1、设备危险因素
石化工厂有很多种。由于技术路线、原料、产品和工艺条件的差异，存在不同的风险因素，大致可归纳如下:
1.1中毒的危险
在石油化工生产过程中，职业接触以原料、成品、半成品、中间体、反应副产物和杂质形式存在的有毒物质，可通过口、鼻、皮肤引起人体生理功能和正常结构的病理改变，可能干扰人体的正常反应，降低人在生产中作出正确判断和采取适当措施的能力，甚至造成死亡。
1.2火灾和爆炸危险
可燃气体、油气、粉尘和空气体的混合物，当其浓度达到爆炸极限时，一旦被点燃就会引起火灾和爆炸。火的辐射热和爆炸产生的冲击波可能杀死和损坏人、设备和建筑物。尤其是大量可燃气体或油气泄漏引起的蒸汽云爆炸，往往是毁灭性的。如2001年抚顺石化公司乙烯空装置爆炸，2000年北京燕山石化公司高压聚乙烯装置爆炸，1967年周年石化公司高压加氢装置氢气爆炸，还有很多其他的例子，损失都很惨重。
1.3反应风险
化学反应分为吸热过程和放热过程。一般来说，放热反应比吸热反应更危险，尤其是强氧化剂的氧化反应。通过将卤素原子引入有机分子的卤化反应；硝基化合物中氢原子的硝化:一旦失控，可能会造成严重后果。此外，石化过程中使用的一些原料具有很强的反应性，稍有不慎也会对安全造成威胁。
1.4负压操作
负压容易使空气体和水分进入系统，或形成爆炸性气体混合物，或空气体中的氧气和水蒸气对氧和水敏物质产生危险反应。
如炼油常减压蒸馏装置中的减压塔系统。
1.5高温操作
可燃液体的工作温度超过其闪点或沸点，一旦泄漏会形成爆炸性油气蒸气云；可燃液体的工作温度等于或超过其自燃点，一旦泄漏，可自燃或成为点火源；高温也是点火源，溅在上面的易燃液体可能引起火灾。比如2001年茂名焦化厂，由于管道材质不对，高温渣油冲出形成大火，造成重大人员伤亡。
1.6低温操作
不是按低温条件设计的，设备和管道的低温脆性失效是由低温介质的侵入引起的。如空分低温设备损坏、低温甲醇洗-大化肥残渣气化过程中195℃脆性断裂。
1.7腐蚀
腐蚀是设备和管道损坏和火灾的常见原因。就材料优化性能而言，材料耐腐蚀的重要性仅次于材料的机械性能。其抗腐蚀性多凭经验和试验，无标准可循(中石化有现行的加工高硫油选材标准)。此外，腐蚀类型的多样性和不断变化的环境条件增加了腐蚀风险的不可预测性。比如天津石化公司的油着火，高温硫腐蚀，低温硫腐蚀等。
1.8泄漏
泄漏设备管道中的危险介质向大气释放是一个重要的途径。管道静密封和动密封的失效，特别是温度和压力的周期性变化以及渗透性腐蚀介质的条件更容易造成密封失效。管道中的薄弱环节，如波纹管膨胀节、玻璃液位计、动力设备的动密封失效等。，一旦损坏会造成严重事故。
镇海石化公司加氢装置机械密封泄漏引发严重火灾。1996年加氢裂化装置高温高压螺纹锁紧环管道泄漏事故等。
1.9明火火源
0.5毫米的电弧或火花可以点燃氢气。装置的明火加热设备(加热炉)、高温表面以及可能产生的电弧、静电火花、冲击摩擦火花和烟囱飞火能量都足以点燃爆炸性混合物。例如，在镇海炼化公司2001年启动一个新电站的过程中，汽轮机房发生了一场大火。
2.工艺路线选择的安全考虑
工艺安全是装置设计安全的基础。在项目立项和可行性研究阶段，应充分重视工艺路线的安全性考虑。
2.1尽量选择风险低的材料。
为了获得某种用途的产品，其原料或辅料并不都是唯一的。在条件允许的情况下，应优先选用无危险或低危险的材料。
2.2尽量减轻工艺条件的苛刻性。
工艺条件的严格性不是不变的。例如，使用催化剂或更好的催化剂，稀释，以及使用气相进料代替液相进料以缓和反应的剧烈程度。
2.3保持简单，避免干扰和本质安全。
事故概率与影响因素有关，参数越多，干扰越大。当一台设备执行多项功能时，是否可以使用多台设备来完成一项功能，以增加生产的可靠性？提高设备、自动控制和电气的可靠性和本质安全性。
2.4尽量减少危险介质的储存。
危险介质的储存量越大，事故的损失和影响范围就越大。如膜蒸馏代替蒸馏塔、连续反应代替间歇反应、闪蒸干燥代替盘式干燥塔、离心萃取代替萃取塔等。
2.5减少生产浪费
是否需要使用工艺原料、添加剂、溶剂、载体、催化剂等。，以及是否可以减少；是否可以回收利用；废弃物能否得到综合利用和无害化处理，从而减少生产废弃物，物尽其用，减少环境污染。
3.工程设计的安全性
工艺设计安全的任务是有效控制有害物质和整个生产过程。
3.1工程设计的安全原则
材料危害的描述
物质危险性通常可以用物质安全数据表来描述，主要内容如下:一般火灾危险性特性:闪点、着火温度、爆炸极限、相对密度、沸点、熔点、水溶性。火灾危险性分类(见GB50160/GBJ16)对健康的危害:工作场所有害物质最高容许浓度(见TJ36)、急性毒性(LC50或LD50)和发生率、慢性中毒及其后果、致癌性。危险程度分类(见GB5044)。
反应危险:在环境条件下的稳定性，与水反应的剧烈程度，对热或机械冲击的敏感性。
反应危险等级(参考NPPA704)储存和运输要求。事故处理方法和应急措施。
工艺条件
正常生产过程的本质是各种工艺参数的相对平衡。如果任何参数变化超出范围，平衡将被打破，这可能导致事故。如何控制和调整工艺条件，一旦失控如何紧急处理以减少和避免损失。
各种反应，包括主反应、副反应和可能发生的有害反应，防止有害反应的发生。优化软件用于控制和调整生产过程。
3.1.3联合操作单元之间的连接
石油化工厂实际上是几个过程操作单元的组合。如何实现单元之间的安全连接，避免相互干扰；一个机组处理事故或故障时，如何隔离，如何维护其他机组，如何平稳停机。组合单元是几个原始概念单元的组合，资产密度比较高，特别是在工艺系统设计上。
3.1.4密封和密封系统
连续排放可燃、有毒气体、粉尘或酸雾的生产系统应设计成密闭的，并配备除雾、除尘或吸收设施。当低沸点易燃液体、有毒液体或空气体中的氧气和水能氧化、分解、自聚或变质时，应采用惰性气体进行密封，并采取防腐工艺措施。
3.1.5减少危险介质进入火中。
在稳定生产的前提下，尽可能缩短物料在设备中的停留时间，选择储液量少的分馏设备。对于大型设备的底部、大排量泵、高温(≥闪点、≥自燃点)泵入口、排量大于8m3/h的液化烃泵入口、液化烃出口，应考虑设置事故隔离阀，在发生事故时切断，以减少事故泄漏。
灭火的最好方法是切断气源。因此，在天然气处理装置边界的可燃气体管道上应设置事故隔离阀。
3.1.6设备过压保护
GB150和(压力容器安全技术监察规程)都要求压力容器设置超压保护；容积式泵和有超压保护要求的设备应有安全泄压设施。当安全阀因介质腐蚀、结焦和冷凝而失效时，应考虑安全阀爆破片的组合，或提供蒸汽屏蔽和蒸汽(或电)伴热。对于突然超压的设备和加热压力急剧上升的设备，还应设置自动泄压或导爆管和爆破片的组合设施。
3.1.6压力释放和释放空
可燃介质安全阀的泄压应进入火炬系统，由于排出物料中夹带液体，装置应设置分液罐；火炬总管应能处理任何单一事故的最大排放量。石油化工装置火炬排放事故。液化烃设备和管线应排放空至火炬系统。有毒和腐蚀性介质的释放应进行无害化处理。设备和管道应封闭清洗和收集。
吹扫和置换
开停工装置中设备和管线的吹扫和置换为安全开停工和维护创造了条件。吹扫不干净、吹扫系统不完善、吹扫介质不合格都会为火灾创造条件。固定吹扫系统应配备防止危险介质回流的措施。
与系统的隔离
进出装置的危险物料应在边界处设置切断阀，并在装置侧面安装“8”字盲板，以防止装置发生火灾或停车检修时相互影响。当处理可燃和有毒介质的设备在运行中需要切断电源进行维修和清洗时，应设置双阀或阀门和盲板。
公共工程的供应
当供水中断时，冷却系统应能维持正常冷却10分钟以上。其他燃料和仪表用空气应考虑事故供应源或事故储备。
3.1.11异常情况下的处理
设备在启动或关闭时，或在事故停机时，容易发生火灾等事故。工艺系统不仅提供正常的操作程序，还提出开停工程序和停水停电时的停工步骤等。，从而保证整个生产过程有条不紊。比如大型石化厂的事故预案。
3.2仪表和自动控制设计
它是仪器操作者的眼睛，自动控制系统是设备调控的中心。
电力系统
应有应急电源和空气供应，以保证有足够的时间处理事故。
3.2.2仪表和控制器的选择
应采用故障安全型，以确保生产系统在故障情况下趋于安全。自动关机后，仪表电路应避免在未确认复位的情况下自动返回正常运行。避免选择可能造成误判的多功能仪器。
3.2.3联锁和停车系统
重要操作环节，应设置报警、联锁和紧急停车系统。(ESD)当紧急停车可能对生产产生重要影响时，信号系统应提供3选2的表决系统。当控制系统故障可能造成重大事故时，应设置n:1甚至1: 1冗余控制系统。在运行期间，仪表和停车电路应能检测到。
现场仪器
爆炸危险区域内的仪表、分析仪器和控制器应采用相应的防爆结构或正压通风结构。
3.2.5有害气体的深度监测
排放有害气体或蒸汽的地方，应设置监测和报警设施。
仪表电缆
火灾危险区的仪表电缆应为非燃料材料或阻燃材料。
3.3设备设计
设备是实现工艺流程的主体，所有的单项操作过程都是由特定的设备完成的。因此，设备的可靠性对工厂的安全生产至关重要。
设备设计的主要方面包括制造材料、机械设计、制造工艺和过程控制系统。
材料选择
熟悉工艺流程、外部环境、失效模式和材料加工性能。腐蚀是导致设备损坏和火灾的重要因素，因此应合理选择耐腐蚀材料和腐蚀裕量。
3.3.2机械设计
应能满足设备在恶劣温度和压力条件下的应力要求。特别要注意动力装置对容器产生的振动载荷和温度、压力周期性变化产生的交变载荷。高温热壁反应器的应力分析。大型往复式压缩机管道采用API618。3.3节)规定了压力脉动的声学模拟计算和分析，以及采用故障诊断技术等。
设备制造
设计中最重要的是判断设备和材料的质量控制程序和制造过程的质量程序，并确认制造符合设计要求。
设计中应注意以下安全问题。
(1)压力容器
应严格执行《压力容器安全技术监察规程》，并设置容器清洗和通风设施。设置防腐蚀、防静电设施；零件应防止液体积聚；集装箱应避免物流死区；应为立式容器支撑结构提供防火保护。
(2)旋转设备
处理易燃和有毒介质的旋转设备应采用双端密封或性能更好的密封；不要使用能与介质(和/或润滑剂)发生反应的铸铁材料和备件；各级压缩机入口应有液体分离设施；大型泵和压缩机应配备防震设施。采用先进的干气密封技术和浮环密封技术。
(3)明火设备
炉子应具有空气体、氮气或水蒸气吹扫口；煤气炉应配有恒灯；大型明火加热设备应配备火焰监视器。
3.4电气设计
它是电厂生产的主要电源，持续可靠的供电是电厂安全生产的重要保障。
(1)关键的连续生产过程应采用双电源供电；
(2)突然停电会引起爆炸、火灾、中毒和关键设备的人员伤亡。必须设置安全电源。
(3)起动大功率电动机时，应检查起动电流不超过供电系统允许的峰值电流或应采用软启动设施。(变频技术)。
(4)爆炸危险环境中电气设备的结构、分类和分组应符合GB50058的规定。
(5)敷设在火灾危险环境框架空内的电缆和电缆结构应为阻燃型。
(6)建筑物和设备应有可能的防雷和接地措施；可能产生静电的设备和管道应有防止静电积聚的措施。
(7)火灾报警、应急照明、疏散照明等安全设施应配备保安电源。
3.5设备布局设计
装置的布置包括设备、建筑和通道的布置，保证了工艺的顺利实施，安全间距符合规范，便于操作、维修和消防，有利于人员疏散。
设备布局
满足工艺对设备布置的要求(如泵的充压头和设备间的标高差)；设备与建筑物的防火距离应符合GB50160的规定；避免连续点火源(明火加热设备)和危险释放源布置在附近；高风险设备和一般风险设备应尽可能分开布置；设备应尽可能布置在露天或半露天，以尽量减小爆炸危险区。除非工艺要求，设备多层布置时，不应超过三层；一般空冷却器不布置在工作温度等于或大于介质自燃点的设备上方；在可能对人体造成意外伤害的介质设备附近，应设置安全喷淋洗眼器。例如甲醇工厂。
3.5.2建筑物和构筑物布置
可能散发火花和使用明火的建筑物(如控制室、配电室、实验室及维修室、办公楼等)应布置在非爆炸危险区域内，若在附加区域2范围内，应为0.6m高于室外地面；装置的垂直处理应有利于泄漏物和消防喷淋物的排放，并缩短其在装置区的停留时间。比如国外控制室的防爆设施。
频道设置
装置周围应设置环形通道；装置的消防通道应贯穿装置区，并有不少于两个与周围道路相连的交叉口；安装道路分隔的街区应能防止消防作业中出现死角；组合平台的相邻疏散通道与框架之间的距离不应超过50 m
3.6管道设计
管道设计包括三个部分:管道布置、管道设备和管道机械。设计不当和失误会给安全生产带来隐患，甚至导致灾难。
管道布局
除必要的法兰连接外，管道应尽量焊接；管道上的小直径支管应通过加强管接头与主管连接；桥上输送液化烃和腐蚀性介质的管道宜布置在下层；氧气管道应远离输油管道布置。穿越道路的危险介质管道除净高应符合要求外，其上方不得安装阀门、法兰和波纹管；用于处理事故的各种阀门，如紧急泄放空、事故隔离、消防蒸汽、消防竖管等。，应布置在安全、明显、易开启的地方。
管道设备
所选管道设备应能承受运行过程中最恶劣的温度和压力组合产生的作用力；管道设备的使用不得超出规范允许的范围，不得使用规范不允许的材料；腐蚀性介质管道应慎重选择耐腐蚀材料和腐蚀裕量；不同等级管道的连接应尽可能采用法兰连接，避免异种钢焊接；危险介质管道应尽量避免波纹膨胀节，以解决管道的柔性；对于装有剧毒和液化烃的管道阀门，不得使用带螺纹阀盖的阀门，高压阀门应采用压力密封结构或更好的密封结构。当事故隔离阀采用软密封时，应是防火的；合理选择管道密封(法兰温度和压力等级、连接类型、密封面类型、垫片材料和结构类型、螺栓和螺母材料)；新设备的采用应经过国家或行业权威技术部门的鉴定。
管道机械
必须保证管道在设计条件下有足够的柔性。特别是与敏感设备(如泵、压缩机、汽轮机、空冷却器等)相连的高温、厚壁、大直径管道。)，作用在设备管口上的力和力矩应满足设备制造商的要求；除了考虑柔性外，还应对往复式压缩机的喷嘴进行脉冲振动分析。两台或两台以上设备互为备用或切换时，应考虑不同工况对应力分析和振动分析的影响；拧紧可以减小运行中管道对设备固定点的作用力，但连接转动设备的管道不得拧紧；管道支撑结构应可靠合理。振动管支架不应扎根于工厂和设备中。两相流管道和其它有冲击载荷的管道的支撑应考虑冲击力；管道的开口应该加固。
3.7土木工程设计
控制室、配电室和生产车间的耐火等级应满足GBJ16的要求。控制室面对危险介质设备的一面应为无门窗的不燃材料实心墙；具有爆炸危险的甲、乙类厂房应采用轻型结构，泄压面积应符合GBJ16的要求；建筑物和框架的安全疏散通道应符合规范；多层建筑设有可燃液体设备时，应有防止可燃液体泄漏到下层的设施；对于大型动力基础，应考虑其对厂房的影响，采取隔振措施；火灾危险区的承重钢结构和预应力钢筋混凝土结构应进行防火保护，耐火极限不应低于1.5h；* *设防地区，建筑设计还应符合抗震规范的要求；蓄冷罐基础与土壤接触时，应采取措施防止0℃温度线穿过土层。
3.8给排水设计
污水生产设备特别容易着火。全厂生产污水不得跨越工艺装置界区；设备区的生产污水可燃液体分离罐必须设置不燃材料的盖板；甲、乙类装置产生污水的井盖应密封。
3.9通风设计
排放有害气体或蒸汽的车间应有通风设施，换气次数应满足TJ36《车间有害物质最大容许深度空的要求。机械通风的进风口应保证送出的空气体中的有害气体或粉尘不超过车间空气体中有害物质最大允许深度的30%；在可能突然产生大量有害气体或蒸汽的车间，应设置应急通风系统。
3.10防火设计
消防装置主要针对一些固定设施设计，但周边道路、消防通道、路边消防栓会为消防车辆进出、取水提供方便。装置的消防水管道应呈环状布置，不少于两根进水管。环形管道也要用阀门分成几个* *管道段。设置高压水炮保护高大设备群。当甲、乙类设备的框架平台高于15cm时，应设置消防给水立管。对于火灾后不能及时冷却和保护，会造成重大事故的设备，应设置喷水或喷水系统。可燃液体泵房和甲类气体压缩机房容积小于500立方米时，应设置固定筛管蒸汽灭火设施。加热炉和带插头的回弯头箱应设置固定式蒸汽灭火设施。工作温度等于或大于介质自燃点的设备法兰应采用环形蒸汽筛管保护。生产区应配备干粉灭火器或泡沫灭火器，控制室应配备气体灭火器。火灾报警按钮应设置在甲、乙类装置区周围。温度、烟雾、火焰等报警信号面板。应设置在控制室，控制室还应配备火灾报警专用电话；控制室与其他建筑物合建时，应设置单独的防火分区和火灾自动报警系统。
