
Low 温度偏低 Pressure
压力偏低 时间太短 缺少步骤 步骤倒反
压力 Pressure 时间
遗漏部分 操作
进行额外 操作
错误 时间
太迟
太快
危险和可操作性研究分析记录表
节点-管线或容器 ________________________________________________________
工艺安全分析
本标准适用于塔里木油田涉及工艺安全分 析的人员
中 国 石 油 塔 里 木油 田公 司
Petrochina Tarim OilField Company
安全经验分享
中石油或塔里木 的工艺安全事故 图片或视频
研讨班日程
第一天
• • • 介绍 工艺安全分析 危险和可操作性研究
第二天
• 故障类型和影响分析
小组成员评估每个事件的可能的有害影响，判 断系统中现有的防护是否足够，是否需要增加 防护措施，并就相应的防护措施给出建议
•
工艺危害评审的步骤

选择四种方法当中的一种来进行评估 识别工艺中可能发生的危险事件


列出防范危险事件发生的现有防护
评估现有的防护是否足够


如果现有的防护措施不足够，就此给出建议
课程提纲
• • PHA概念 PHA背景和重要性
•
•
PHA内容
– HI+CA+PHR+FS+HF+ISP+RA+RC
塔里木PHA标准
•
PHA方法和练习
– – HAZOP FMEA
–
– –
WHATIF/CHECKLIST
ETA FTE
工艺安全分析
(Process Hazards Analysis)?