第一章石油化工平台概述

生产实习是化工类专业实践教学中不可或缺的重要环节，但是在实习实践过程中发现，由于石油化工企业考虑安全生产的因素，学生在实习过程中实际操作、参与生产比较困难，为此，辽宁石油化工大学在人才培养方面坚持“企业需求”为导向，特别为了解决“人才培养和就业最后一公里”问题，建设了石油化工产业链实训培训基地。
在基地建设过程中，遵循“虚实结合、能实不虚”的原则，基于“专业链与产业链对接、教学内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接”的理念，由教务处牵头，组织学校各专业骨干教师，企业工程技术人员共同组成建设团队，经充分论证，依据石油石化企业生产实际，建立了以工程集群化技术为特征的实习实训基地。
目前，基地包括油气钻采、油气集输、石油加工、石油化工和精细化工5个平台。每个平台既相对独立、自成体系，又相互衔接，基地将计算机虚拟仿真与真实设备操作相互融合，构建了完整的石油化工生产实践教学链。
石油化工平台于2019年年底正式交付使用，它由现场实物仿真装置、先进的OTS系统(操作员培训系统)和三维虚拟工厂组成（图11、图12）。实物仿真装置是以中国石油抚顺石化公司80万t/a乙烯生产装置为原型，在保证完整工业化装置大尺寸特征、主要静设备内部结构可见、动设备可进行拆卸组装的前提下，按1∶8的比例缩小建设而成，还配备了现场仪表和工业化的控制系统。
指导教师通过现场讲解、工厂视频和三维动画等多种形式，提升学员学习兴趣； 建立安全实习实训—单体设备实习实训—工艺流程实习实训—控制系统实习实训—装置实际操作实习实训的综合实践过程； 通过现场教学、动手实践等教学形式，使学生感受到石油化工企业的真实职业氛围，能够“熏出油味”。
石油化工平台通过OTS系统和内外操作交互系统把实物装置和三维虚拟工厂紧密联系，实现线上线下有机结合，完成整个乙烯工艺生产过程的开停工、稳态运行、方案优化、故障处理等操作培训，增强学员的职业素养、创新意识及分析和解决复杂问题的能力，为石化企业培养石油化工复合型技术人才。


图11石油化工平台实物装置




图12石油化工平台中心控制室












第二章石油化工安全生产
随着石油化学工业的迅速发展，也为我们提出了新的课题，即安全生产问题。石油化工生产从安全的角度分析，不同于冶金、机械制造、基本建设、纺织和交通运输等部门，有其突出的特点。具体表现在如下方面。
1. 易燃易爆
石油化工生产，从原料到产品，包括工艺过程中的半成品、中间体、溶剂、添加剂、催化剂、试剂等，绝大多数属于易燃易爆物质。它们又多以气体和液体状态存在，极易泄漏和挥发。尤其在生产过程中，工艺操作条件苛刻，有高温、深冷、高压、真空，许多加热温度都达到或超过了物质的自燃点，一旦操作失误或设备失修等原因，便极易发生火灾和爆炸事故。另外，就目前的工艺技术水平看，在许多生产过程中，物料还必须用明火加热； 加之日常的设备检修又要经常用火。这样就构成一个突出的矛盾，即怕火，又要用火，再加之各企业其装置的易燃易爆物质储量很大，一旦处理不好，就会发生事故，其后果不堪设想。以往所发生的事故，都充分证明了这一点。
2. 毒害性
石油化工生产，有毒物质普遍地、大量地存在于生产过程之中，其种类之多、数量之大、范围之广，超过其他任何行业。其中，有许多原料和产品本身即为毒物，在生产过程中添加的一些化学性物质也多有毒性，在生产过程中因化学反应又生成一些新的有毒物质，如氰化物、氟化物、硫化物、氮氧化物及烃类毒物等。这些毒物有的属一般性毒物，也有许多高毒和剧毒物质。它们以气体、液体和固体3种状态存在，并随生产条件的变化而不断改变原来的状态。此外，在生产操作环境和施工作业场所，还有一些有害的因素，如工业噪声、高温、粉尘、射线等。对这些有毒、有害因素，要有足够的认识，采取相应措施，否则会造成急性中毒事故。即便是在低浓度(剂量)条件下，随着时间的增长，也会因多种有害因素对人体的联合作用，影响职工的身体健康，导致发生各种职业性疾病。3. 腐蚀性强
石油化工生产过程中的腐蚀性主要来源有： ①在生产工艺过程中使用一些强腐蚀性物质，如硫酸、硝酸、盐酸和烧碱等，它们不但对人有很强的化学性灼伤作用，而且对金属设备也有很强的腐蚀作用。②在生产过程中有些原料和产品本身具有较强的腐蚀作用，如原油中含有硫化物，常将设备管道腐蚀破坏。③由于生产过程中的化学反应，生成许多新的具有不同腐蚀性的物质，如硫化氢、氯化氢、氮氧化物等。根据腐蚀的作用机制不同，腐蚀分为化学性腐蚀、物理性腐蚀和电腐蚀3种。腐蚀的危害不但大大降低设备使用寿命，缩短开工周期，而且更重要的是腐蚀可使设备减薄、变脆，承受不了原设计压力而发生泄漏或爆炸着火事故。
4. 生产的连续性
制取石油化工产品，生产的工序多，过程复杂。随着社会对产品的品种和数量需求日益增大，迫使石油化工企业向着大型的现代化联合企业方向发展，以提高加工深度，综合利用资源，进一步扩大经济效益。石化企业的生产具有高度的连续性，不分昼夜、不分节假日、长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部，厂际之间，车间之间，管道互通，原料产品互相利用，是一个组织严密、相互依存、高度统一不可分割的有机整体。任何一个工厂或一个车间，乃至一道工序发生事故，都会影响到全局。
随着化学工业的发展，石化企业生产的特点不仅不会改变，反而会由于科学技术的进步，使这些特点进一步强化。因此，石化企业在生产过程和其他相关过程中，必须有针对性地采取积极有效的措施，加强安全生产管理，防范各类事故的发生，保证安全生产。
第一节职业健康与劳动保护
石油化工行业是一个高风险的行业，重大安全事故时有发生，其安全生产是
一个重大难题。危险有害因素的辨识是事故预防、安全评价、重大危险源监督管理、建立应急救援体系和职业健康安全管理体系的基础。因此，及时发现危险源和有害因素，预防事故的发生是提高企业安全生产的重要一环。结合危险有害因素辨识理论、事故致因理论及HSE管理体系，构建了危险有害因素辨识体系。针对石油化工生产装置，该辨识体系从工艺装置、场所、物质或能量、设备、事故类型、职业危害类型、事故直接原因等几方面进行辨识。该体系能够系统完善地辨识石油化工生产装置存在的危险有害因素，能够做到层次合理、结构清晰，实用性强。
一、 石油化工装置危险有害因素辨识原则
危险有害因素辨识原则主要有以下4个方面： 
(1) 科学、准确、清楚： 危险有害因素的辨识是分辨、识别、分析确定系统内存在的危险而并非研究防止事故发生或控制事故发生的实际措施。它是预测安全状况和事故发生途径的一种手段,这就要求进行危险有害辨识必须要有科学的安全理论作为指导，使之能真正揭示系统安全状况、危险有害因素存在的部位、存在的方式和事故发生的途径等,对其变化的规律予以准确描述并以定性、定量的概念清楚地表示出来，用严密的、合乎逻辑的理论予以解释清楚。
(2) 分清主要危险有害因素和相关危险： 不同行业的主要危险有害因素不同，同一行业的主要危险有害因素也不完全相同，所以，在进行危险有害因素辨识中要根据企业的实际情况，辨识企业的主要危险有害因素,体现项目的特点，对于其他共性的危险有害因素可以简单分析。
(3) 防止遗漏： 辨识危险有害因素时要注意不要发生遗漏，以免留下隐患。辨识时，不仅要分析正常生产运转操作中存在的危险有害因素，还要分析和辨识开车、停车、检修装置受到破坏及操作失误情况下的危险有害后果。
(4) 避免惯性思维： 实际上在很多情况下，同一危险有害因素由于物理量不同，作用的时间和空间不同，导致的后果也不相同。所以，在进行危险有害因素辨识时应避免惯性思维，坚持实事求是的原则。
二、 石油化工生产装置危险有害因素辨识体系
针对石油化工行业生产企业特点，石油化工生产装置辨识体系将从工艺装置、场所、物质和能量、设备、事故类型和职业危害类型、事故直接原因6个方面进行危险有害因素辨识。
1. 工艺装置
石油化工生产的特点是易燃、易爆、高温、高压。随着工业化生产规模的扩大，工艺技术的不断更新，新设备、新材料、新型催化剂及高效节能设备越来越多地被用于石油化工生产装备中，使得装置的规模越来越大，自动化程度越来越高。
石油化工的生产及围绕石油天然气为原料的石油化工生产装置大致为： 炼油生产装置、基本有机合成、合成橡胶、合成树脂及塑料、合成氨及制品、石油化纤等。每一种装置都有自己的特点，危险有害因素以及重点防范部位和措施都是不同的，在危险有害因素辨识时，首先应该明确辨识的是哪种装置，生产装置确定了，其工艺、设备、场所、公用工程及辅助设施也就基本确定。
2. 场所
每个石油化工生产装置包含多个场所,例如简单的液化石油气的气体分馏装置就有主生产装置区、辅助设施、公用工程等部分组成。
(1) 主生产装置区包含有不凝气体压缩机间、泵房、加热工序、脱硫工序、分馏、精制工序、尾气回收工序等。
(2) 辅助设施包含有原料罐区、成品罐区、火炬系统、装卸车场。
(3) 公用工程包含变配电系统、消防系统、供热系统、供气(含氮气)系统、供水系统、仪表风系统等。在确定某个装置后，下一步应确定要分析的是该装置哪个系统或工序的具体场所。
3. 物质和能量
依据事故致因理论的物质和能量原理,引发事故的根本原因是存在危险物质和能量。危险物质和能量是可能发生事故的固有危险有害因素，物质和能量在可控状态下就安全，失控就危险。具体说就是存在易燃、易爆、有毒、高温、低温、辐射、粉尘等物质，以及振动、运动、压缩、位于高处等物体具有的动能或势能。
4. 设备
通常的化工设备按单元分主要有如下设备： 
(1) 反应设备： 搪瓷反应釜、碳钢反应釜、不锈钢反应釜等。
(2) 换热设备： 加热器、列管式换热器、盘管式换热器、半容积式水加热器、冷凝器、搪玻璃碟片式冷凝器、风冷式冷却器、水冷式冷却器。
(3) 分离设备： 过滤器、压滤机、离心机、搪玻璃精馏塔、不锈钢精馏塔、压缩机。
(4) 储存类容器： 计量罐、储气罐及各种储罐、储槽、防腐型储存设备。
(5) 输送设备： 化工泵、计量泵、皮带输送机、螺旋输送机、提升机。
在危险有害因素分析确定场所、存在的物质和能量后，逐个分析该场所每一种设备的特点。由该设备的特点确定危险有害物质易泄漏部位、方式，确定能量可能失控的地点、方式。进一步分析物质和能量一旦失控，在该场所以及具体点可能造成的伤害。
5. 事故类型和职业危害类型
1) 事故类型
按照可能发生的事故类型，对某个设备或一类设备进行分析描述，共20大类：  
（1） 物体打击，指失控物体的惯性力造成的人身伤害事故。
（2） 车辆伤害，指本企业机动车辆引起的机械伤害事故。
（3） 机械伤害，指机械设备与工具引起的绞、辗、碰、割、戳、切等伤害。
（4） 起重伤害，指从事起重作业时引起的机械伤害事故。
（5） 触电，指电流流经人体，造成生理伤害的事故。
（6） 淹溺，指因大量水经口、鼻进入肺内，造成呼吸道阻塞，发生急性缺氧而窒息死亡的事故。
（7） 灼烫，指强酸、强碱溅到身体引起的灼伤，或因火焰引起的烧伤，高温物体引起的烫伤。
（8） 火灾，指造成人身伤亡的企业火灾事故。
（9） 高处坠落，指出于危险重力势能差引起的伤害事故。
（10） 坍塌，指因建筑物、构筑、堆置物等的倒塌以及土石塌方引起的事故。不适用于矿山冒顶片帮事故，或因爆炸、爆破引起的坍塌事故。
（11） 冒顶片帮，指矿井工作面、巷道侧壁由于支护不当、压力过大造成的坍塌，称为片帮； 顶板垮落为冒顶。
（12） 透水，指矿山、地下开采或其他坑道作业时，意外水源带来的伤亡事故。
（13） 放炮，指施工时，放炮作业造成的伤亡事故。
（14） 瓦斯爆炸，指可燃性气体瓦斯、煤尘与空气混合形成了达到燃烧极限的混合物，在接触火源时，引起的化学性爆炸事故。
（15） 火药爆炸，指火药与炸药在生产、运输、储藏的过程中发生的爆炸事故。
（16） 锅炉爆炸，指锅炉发生的物理性爆炸事故。
（17） 容器爆炸，指容器(压力容器的简称)破裂引起的气体爆炸。
（18） 其他爆炸，凡不属于上述爆炸的事故均列为其他爆炸事故。
（19） 中毒和窒息，指人接触有毒物质，如误吃有毒食物或呼吸有毒气体引起的人体急性中毒事故。
（20） 其他伤害，凡不属于上述伤害的事故均称为其他伤害。
2) 职业危害类型
石化行业生产过程高温、高压、易燃、易爆、易腐蚀，生产工艺伴有有毒有害气体、烟尘、工业粉尘、噪声等职业健康危害因素，生产原料、中间产品、最终产品、副产品大多为危险化学品，劳动环境中存在许多职业健康危害因素，作业人员急性职业中毒和慢性职业病多发。
造成伤害的有害因素共10种： 火灾、爆炸、中毒、化学腐蚀、窒息、高温灼烫、低温冻伤、辐射、物体打击、高处坠落。
6. 事故直接原因
事故直接原因(触发原因)包括： 有害物质和能量的存在，人、机、环境和管理的缺陷，环境因素，管理因素。
1) 有害物质和能量的存在
所有的危险有害因素，尽管有各种各样的表现形式，但从本质上讲，能造成危险和有害的后果，都可归结为客观存在的有害物质或超过临界值的能量。
有害物质是指能损伤人体的生理机能和正常代谢功能，或者能破坏设备和物品的物质。比如，有毒物质、腐蚀性物质、有害粉尘和窒息性气体等都是有害物质。供给能量的能源和能量的载体在一定条件下(超过临界值)，都是危险有害因素。比如，导致火灾、爆炸发生的化学物质、运动物体等都属于能量的范畴。
2) 人、机、环境和管理的缺陷
有害物质和能量的存在是发生事故的先决条件，有害物质和能量不存在就没有事故。但存在有害物质和能量，并不一定就发生事故。因为，通常见到的有害物质和能量，一般都有防护措施，事故是被屏蔽的。
有害物质和能量的防护或屏蔽措施，有着强大的天敌，这就是人、机、环境和管理的缺陷。防护或屏蔽措施与人、机、环境和管理缺陷进行斗争，前者胜，则有害物质和能量继续被屏蔽，仍处于安全状态； 后者胜，则有害物质和能量失去控制，有害物质和能量释放出来危及人员和财产安全。
3) 环境因素
环境因素是指生产作业环境中的危险有害因素，包括： 室内作业场所环境不良、室外作业场地环境不良、地下(含水下)作业环境不良、其他作业环境不良。
环境因素将室内、室外、地上、地下、水上、水下等作业(施工)环境都包含在内。比如，作业场所狭窄、屋基沉降、采光不良、气温湿度、自然灾害、风量不足、缺氧、有害气体超限、建筑物结构不良、地下火、地下水、冲击地压等。
4) 管理因素
管理因素是指管理和管理责任缺失所导致的危险有害因素，主要从职业安全健康的组织机构、责任制、管理规章制度、投入、职业健康管理等方面考虑。包括： 职业安全健康组织机构不健全，职业安全健康责任制未落实，职业安全健康管理规章制度不完善，职业安全健康投入不足，职业健康管理不完善，其他管因素缺陷。安全管理是为保证及时、有效地实现既定的安全目标，在预测、分析的基础上进行的计划、组织、协调、检查等工作，它是预防故障和人员失误发生的有效手段。因此，管理缺陷是影响失控发生的重要因素。
本章根据危险有害因素辨识理论采取金字塔结构辨识模型图层层分析(图21)，最后找出存在危险有害因素的根本原因。


图21危险有害因素金字塔结构辨识模型图

三、 安全色和安全标志
石油化工生产大多数都是在高温、高压、易燃、易爆等危险环境下进行，《中华人民共和国安全生产法》第三十二条规定： 生产经营单位应当在有较大危险因素的生产经营场所和有关设施、设备上设置明显的安全警示标志。安全警示标志的设置用于提醒人员注意环境中的危险因素，加强自身安全保护，避免事故的发生。
1. 安全色
安全色是用来表达禁止、警告、指令和提示等安全信息含义的颜色。它的作用是使人们能够迅速发现和分辨安全标志，提醒人们注意安全，以防发生事故。我国国家标准《安全色》(GB 2893—2008)中采用了红、蓝、黄、绿4种颜色为安全色(图22)。
红色含义是禁止和紧急停止，也表示防火； 蓝色的含义是必须遵守； 黄色的含义是警告和注意； 绿色的含义是提示、安全状态和通行。




图22安全色示例



图22彩图





2. 对比色
能使安全色更加醒目的颜色，称为对比色或反衬色。白色明度较高，红、蓝、绿3种颜色的对比色用白色，黄色的对比色用黑色（表21）。


表21安全色对应的对比色





安全色对比色
红色白色
蓝色白色
黄色黑色
绿色白色


红色与白色间隔条纹的含义是禁止越过，交通、公路上用的防护栏杆以及隔离墩常涂此色。蓝色与白色间隔条纹的含义是指示方向，如交通指向导向标常涂此色。黄色与黑色间隔条纹的含义是警告、危险，工矿企业内部的防护栏杆、起重机吊钩的滑轮架、平板拖车排障器、低管道常涂此色。
3. 安全标志
安全标志是由安全色、几何图形和形象的图形符号构成的，用以表达特定的安全信息。安全标志可分为禁止标志、 警告标志、指令标志、提示标志、警示线和风向袋等类型。道路交通的安全标志应符合现行国家标准《道路交通标志和标线》(GB 5768—2017)的规定。消防的安全标志应符合国家标准《消防安全标志第1部分： 标志》(GB 13495.1—2015)的规定。危险货物的安全标志应符合国家标准《危险货物包装标志》(GB 190—2009)的规定。
1) 安全标志的基本要求
(1) 禁止标志的含义是禁止人们的不安全行为。禁止标志的几何图形是带斜杠的圆环，图形背景为白色，圆环和斜杠为红色，图形符号为黑色(图23)。



图23石化企业常见的禁止标志



图23彩图





(2) 警告标志的含义是提醒人们对周围环境引起注意，以避免可能发生危险。警告标志的几何图形是三角形，图形背景为黄色，三角形边框及图形符号均为黑色(图24)。


图24石化企业常见的警告标志



图24彩图





(3) 指令标志的含义是强制人们必须做出某种动作或采用防范措施。指令标志的几何图形是圆形，图形背景为蓝色，图形符号为白色(图25)。


图25石化企业常见的指令标志



图25彩图





(4) 提示标志的含义是向人们提供某种信息，如指示目标方向、标明安全设施或场所等。提示标志的几何图形是长方形，按长短边的比例不同，分一般提示标志和消防设备提示标志两类。提示标志图形背景为绿色，图形符号及文字为白色(图26)。