美孚巴吞鲁日炼油厂火灾事故调查

事故经过

CSB（美国化学品安全与危害调查委员会）制作的动画视频还原了事故发生的整个过程

▲视频来源于油管，由中化应急进行翻译，仅供学习参考

事故分析

巴吞鲁日炼油厂的安全管理体系存在一系列问题，导致旋塞阀齿轮箱和承压顶盖拆除过程中发生异丁烷泄漏和着火，这些问题或不足主要包括：

• 未能发现并解决旧型号的旋塞阀在设计和可靠性方面的问题；

• 识别阀门操作与维修风险时，缺乏对人为因素的评估；

• 缺乏指导拆除旋塞阀上齿轮箱的书面程序；

• 针对如何安全拆除烷基化装置中不同类型的旋塞阀齿轮箱及潜在危险，未对员工进行培训；

• 公司安全文化存在问题，允许操作员在没有任何详细程序和未经培训的情况下实施旋塞阀齿轮箱拆除作业。

   

类似于巴吞鲁日炼油厂烷基化装置中的旋塞阀比较难操作。炼油厂的记录也表明，安装手轮和齿轮箱是为了方便阀门的操作，但这种构造即使在低压环境下，旋塞阀的工作扭矩也很大。工作人员操作旋塞阀的过程中，曾多次出现手轮滑丝或被卡住的现象，此外，齿轮箱中的齿轮也可能会出现掉落或破碎。

位于巴吞鲁日炼油厂烷基化装置上的15个旋塞阀上的齿轮箱支架，使用相同的4根垂直螺栓将承压顶盖固定在阀体上。然而，这种齿轮箱(30多年前的老设计)只需要拆卸2根水平螺栓，而不用对顶盖螺栓进行拆卸。

此次事故相关的齿轮箱符合这一部分规定，因为它可以在不拆卸任何承压部件的情况下进行拆卸。

针对该事故，操作人员只需取下2 根横螺栓，不必拧下关键的顶盖螺栓就可以拆掉支架（见图1）。但事发当天操作员卸下了全部4 根垂直螺栓，导致异丁烷泄漏并着火。

▲【图1】把黄色箭头处的2 个横螺栓拧下即可拆除齿轮箱

CSB调查了解到，在1984年，旋塞阀制造商(Durco)更新了旋塞阀的设计，使齿轮箱支架可以通过不同的螺栓连接到阀门上，而不是将承压顶盖固定在阀体上（见图2、图3）。巴吞鲁日炼油厂烷基化装置中大约97%的旋塞阀是最新的Durco旋塞阀设计。采用这种改进的设计，变速箱支架不用连接到承压顶盖，有助于防止事故的发生。

▲图2 改进的旋塞阀设计包括一个额外的四个齿轮箱支撑支架孔，与承压顶盖(位于阀体法兰上)分开，如图黄色箭头所示。右边的照片为一个连接在阀体法兰上的齿轮箱支架，（和事故中阀门不同）。左边的照片为烷基化装置中，不同的旋塞阀，其齿轮箱被拆除

▲图3 巴吞鲁日炼油厂使用了上图中的齿轮箱支架设计(黄色圆圈)。这些特定的支架附在阀体法兰上

实施风险分级管理是降低风险、预防重大事故发生的关键，也是评估安全保障措施是否能够有效降低/控制风险的方法。尽管巴吞鲁日炼油厂使用这种较老的阀门设计满足API标准599的要求，但在持续对这些阀门的设计进行升级优化是风险分级管理中的重要一环，如果该炼厂提前对老阀门实施了设计升级，也许本次事故就可以避免。而老阀门的设计恰恰忽略了API中一个重要的安全宗旨：尽可能让人们很容易实现正确操作，很难实现错误操作。

API发布了一个人为因素评估工具。评估范围包括：现有的作业活动和人为活动。比如，在定期拆除失效的旋塞阀齿轮箱的作业活动中，如果企业事先未对员工开展人为因素相关培训，而员工又不得不开展拆除失效齿轮箱的作业活动，则就可采用API提供的人为因素评估工具，针对旋塞阀与齿轮箱的可靠性等问题做出迅速的思考和判断:

• 是否有一些设备的操作和运行与设计不符?

• 人为操作失误如何导致事故或不安全情况的发生?

• 是否明确了日常职责？

• 作业辅助程序是否充分(包括培训)?

而巴吞鲁日炼油厂对烷基化装置进行过程危险分析时，没有考虑到任何与阀门操作问题相关的人为因素。如果事前进行了人为因素分析，就能促使员工对齿轮箱拆除的相关问题进行探讨，或许就会发现在拆除过程中会发生阀门解体等潜在危险，继而提出纠正措施，厂区内这些有潜在危险的阀门就能被换掉，从而预防事故发生。

CSB调查发现，缺乏书面程序是导致该事件的原因之一。该公司尚未制定出一套如何在可预见的操作模式下安全运行该装置的操作程序。缺乏书面程序意味着没有进行风险分析，识别，评价的书面指南，操作人员无法处理过程偏差，因此，操作人员并不知道这一过程已处于不安全的状态，继续错误操作，最终导致了泄漏和爆炸的发生。

从此次事故可以看出，现场作业时如果没有作业指导书，会非常危险。因此，巴吞鲁日炼油厂应该制定书面程序（操作规程），详细说明安全拆卸各种类型的旋塞阀齿轮箱的流程和步骤。

巴吞鲁日炼油厂烷基化装置使用的旋塞阀生产商，在阀门说明书中明确警告用户不能拆除承压顶盖螺栓，但该炼油厂并未制定拆除齿轮箱的书面程序。员工不知道拆除作业的危险，也不知道齿轮箱拆除会带来什么后果，操作员也未接受过任何有关拆除旋塞阀齿轮箱的培训。

可以看出，操作员缺乏危险意识，并且未接受相应的操作培训，才导致此次事故。

巴吞鲁日炼油厂的企业文化，允许操作员在没有详细的程序和未经培训的情况下，拆除发生故障的旋塞阀齿轮箱，甚至认为拆除齿轮箱和用管钳手动转动阀杆是“惯例”。调查发现，这些操作员曾多次进行类似操作，他们的这种操作方式往往是从“前辈”那里学到的，只是前期的操作未造成事故，所以并未对该操作的风险引起重视。

CSB的调查报告中指出导致此次事故的文化问题包括：

• 对长期出现的齿轮箱可靠性问题从未进行任何调查或纠正；

• 尽管没有详细的书面程序作指导，也没有安全作业培训，但在齿轮箱不好用时，操作员还是会通过拆装齿轮箱来进行阀门开关作业；

• 事发前，该炼油厂的人为因素分析未能识别和控制此类危险。

事故教训

要对与机械操作相关的人为因素进行评估，实行分级控制，减少识别出的危险。例如巴吞鲁日炼油厂烷基化装置，约有1/3 的旋塞阀采用了这种齿轮箱连接方式，有可能会在拆除承压组件的过程中产生不良后果，因此要对这种拆除方式进行评估。识别出危险后，应采取分级控制，对可能发生问题的旋塞阀采取应对措施。

要为从事有潜在危险（例如拆除发生故障的旋塞阀齿轮箱）的作业人员，制定详细且准确的程序（操作规程）。对于巴吞鲁日炼厂这种情况，应专门制定拆除故障旋塞阀齿轮箱程序。当存在不同类型的设备时，因分别制定操作程序。

为员工提供培训，确保他们能够安全、正确的操作。培训内容应着重介绍工艺和设备，以提高工人的危险意识，防止事故发生。

安全指导建议

同时，针对使用手动齿轮操作旋塞阀的工厂应：

1. 对阀门进行检查，查找出齿轮箱支架与承压组件相连的旋塞阀（易发生问题的阀门）；

2. 对易发生问题阀门进行危险分析和风险评估，运用分级控制来制定控制措施；

3. 考虑对旋塞阀的设计进行升级，将齿轮箱支架与阀门法兰相连（见图2），或采取其他方式消除潜在风险；

4. 对于需升级的阀门，制定临时的风险控制方案，保障操作人员的安全；

5. 制定书面程序，对操作人员进行培训，确保作业者能够安全拆除旋塞阀齿轮箱；

6. 除齿轮外，还应对其他设备，如与承压阀门组件相连的电机等进行评估。