基于JSA分析在加氫反應器卸劑無氧作業的風險控制

畢光友

（中國石化安慶分公司煉油一部，安徽 安慶246001）

石油加氫精制中，因原油含硫，催化劑工作一段時間后表面積碳，導致活性下降，反應器壓降升高，影響裝置產量和產品質量。需換劑或撇去催化劑積碳，但待卸催化劑含有油氣和硫化氫，又附著硫化亞鐵，遇氧發生氧化反應并著火，產生二氧化硫等有毒氣體。為避免催化劑在空氣中自燃著火，卸劑必須在高濃度氮氣保護下作業，也就是日常稱之為的無氧作業。此作業風險較大，在進入反應器卸劑過程中，極易發生人員中毒、窒息傷亡事故。作業人員雖全程使用正壓供風式空氣呼吸器，但供風量過剩易造成反應器內部氧含量升高，導致催化劑自燃。因此，利用JSA方法對催化劑卸劑過程中進行危害識別和風險評價，并根據評價結果制定和實施相應的控制措施，保證人身、設備安全。

1 JSA分析簡介

JSA是Job Safety Analysis（工作安全分析）的簡稱，是指作業活動前對某項工作任務進行潛在的危害識別和風險評價，并根據評價結果制定和實施相應的控制措施，達到最大限度降低或控制作業過程風險的方法。其目的是規范作業風險識別、分析和控制，確保作業人員健康和安全。

1.1 作業安全分析（JSA）的程序和要求

JSA基本步驟：開展JSA工作時，應采用集體討論的方式進行。由各專業有作業經驗的技術人員和施工管理人員在一起對所從事的工作進行討論，分析作業程序每個環節存在的風險，并針對性采取措施，將風險降至可容忍范圍。基本步驟見圖1。

JSA組長經培訓能熟練掌握JSA方法，一般是屬地單位現場負責人或承包商代表。成員則是熟悉現場的屬地主管、工藝、設備、安全專業人員和承包商現場負責人，參與分析人員必須有豐富的工作經驗，熟悉工作內容和作業過程，能夠充分了解和識別實施該項工作的危害。

圖1 JSA分析基本步驟

表1為某作業JSA記錄表模板。該表主要包括兩部分內容：作業信息和作業安全分析。

作業信息中包括作業活動名稱、作業區域、主要工藝過程、JSA人員信息以及作業日期等內容。

作業安全分析中則主要包括作業步驟劃分、各步驟存在危害因素描述、現有控制措施描述、補充控制措施制定等內容。

1.2 作業步驟劃分

表1 XXXX作業JSA記錄表

作業步驟劃分是將作業活動按實際作業程序件劃分，作業步驟的劃分和描述原則如下：

（1）針對某一項作業活動，按實際作業程序將其劃分為若干步驟。劃分的步驟不能太籠統，否則會遺漏一些步驟以及與之相關的危害；步驟劃分也不宜太細，應重點討論存在高風險作業步驟和石化系統內曾經發生事故環節的措施落實。根據經驗，一項作業活動的步驟一般為3～8步。

（2）由熟悉整個卸劑過程的區域主管、工藝和設備技術人員共同劃分作業步驟。

（3）作業步驟的描述要簡練，只需說明做什么，而不要如何做。作業步驟描述一般使用動賓詞組或含動詞短句；按照順序在分析表中記錄每一步驟，說明它是什么而不是怎樣做。

1.3 危害因素辨識及現有控制措施描述

準確辨識作業過程和作業環境的危害因素，明確危害因素可能產生的風險，清楚裝置現有的風險控制手段是JSA實施主要階段的任務和目標。

作業步驟劃分完成后，全面辨識每一個步驟中存在的危害因素對于作業人員了解、認知風險至關重要。依據GBT/13861-2009《生產過程危險和有害因素分類與代碼》給出了作業過程中“人的不安全行為、設備不安全的狀態、不良環境影響和管理存在缺陷”四個方面存在的危害因素，以幫助JSA人員全面思考所分析步驟中可能存在的危害。然后結合作業實際，對危害因素加以細化，填入危害因素描述一欄中。

JSA分析人員制定控制措施時，依據GBT/28001-2011《職業健康安全管理體系要求》并結合作業過程和單位實際，填入“現有控制措施”一欄。

1.4 補充控制措施制定

直接作業環節JSA實施第二階段的主要任務是針對每一步驟識別出的危害和現有的控制措施不足的情況下，根據現場作業的實際情況，制定相應的補充控制措施，針對無氧環境下卸劑的高風險作業，為降低作業過程事故發生概率，企業利用現有資源盡可能多增設補充措施，如：反應器內全程在線實時氣體分析、溫度監控、作業全過程視頻監控并聯網、反應器內作業人員隨身佩戴小型空氣呼吸器等。

2 JSA分析再加氫卸劑無氧作業危害識別中的應用

2.1 卸裝催化劑作業危險、有害因素

（1）石油化工企業加氫精制裝置固定床反應器已經充滿氮氣，容易造成作業人員氮氣窒息。

（2）反應器內催化劑表面積碳，床層不易散熱，卸裝過程溫度較高，易造成人員燙傷。

（3）卸裝過程中正壓供風式空氣呼吸器供風量過剩，易造成反應器床層局部氧含量升高，催化劑自燃。

（4）卸裝過程存在可燃氣體（氫+烴）、有毒氣體（硫化氫）、催化劑坍塌、高處墜落、物體打擊、各種機械傷害等危險有害因素。

（5）卸裝作業活動空間受限制，不利于工作監護和實施救援。

2.2 卸裝催化劑作業危害分析

（1）硫化氫中毒

目前，石油加工過程中，硫以有機硫化物普遍存在于各種石油產品和半成品中，這些有機硫化物難以從油品中脫除，需經加氫反應轉化成硫化氫從油品中脫除；硫化氫是強烈的神經毒物，對粘膜有刺激作用，對人體危害隨濃度不同差異較大，高濃度可抑制呼吸中樞，造成迅速窒息死亡。

（2）氮氣窒息

氮氣是一種無色無味的氣體，比空氣密度略小。空氣中氮氣含量過高，使吸入氣氧分壓下降，引起缺氧窒息。空氣中氮氣含量超過84%時，人感覺呼吸不暢，有窒息感。氮氣含量超過90%時，患者可迅速昏迷，因呼吸和心跳停止而死亡。

（3）硫化亞鐵自燃

由于加氫原料中的硫化物對設備、管道鋼材有腐蝕性，并隨原料將腐蝕產物帶至反應器床層催化劑中，導致待卸的催化劑中含有較多的硫化亞鐵，硫化亞鐵遇氧易氧化并產生大量的熱量而自燃，生成二氧化硫和高價的鐵氧化物（如四氧化三鐵）。

（4）高溫燙傷

加氫裝置停工時，雖然反應器經循環降溫處理，但由于裝置規模化和效益化的要求，加氫反應器規格越來越大，反應器內催化劑表面覆蓋厚厚一層隨原料帶來的腐蝕物和加熱過程產生的焦粉，催化劑床層溫度難以降至50℃以下。由于反應器內溫度高，勞動強度大，作業時間長，可能發生中暑。

（5）粉塵傷害

加氫催化劑中含有鉬、鎳、鈷等重金屬，還有鐵、硫、碳等。加氫反應器內催化劑及保護劑都是固體顆粒，在催化劑卸劑時，由于反應器內始終有保護氮氣在流動，卸劑時使用的真空抽吸機等作用，會產生大量催化劑粉塵，對卸劑人員構成危害。

（6）高處墜落

加氫的反應器一般高達40 m，在作業過程中，人員在反應器平臺上頻繁吊運催化劑，容易造成高空墜落，同時反應器內無支撐塔盤，內構件拆除時，也可能墜落（見表2）。

3 催化劑卸劑的安全作業條件和安全防護措施

3.1 經JSA分析加氫無氧卸裝催化劑的安全作業條件

（1）卸劑時反應器內氮氣濃度應達到99%以上，含氧量應小于0.5%；反應器內空氣中可燃氣體濃度必須低于可燃氣體爆炸下限；反應器有毒物質濃度應符合GBZ 2.1和GBZ 2.2規定。

（2）卸劑時與該反應器相連的管道必須加盲板，盲板需掛牌，作業前對盲板進行聯合檢查確認、簽字、有專人管理。卸裝時應根據設備、場所具體情況搭設安全梯及作業平臺，備有必要的應急救護器具。

（3）卸裝時反應器內空氣溫度不得大于50℃，大于50℃設備自動報警，作業人員應撤離反應器。特殊情況下必須繼續作業時，采用干冰降溫，作業人員應穿著耐高溫和能夠提供呼吸氣源的全身防護服，每人連續作業時間不得超過30 min。

3.2 卸裝催化劑的安全防護措施

（1）卸劑時進入反應器的作業人員和監護人員，必須經培訓合格，供風長管正壓空氣呼吸器；供風系統和呼吸面罩要求性能可靠，吸排氣閥片密封性能好，起跳準確無誤，面罩密封性能良好，視鏡不結水霧和凝汽。

（2）進入反應器的空氣呼吸器應采用獨立的供氣系統，不準使用工業風（含工業空壓機制氣）及工業管道供氣，供氣系統應不少于兩套獨立供氣源。保證空氣能在不間斷情況下，切換使用。進入反應器的空氣呼吸器供風壓力0.04～0.075 MPa，流量700 L／min。呼吸器面罩內壓力0.02 MPa。進入反應器的空氣呼吸器供氣軟管必須滿足阻火型標準、承受壓力標準，彎曲360度時仍能通氣暢通。同時，現場應準備至少兩套正壓空氣式呼吸器用于應急救援。

（3）卸劑時，所有的電氣設備設施及照明應實現整體電氣防爆和防靜電措施，卸裝時進入反應器的手持行燈額定電壓不應超過12 V。當作業人員在從事卸裝作業時，應嚴密關閉與反應器相通的管道閥門，裝好盲板，設置“禁止啟動”等警告信息。

（4）卸劑時必須配置現場視頻監控設施，監控設施要求能夠保持器內作業人員與監護人員隨時通話，能夠隨時觀測記錄器內作業人員的活動。當器內溫度、供應氣壓、電源電壓、作業人員健康體征出現異常時能夠自動報警。

（5）作業時監護人員利用移動便攜式氣體檢測儀

實時檢測、觀察；檢驗部門每2 h對反應器內部采樣分析一次；同時監測催化劑表面溫度，催化劑表面和器內空氣溫度不得大于50℃，溫度超過限值時，作業人員必須撤出反應器，采用干冰降溫措施使溫度滿足要求后方可作業。催化劑無氧卸裝進入反應器作業人員每次進入時間不得超過30 min，每天累計作業不得超過4次。

表2 加氫無氧卸劑作業JSA記錄表