煉油企業(yè)火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)急技術(shù)需求分析

欒國(guó)華裴玉起儲(chǔ)勝利楊丹丹吳承澤胡國(guó)林

（1.中國(guó)石油安全環(huán)保技術(shù)研究院；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心）

煉油企業(yè)火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)急技術(shù)需求分析

欒國(guó)華1裴玉起1儲(chǔ)勝利1楊丹丹2吳承澤1胡國(guó)林1

（1.中國(guó)石油安全環(huán)保技術(shù)研究院；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心）

文章收集了近10年來(lái)中國(guó)大陸煉油企業(yè)發(fā)生的27起典型火災(zāi)事故案例。按照設(shè)備類型、事故介質(zhì)等對(duì)這些事故案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析火災(zāi)事故的時(shí)間特征，計(jì)算火災(zāi)事故的發(fā)生概率，分析火災(zāi)事故與工藝流程、設(shè)備、介質(zhì)之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，按照各類火災(zāi)事故的發(fā)生概率，對(duì)目前煉油企業(yè)需要應(yīng)對(duì)的重點(diǎn)工藝、設(shè)備、物料進(jìn)行排序，給出火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求導(dǎo)向目錄。

火災(zāi)事故；統(tǒng)計(jì)分析；煉油裝置；應(yīng)急技術(shù)需求

0 引 言

石油煉化的流程主要是將油田現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的原油通過(guò)蒸餾、熱加工、催化裂化、加氫、重整等工藝步驟，將原油物料轉(zhuǎn)化成為汽油、柴油、煤油、瀝青等基礎(chǔ)油料［1］。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，需要建設(shè)更多的石油化工裝置，以滿足社會(huì)對(duì)石油石化產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求。煉油企業(yè)的生產(chǎn)流程和工藝過(guò)程大多涉及易燃、易爆物料的高溫、高壓反應(yīng)，煉化裝置面臨極大的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)［2-5］。目前我國(guó)一些大型煉油生產(chǎn)設(shè)備在役運(yùn)行年限已經(jīng)達(dá)到30年以上，出現(xiàn)設(shè)備老化、管線腐蝕等問(wèn)題。此外，一些新擴(kuò)建、新設(shè)計(jì)的煉油生產(chǎn)設(shè)備，存在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)欠缺、管理經(jīng)驗(yàn)不足、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)仍處在磨合期等問(wèn)題，導(dǎo)致煉油企業(yè)的安全生產(chǎn)存在較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患［6-7］。本文分析了近10年來(lái)中國(guó)大陸煉油企業(yè)發(fā)生的典型火災(zāi)事故案例27起，得到了煉油裝置不同流程、設(shè)備和介質(zhì)的火災(zāi)事故特征和發(fā)生概率［8］。其次根據(jù)煉油裝置火災(zāi)事故應(yīng)急需求，研究提出了按照爐、塔、釜、罐、泵、換熱器、分離器、壓縮機(jī)、管線閥門和其他設(shè)施10類設(shè)備劃分大類，預(yù)測(cè)計(jì)算不同設(shè)備、介質(zhì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)概率，分析煉化企業(yè)火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求導(dǎo)向目錄［9-11］。

1 煉油企業(yè)火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)

本文統(tǒng)計(jì)的煉化企業(yè)事故包括由于物料泄漏、爆炸等事故引起的著火事故，事故信息主要包含事故發(fā)生時(shí)間、工藝流程、裝置設(shè)備、物料等?；馂?zāi)事故數(shù)據(jù)的來(lái)源主要有以下幾種，一是國(guó)家安全監(jiān)管總局對(duì)近年來(lái)發(fā)生煉油企業(yè)著火爆炸事故的信息統(tǒng)計(jì)；二是查閱近年來(lái)主要媒體網(wǎng)站上關(guān)于煉油企業(yè)火災(zāi)爆炸事故信息的客觀報(bào)道；三是走訪國(guó)內(nèi)一些大型煉油企業(yè)，調(diào)查統(tǒng)計(jì)火災(zāi)事故信息。2004—2013年中國(guó)大陸地區(qū)煉油企業(yè)火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

本文統(tǒng)計(jì)事故信息的目的是為了開(kāi)展火災(zāi)事故特征研究，提出有針對(duì)性的應(yīng)急技術(shù)方案，指導(dǎo)火災(zāi)事故的科學(xué)應(yīng)急，所以并未給出事發(fā)單位、傷亡人數(shù)、經(jīng)濟(jì)損失以及事故原因分析等內(nèi)容。

2 煉油企業(yè)火災(zāi)事故特征分析

2.1 火災(zāi)事故時(shí)間特征

2.1.1 火災(zāi)事故年度分布情況

煉油企業(yè)火災(zāi)事故年份分布情況如圖1所示。從分布情況看，近10年來(lái)我國(guó)大陸煉油企業(yè)每年均有火災(zāi)事故發(fā)生，事故分布呈拋物曲線分布，兩端峰值分別出現(xiàn)在2004年和2011—2012年，分別發(fā)生8起和5起事故。2005—2010年，全國(guó)煉油企業(yè)發(fā)生事故次數(shù)較少，除2006年發(fā)生3起事故外，其余年份每年均只發(fā)生1起事故。2011—2012兩年共發(fā)生10起事故，2013年又回落至1起事故。

2.1.2 火災(zāi)事故月份分布情況

煉油企業(yè)火災(zāi)事故月份分布情況如圖2所示。從分布情況看，近10年來(lái)，1—12月，每月均有火災(zāi)事故發(fā)生。1月、5—10月為火災(zāi)事故高發(fā)月份，2—4月、11—12月發(fā)生火災(zāi)事故均為1起。

從整體上看，近年來(lái)我國(guó)煉油企業(yè)的火災(zāi)事故發(fā)生概率長(zhǎng)期存在，且每月均有發(fā)生火災(zāi)事故的可能性，全年火災(zāi)事故發(fā)生次數(shù)隨機(jī)性較強(qiáng)，與具體的年份、月份無(wú)明顯的函數(shù)關(guān)系，部分年份、月份的火災(zāi)事故概率較高。根據(jù)目前的火災(zāi)事故的統(tǒng)計(jì)情況，煉油企業(yè)的火災(zāi)事故在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)均會(huì)存在，需要進(jìn)一步分析火災(zāi)事故概率影響因素?；馂?zāi)發(fā)生后，需要采取科學(xué)的應(yīng)急措施消除、避免事故的破壞性影響。

表1 2004—2013年中國(guó)大陸地區(qū)煉油企業(yè)火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)

圖1 煉油企業(yè)火災(zāi)事故年份分布

圖2 煉油企業(yè)火災(zāi)事故月份分布

2.2 火災(zāi)事故概率因素分析

不同因素的火災(zāi)事故次數(shù)除以發(fā)生的總火災(zāi)次數(shù)，即為火災(zāi)事故概率［4-5，12-13］。按照工藝流程、設(shè)備、物料的不同，將27起火災(zāi)事故概率進(jìn)行分類整理，相關(guān)分析如下。

2.2.1 火災(zāi)事故概率與工藝流程關(guān)系

煉油的工藝流程主要有：脫鹽脫水、常減壓蒸餾、催化裂化、加氫催化、加氫裂化、延遲焦化、催化重整、加氫重整、電化學(xué)精制、溶劑精制、氧化瀝青、氣液分離、氣體脫硫、烷基化、氫氣制備、芳烴分離、硫磺回收等17種［1］。

近10年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故工藝流程有9種，占總工藝流程數(shù)的一半以上，火災(zāi)事故概率與工藝流程關(guān)系見(jiàn)圖3。如圖3所示，不同工藝流程發(fā)生火災(zāi)事故的概率不相同，其中常減壓工藝發(fā)生火災(zāi)事故的概率最高為37.04%，超過(guò)了近10年來(lái)煉油企業(yè)發(fā)生總火災(zāi)事故概率的1／3，其次發(fā)生火災(zāi)事故的概率分別為加氫重整、催化裂化、加氫裂化、氣液分離、延遲焦化、加氫催化、氫氣制備、硫磺回收等工藝。

2.2.2 火災(zāi)事故概率與煉油設(shè)備關(guān)系

煉油企業(yè)煉油設(shè)備主要可以分為爐、塔、釜、罐、泵、換熱（冷凝）器、分離器、壓縮機(jī)、管線閥門以及其他輔助設(shè)施等10大類，根據(jù)煉油工藝流程的需要，設(shè)計(jì)煉油設(shè)備不同的耐壓、耐溫、耐腐蝕等級(jí)。

近10年來(lái)發(fā)生火災(zāi)事故的設(shè)備共有9類，幾乎全部的煉油生產(chǎn)設(shè)備均發(fā)生過(guò)火災(zāi)事故，火災(zāi)事故概率與煉油設(shè)備關(guān)系見(jiàn)圖4。如圖4所示，換熱器、爐兩類設(shè)備發(fā)生火災(zāi)事故的概率最高均為22.22%，分離器、釜發(fā)生火災(zāi)事故的概率最低均為3.7%。塔、罐兩類設(shè)備發(fā)生火災(zāi)事故的概率超過(guò)了10%，壓縮機(jī)、泵、管線閥門設(shè)備發(fā)生火災(zāi)事故的概率均為7.41%。

圖3 火災(zāi)事故概率與工藝流程關(guān)系

圖4 火災(zāi)事故概率與煉油設(shè)備關(guān)系

2.2.3 火災(zāi)事故概率與物料關(guān)系

通常情況下，煉油企業(yè)將主要組分為C1～C4的油品稱為石油氣、主要組分為C5～C20的油品稱為輕油、C20以上油品稱為重油。煉油工藝流程中涉及的物料還有液化烴、氫氣、硫磺、渣油雜質(zhì)等，火災(zāi)事故概率與物料關(guān)系見(jiàn)圖5。如圖5所示，近10年來(lái)煉油企業(yè)重油物料發(fā)生火災(zāi)事故的概率最高為29.63%，其次為液化烴、輕油、氫氣、硫磺，事故概率分別為25.93%，25.93%，14.81%，3.7%，石油氣、渣油雜質(zhì)物料未發(fā)生火災(zāi)事故。

圖5 火災(zāi)事故概率與物料關(guān)系

3 煉油企業(yè)火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求分析

3.1 火災(zāi)事故發(fā)生次數(shù)預(yù)測(cè)

根據(jù)前文分析，煉油企業(yè)火災(zāi)事故概率與大部分的工藝流程、煉油設(shè)備有關(guān)，與部分物料有關(guān)。分析設(shè)備發(fā)生火災(zāi)事故概率十分必要［10，14］?；馂?zāi)事故與工藝流程的關(guān)系，包含了物料、設(shè)備兩大要素，不能單獨(dú)體現(xiàn)火災(zāi)事故與物料、設(shè)備之間的具體關(guān)系，本文研究通過(guò)將不同設(shè)備、物料發(fā)生火災(zāi)事故的概率相乘，來(lái)確定煉油裝備承載不同物料情況下發(fā)生火災(zāi)事故的總體概率，進(jìn)而計(jì)算預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生事故的次數(shù)，具體計(jì)算公式如下：

式中，PA為設(shè)備及物料火災(zāi)事故的總體概率，%；PE為設(shè)備發(fā)生火災(zāi)事故的概率，%；PM為物料發(fā)生火災(zāi)事故的概率，%。

式中，N10為未來(lái)10年煉油企業(yè)可能發(fā)生火災(zāi)事故次數(shù)；Nlast10為過(guò)去10年煉油企業(yè)發(fā)生火災(zāi)事故次數(shù)。

3.2 火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求分析

按照未來(lái)10年煉油企業(yè)發(fā)生的火災(zāi)事故的次數(shù)，本文將火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求分為非常緊迫、緊迫、一般三類。由前文分析可知，全國(guó)煉油企業(yè)發(fā)生的火災(zāi)事故共27起／10年，根據(jù)公式（2），當(dāng)PA≥3.7%，未來(lái)10年的全國(guó)可能發(fā)生火災(zāi)事故的次數(shù)大于1次，事故發(fā)生頻率絕對(duì)不可接受，應(yīng)急技術(shù)需求非常緊迫；當(dāng)0＜PA＜3.7%，未來(lái)10年的全國(guó)可能發(fā)生火災(zāi)事故的次數(shù)小于1次，事故發(fā)生頻率不可接受，應(yīng)急技術(shù)需求緊迫；當(dāng)PA＝0，未來(lái)10年全國(guó)可能不發(fā)生火災(zāi)事故，事故發(fā)生頻率可接受，應(yīng)急技術(shù)需求一般。

根據(jù)火災(zāi)事故發(fā)生總體概率，預(yù)測(cè)計(jì)算未來(lái)10年火災(zāi)事故發(fā)生的次數(shù)，分析煉油企業(yè)火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求導(dǎo)向，如表2所示。

表2 煉油企業(yè)火災(zāi)事故應(yīng)急技術(shù)需求導(dǎo)向

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)煉油企業(yè)發(fā)生的典型火災(zāi)事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，提出應(yīng)用以往火災(zāi)事故概率預(yù)測(cè)不同設(shè)備、不同物料發(fā)生火災(zāi)事故概率的計(jì)算方法，給出應(yīng)急技術(shù)需求導(dǎo)向表。煉油企業(yè)的火災(zāi)事故在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)均會(huì)存在，火災(zāi)事故應(yīng)急工作是今后煉油企業(yè)的應(yīng)急工作重點(diǎn)。

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1005-3158（2014）06-0060-04

2014-03-03）

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.06.019

欒國(guó)華，2012年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣田開(kāi)發(fā)專業(yè)，博士，現(xiàn)在中國(guó)石油安全環(huán)保技術(shù)研究院從事安全環(huán)保技術(shù)研究工作。通信地址：北京市昌平區(qū)沙河鎮(zhèn)西沙屯橋西中國(guó)石油創(chuàng)新基地A座，102206