安全、 健 境 事故分析与预防 编辑倪桂才 ２０１８年第１８卷第３期 蜡油加氢装置重大火灾和中毒 事故情景构建 张武星 （中国石化洛阳分公司，河南洛阳４７１０１２） 摘要：结合蜡油加氢装置风险特点，收集分 收和产汽部分、公用Ｔ程部分等组成。蜡油加氢 艺属危险１二艺，该蜡油加氢装置为四级重大危 析同类典型事故案例，筛选并构建了蜡油加氢装 置高温蜡油泵泄漏发生火灾并引发硫化氢中毒的 险源。按照《中国石化在役生产装置（设施）安全 重大事故情景，设计了情景演化过程，模拟计算了 事故的影响范围，通过分析应急任务，评估现有应 急能力，找出了存在的差距，提出相关改进建议。 关键词：蜡油加氢装置 重大事故 火灾 中毒情景构建 生产重大风险识别与评估指南》评估，该蜡油加氢 装置重大风险等级为Ｅ６级．为公司安全生产十大 风险之一。装置涉及的主要危险化学品有：蜡汕、 石脑油、氢气、硫化氢、干气等；存在的主要风险 为：火灾、爆炸和硫化氢中毒等。 ２情景构建的主要内容 对 ：发生概率较低但后果极其严重的重大突 发事件，采 “情景——应对”的理论与方法，提前 开展战略性研究和应急准备工作，是同内外应急 管理学界近年来提ｆｔＩ的一种行之有效的科学手 段 本史按照“情景分析——任务梳理——能力 ２．１ 成立情景构建 作组 成立由公司副总经理或安全总监为组长，乍 产、安全、环保、消防等部门专业人员和专业机构 的安全专家为成员的情景构建］ 作组 ２．２资料收集与情景筛选 收集的主要资料包括：蜡油加氯装置安全评 价报告、ＨＡＺＯＰ分析报告；情景发生 域及周边 评估”的情景构建基本框架，对蜡油加氢装置高温 蜡油泵泄漏发生火灾并引发硫化氢中毒的高风险 情景开展情景构建，以提升企业应急能力。 １ 蜡油加氢装置风险特点 域人员分布情况；工艺流程冈、消防没施分布冈、 设备平面图；公司和情景发生单位的应急组织机 构、应急队伍、应急装备与物资、应急预案及演练 资料；本企业、本行业及国内外发生的同类典型事 收稿日期：２０１８－０１－０９ 某公司２２０×１０ ｔ／ａ蜡油加氢装置，以减压蜡 油、焦化蜡油和脱沥青油的混合油为原料，采用 ＦＦＨＴ蜡油加氢处理Ｔ艺技术，生产硫含量低于 ｌ ７００ ｐ￣ｇ／ｇ的精制蜡油，为催化裂化装置提供优 质的原料，同时剐产少量石脑油和柴油，富氢气体 经脱硫后去制氢装置作原料。蜡油加氢装置主要 作者简介：张武星，高级工程师，注册安全工程 师，毕业于洛阳工学院机电一体化工程专业，现 任洛阳分公司安全技术专家，长期从事安全技 术和安全管理工作。 Ｆｂ反应部分、分馏部分、富氢气体脱硫部分、热回 ｏ ＳＡＦＥＴＹ ＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ２０１８年第１８卷第３期 张武星．蜡油加氢装置重大火灾和中毒事故情景构建 事故分析与预防 ． 故案例等。 泄漏导致火灾、爆炸事故。 情景筛选的原则：事故具有一定的代表性和 典型性；后果的严重性大、影响范围和处置难度 ｃ）热高分气空冷器Ａ５１０１油气泄漏导致硫化 氢中毒事故。 ｄ）热高分Ｖ５１０２油气窜人热低分Ｖ５１０３导致 超压爆炸，爆炸冲击波冲击脱硫化氢汽提塔 Ｔ５１０１，造成硫化氢泄漏，发生中毒事故。 经工作组进一步分析和评估，最终筛选ａ）情 景开展情景构建。 ２．３典型事故案例分析 大；具备发生的可能性（有事故案例支持、有模拟 计算结果支持）。 结合蜡油加氢装置生产工艺特点和风险评估 报告，对收集的１３起同类或类似装置典型事故案 例进行分析，初步筛选的事故情景如下。 ａ）产品分馏塔塔底高温蜡油泵Ｐ５１０６Ａ泄漏 引发火灾，导致泵上方油气管线开裂，换热框架倾 斜，热高分气空冷器Ａ５１０１法兰开裂，含有硫化氢 的油气泄漏，进而引发硫化氢中毒事故。 选取与筛选情景相关的典型事故案例，梳理 案例特点，总结事故规律，研究事故演化过程的关 键节点，为情景构建提供依据。本例情景选取两 ｂ）反应加热炉Ｆ５１０１（或反应器Ｒ５１０１）油气 起典型事故案例进行类比分析。具体见表１。 表１ 典型事故案例类比分析 ａ）事件孕育阶段：８月９日，蜡油加氢装置分 馏塔塔底泵Ｐ５１０６Ａ振动超标。 ｂ）事件发生阶段：８月１０日４时００分，蜡油 ４时Ｏ４分，公司应急指挥中心启动公司级生 产安全事故应急预案。 ４时０５分，公司消防队到达现场按照灭火预 案进行扑救。 ４时１０分，公司现场应急指挥部成立，开展救 援。 加氢装置分馏塔塔底泵Ｐ５１０６Ａ机封失效，高温蜡 油泄漏、自燃着火。 ４时０２分，当班班长向公司消防部门报警并 向应急指挥中心报告，同时启动炼油二部生产事 ４时２０分，公司向集团公司和地方政府主管 ＳＡＦＥＴＹ ＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ｏ 境 事故分析与碾防 ２０１８年第１８卷第３期 部门进行报告和求援。 ｃ）事件扩大阶段：４时４０分，蜡油泵Ｐ５１０６上 方一条油气管线被烧裂，火势增大，发生爆燃，５名 疏散区辐射热强度需小于１．６ ｋＷ／ｍ！；穿适当防 护服的应急人员可活动的Ⅸ域辐射热强度需小于 ４．７３ ｋＷ／ｍ ；着标准防护服的消防员最大的容忍 消防队员被烧伤。 ４时５Ｏ分～５时３０分，地方消防部门和政府 主管部门人员陆续到达事故现场，成立现场应急 指挥部，制订应急救援方案实施救援，组织疏散周 边１ ０００ ｍ以内的人员。 极限辐射热强度为７ ｋＷ／ｍ ；无保护的钢结构呵 承受的最大热辐射通量为２０ ｋＷ／ｍ ；操作设备完 全损坏，结构塌陷的热辐射通量为３７．５ ｋＷ／ｍ。 依据ＡＬＯＨＡ软件计算结果，火灾时人员疏散 范同如图１，火灾对钢结构损坏范围如图２。 ／＿／一 ～ 、Ｌ ５时３０分，蜡油泵Ｐ５１０６旁边的换热框架钢 立柱变形，换热框架倾斜，热高分气空冷器Ａ５１０１ 法兰开裂，含有硫化氢的油气泄漏、扩散，下风向 ， ／ ＼ ＼ 、 ｆ 、 的ｌ０名消防队员硫化氢中毒。 ｄ）事件控制与恢复阶段：５时３２分，现场应急 指挥部重新调整应急救援方案，扩大疏散范围，使 含有硫化氢的油气燃烧。 ７时３０分，火势得到初步控制。 ７时３５分，组织把消防污水转向原油储罐。 ９时Ｏ０分，火势得到全面控制。 １０时３０分，在会议中心召开新闻发布会，向 ｌ 、 ＝７ ｋＷ／ｍ ＼ ＼ ，』 ＼、 ～ 一 ＞一４ ７３ ｋＷ／ ＞＝１ ６ｋＷ／ｍ 距离，ｍ 图１ 火灾时人员疏散范围 ／ 一，’＼ ／ ｇ ｆ ｒ ＼ 、 、 ／ 媒体通报事故情况。 １５时（）（】分，所有环境监测点位监测指标均达 到环保标准要求。 ｌ７时ｏ０分，明火被扑灭。 艇 ＼ ＼＼ ＼ ～一／ ／ ／ ， 【一】、＝３７．５ ｋＷ／ｍ ） ２５ ｋＷ／ｍ 口一２０ ｋＷ／＇ｍ‘ ｌ７时３０分，现场事故救援Ｔ作结束。 １８时３０分，突降暴雨，排洪（水）沟内部分消 防水随雨水溢流Ｌ叶Ｊ厂，立即启动防止水体污染应 急预案。 距鬲，ｍ 图２ 火灾对钢结构损坏范围 由图１可知：人员的疏散半径为２５０ ｍ；穿适 当防护服的救援人员的作业半径为１３２ ｍ；穿标准 防护服的救援人员的作业半径为９６ Ｉ１１ 南图２可知：当火灾发生时，着火点１６ ＩＹＩ范嗣 ２０时５０分，水体污染得到控制，应急中止。 ２．５模拟计算分析 利用ＡＬＯＨＡ（Ａｒｅａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）软件 模拟计算事故状态下的火灾和硫化氢中毒事故影响 范同，得到演化过程关键节点，并对结果进行分析。 内的钢结构存在损坏风险；１０ ｍ范嗣内的操作设 备完全损坏，钢结构发生坍塌。 ２，５．３硫化氢泄漏的影响范围 ２．５．１ 收集有关基础数据资料 风向、风速、大气稳定度等气象条件；分馏塔 Ｔ５１０２蜡油总量及蜡油成分；分馏塔上部三层管带 火灾发生１．５ ｈ后，换热框架倾斜，热高分气 空冷器Ａ５１０１法兰开裂，含有硫化氢的油气泄漏、 扩散，分别模拟在风速１．５ ｍ／ｓ（低风速）、３ ｌｌｌ／Ｓ 各管线内物料性质；空冷Ａ５１０１容积及气相组成； 泄漏孑Ｌ径、泄漏高度、泄漏时间等参数；周边人员 分布等。 ２．５．２火灾的影响范围 （中风速）、５ ｍ／ｓ（高风速）对下风向ｆ）（域的影响， 南计算可知，硫化氢在低风速时对下风向区域的 影响最大。低风速模拟结果如罔３。 硫化氢气体泄漏后果的评估标准：定义容许 浓度为２０×１０ （ＳＹ６１３７—２０１２），高于此浓度的 根据热辐射伤害后果及准则，可确定应急人 员及应急过程巾的安全区域及疏散区域，以及热 区域人群需要疏散；定义巾毒浓度为１００ Ｘ １０ 辐射通量对设备和钢结构的影响，其中：无关人员 （ＳＹ６ｌ３７—２０１２），高于此浓度的硫化氢气体会埘 ｏ ＳＡＦＥＴＹ ＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ２０１ ８年第 ９卷第 魍 ｊ长武县蜡油加氢装置重大火灾和＿中毒事故情暴构建 事故分析与预防 人员造成不可逆的中毒损伤；定义死亡浓度为 ｅ）污水储存能力方面：公司事故污水池容积 １．６ Ｘ １０ ｍ ，而事故状态下污水约３．９×１０ ｔ，向 １ ０００ Ｘ １０ （ＡＱ２０１８—２００８），高于此浓度的硫化 氢会造成人员急性中毒死亡。 一一。 ．／ ，／ 一 ●● ， 口＞一１ Ｏ００ｘ１０ ， Ｅ）＞＝２００×ｌＯ ＝ＥＲＰＧ．３ ● ／ 口＞一２０×１０ ——Ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ Ｌｉｎｅｓ ２ ｌ Ｕ １ Ｚ 距离，皿 图３ 低风速模拟结果 由图３可知，在Ｉ．５ ｍ／ｓ风速下，需要疏散 １．４ ｋｍ范围内的人员，事故点附近５８３ ｍ内人员 有中毒风险，１２９ ｍ内会造成急性中毒死亡。 ２．６应急任务与能力分析 针对构建的事故情景，分析每个阶段需要开 展的应急任务，评估承担该任务的有关部门的职 责和完成该任务所需要的应急资源与能力，结合 现有应急能力，查找存在的差距。经分析评估，存 在的主要问题及建议如下。 ａ）应急预案方面：如何通知和组织下风向 １．４ ｋｍ范围内居民的疏散方式、方法、职责及程序 未明确；地方消防力量到现场后如何组织协调尽 快参与救援的事项未明确。建议配备应急广播等 设备；在应急预案中明确应急疏散的有关要求和 与地方消防力量协调的有关事宜。 ｂ）设备设施方面：分馏塔底泵Ｐ５１０６（介质温 度超过自燃点）布置在管廊和空冷器等设施下方， 未采用不燃烧材料的隔板隔离保护；分馏塔底的 快速切断阀及电缆没有耐火保护；分馏塔底泵附 近缺少视频监控系统或火焰监测系统，不能及时 发现火情。建议对上述隐患进行治理。 Ｃ）消防能力方面：公司消防供水能力不足，最 大供水量为５ ｈ，流量为１ ５００ ｔ／ｈ，而事故状态下 需供水１３ ｈ，流量需３ ０００ ｔ／ｈ；储存泡沫数量不 足，目前只储存４０ ｔ，只够灭火２ ｈ；消防车油料供 给不足，主战车辆仅能支持２ ｈ。建议考虑远程供水 问题，储备或快速调配足够的泡沫、油料等物资。 ｄ）消防战术方面：重点对泵上方管线及框架 实施冷却保护；在爆燃征兆发生前及时撤离消防 队员；及时引燃含有硫化氢的油气。 原油罐转存的泵、管线达不到要求。建议更新泵 及管线，满足应急需要。 ２．７桌面演练与改进建议 针对构建的事故情景，开展公司级桌面演练， 通过桌面演练查找问题，验证情景设定的合理性； 根据桌面演练反映出来的问题，提出改进建议，对 情景进行完善。 ２．８情景演示动画制作 制作情景演示动画，主要体现：情景的演化过 程，应急响应流程，涉及的应急资源（队伍、装备和 物资）等，以满足应急培训需要。 ３ 结语 重大事故情景构建可以将企业存在的大风险 “实例化”、应急准备目标“显性化”，对优化企业应 急预案、提升企业应急能力都有较大的促进作用， 情景构建中要重点把握的内容是：重大风险评估、 典型事故案例分析、事故模拟计算、事故演化过程 分析和应急能力分析。 Ｔｈｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆａ Ｍａｊｏｒ Ｆｉｒｅ ａｎｄ Ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ Ａｃｃｉｄｅｎｔ ｉｎ ａ Ｗａｘ Ｏｉｌ Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ Ｚｈａｎｇ Ｗｕｘｉｎｇ （ＳＩＮＯＰＥＣ Ｌｕｏｙａｎｇ Ｂｒａｎｃｈ，Ｈｅｎａｎ，Ｌｕｏｙａｎｇ，４７ １０１２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗａｘ ｏｉｌ ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｒｓ，ａ ｔｙｐｉｃａｌ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｃａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｗａｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ａ ｍａｊｏｒ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｓｃｅｎａｒｉｏ ｗａｓ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ——ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｘ ｏｉｌ ｐｕｍｐ ｌｅａｋｉｎｇ ｆｉｒｅ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｕｌｆｉｄｅ ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｘ ｏｉｌ ｈｙｄｒｏｔｒｅａ． ｔｉｎｇ ｕｎｉｔ．Ｔｈｅ ｓｃｅｎａｒｉｏ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｄｅ— ｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ Ｓ ｉｍｐａｃｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｔａｓｋｓ，ａｓ— ｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ， ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｇａｐ，ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｘ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ；ｍａｊｏｒ ａｃｃｉ－ ｄｅｎｔｓ；ｆｉｒｅ；ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ；ｓｃｅｎａｒｉｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＳＡＦＥＴＹ ＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ｏ