Đánh giá định lượng rủi ro nhà máy sản xuất nhựa polypropylen dung quất bằng phần mềm mô phỏng safeti 6 54

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ALARP As Low As Reasonably Practicable Thấp hợp lý với thực tế chấp nhận được BLEVE Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion Nổ do chất lỏng sôi gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-¶· -

LÊ THỊ HUYỀN TRANG

ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG RỦI RO NHÀ MÁY SẢN XUẤT NHỰA POLYPROPYLEN DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS GV Huỳnh Quyền

ThS GVC Hoàng Minh Nam

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN

THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 28 tháng 01 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

- -oOo -

Tp HCM, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Lê Thị Huyền Trang Phái: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 13/11/1981 Nơi sinh: Quảng Trị

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

MSHV: 00506101

1- TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá định lượng rủi ro nhà máy sản xuất nhựa Polypropylen Dung Quất bằng phần mềm mô phỏng SAFETI 6.54

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: đánh giá xác suất rủi ro cá nhân cũng như xác suất rủi ro

tập thể tiềm tàng trong quá trình vận hành nhà máy Các kết quả rủi ro này sau đó sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn về rủi ro chấp nhận được để xác định các thiết bị, khu vực có mức độ rủi ro cao, từ đó đưa ra các biện pháp nhằm giảm thiểu rủi ro và thiết lập một hệ thống quản lý an toàn để kiểm soát các rủi ro này

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 2/2009

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 15/12/2009

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ):

TS GV Huỳnh Quyền

Th.S GVC Hoàng Minh Nam

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy Hoàng Minh Nam đã cho tôi những lời khuyên, những lời nhận xét, góp ý sâu sắc giúp đề tài hoàn thiện hơn

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Công Ty Det Norske Veritas (DNV) đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt luận văn này

Tôi xin cám ơn ông Derek Hoare đã đồng ý cho tôi sử dụng những kiến thức, các nghiên cứu cũng như các phần mềm của công ty DNV trong luận văn này

Tôi xin cám ơn đồng nghiệp Lee Cho Hing đã truyền thụ những kiến thức cơ bản về quá trình đánh giá định lượng rủi ro để tôi có thể hoàn thành tốt Luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn đồng nghiệp anh Hoàng Văn Tân người đã nhiệt tình chỉ bảo, cố vấn

về kỹ thuật trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin cảm ơn đồng nghiệp anh Trần Đức Lai đã hướng dẫn tôi tận tình cách sử dụng phần mềm SAFETI

Tôi xin gửi lời tri ân đến quý Thầy Cô trong và ngoài khoa Hóa Học trường Đại học Bách khoa

Tp Hồ Chí Minh đã truyền thụ cho tôi những kiến thức vô cùng hữu dụng

Tôi cũng xin gửi lời cám đến các Anh Chị, các bạn học cùng lớp Cao học đã giúp đỡ trong quá trình học tập

Tôi vô cùng biết ơn những người thân trong gia đình đặc biệt là người Chồng yêu quý đã luôn giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học

-o0o -

Từ các trường hợp sự cố đã được xác định, đề tài đi tính toán tần số dựa vào cơ sở dữ liệu

về tần số tai nạn thiết bị trên thế gới và mô phỏng hậu quả bằng phần mềm PHAST 6.54 Sau đó kết hợp tần số và hậu quả để tính được các xác suất rủi ro cá nhân cũng như rủi ro tập thể bằng phần mềm SAFETI 6.54

Các kết quả rủi ro tính được bao gồm: rủi ro cá nhân tại một khu vực (LSIR), rủi ro cá nhân tính trên năm (IRPA), xác suất tổn thất sinh mạng tiềm tàng (PLL), và rủi ro tập thể

So sánh kết quả rủi ro tính được với các tiêu chuẩn rủi ro để xác định những khu vực hoăc thiết bị có mức rủi ro cao, để từ đó có những biện pháp giảm thiểu rủi ro đối với những khu vực hoặc thiết bị này

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT VII DANH MỤC CÁC HÌNH VỄ, ĐỒ THỊ X DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU XII

ĐẶT VẤN ĐỀ 14

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 15

TỔNG QUAN 15

I.1 TỔNG QUAN CÁC SỰ CỐ XẢY RA TRONG NHÀ MÁY LỌC – HÓA DẦU: 17

I.2 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG RỦI RO (QRA): 22

I.3 TỔNG QUAN PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG RỦI RO SAFETI 6.54 [04] 35

I.4 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE TẠI NHÀ MÁY DUNG QUẤT 37

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG RỦI RO NHÀ MÁY DQPP 41

II.2 THIẾT LẬP CÁC QUY TẮC VÀ GIẢ ĐỊNH [18], [24], [29] 42

II.3 NHẬN DIỆN CÁC MỐI NGUY VÀ XÁC ĐỊNH CÁC TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ [11], [24], [29] 42

II.4 MỘT SỐ LOẠI TRỪ [24], [29]: 43

a) Hệ thống đuốc: 43

b) Hệ thống vận chuyển sản phẩm: 43

c) Mối nguy trong quá trình vận chuyển: 43

d) Các rủi ro liên quan đến an toàn nghề nghiệp 43

II.5 MÔ PHỎNG HẬU QUẢ BẰNG PHẦN MỀM PHAST 43

II.6 PHÂN TÍCH TẦN SỐ 44

II.6.1 Thiết bị công nghệ: 44

II.7 TÍNH TOÁN RỦI RO BẰNG PHẦN MỀM SAFETI 45

II.7.1 Xây dựng cây sự kiện 45

II.7.2 Điều kiện khí quyển 48

II.7.3 Các tiêu chuẩn ảnh hưởng đến con người 48

II.7.4 Tính toán rủi ro đối với rủi ro cá thể 48

II.7.6 Tính toán rủi ro đối với rủi ro tập thể 49

II.7.7 Dữ liệu dân số 50

II.7.8 Đánh giá rủi ro 50

II.7.9 Các biện pháp giảm thiểu rủi ro 52

II.7.10 Phân tích lợi ích – phí tổn 52

II.7.11 Tính tương đối trong tính toán 53

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 54

III.1 CÁC ĐƯỜNG MỨC RỦI RO CÁ THỂ 55

III.2 RỦI RO CÁ THỂ TRÊN NĂM 58

III.3 TỔN THẤT SINH MẠNG TIỀM TÀNG 59

III.4 Đ ồ THỊ F-N 62

III.5 CÁC THIẾT BỊ QUAN TRỌNG 62

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 63

IV.1 KẾT LUẬN 64

1 Tính toán rủi ro cá thể đối với cộng đồng 64

2 Rủi ro cá thể đối với nhân viên nhà máy 65

3 Tổn thất sinh mạng tiềm tàng (PLL) 65

4 Rủi ro tập thể (đồ thị F-N) 65

IV.2 KIẾN NGHỊ 65

1 Kiến nghị chung 65

PHỤ LỤC I 68

CÁC QUY TẮC VÀ GIẢ ĐỊNH 68

A.1.1 ĐỊNH NGHĨA CÁC TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ 69

A.1.2 DỮ LIỆU VỀ DÂN SỐ 69

A.1.3 DỮ LIỆU THỜII TIẾT 72

A.1.4 MÔ PHỎNG HẬU QUẢ 73

A.1.5 XÁC SUẤT CÂY SỰ KIỆN 75

A.1.6 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG 77

PHỤ LỤC II 80

CÁC TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ 80

A.2.1 ĐẶT TÊN CHO CÁC TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ 81

A.2.2 T ÓM TắT CÁC TRƯờNG HợP Sự Cố 82

PHỤ LỤC III 87

MÔ PHỎNG HẬU QUẢ 87

A.5.1 G IớI THIệU 88

A.5.2 Cháy tia : 88

A.5.3 Fireball : 91

A.5.4 Cháy vùng (Pool fire) 96

A.5.5 Cháy bùng (Flash fire) 98

A.5.6 N ổ : 101

PHỤ LỤC IV 105

ĐẾM THIẾT BỊ 105

PHỤ LỤC V 115

TÍNH TOÁN TẦN SỐ 115

A.5.1 C Ơ Sở Dữ LIệU TầN Số Sự Cố CủA MộT Số THIếT Bị CƠ BảN [38] 116

A.5.2 T ầN Số ĐốI VớI CÁC TRƯờNG HợP Sự Cố 117

PHỤ LỤC VI 120

CÁC BẢN VẼ P&IDS 120

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 123

H

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

ALARP As Low As Reasonably Practicable Thấp hợp lý với thực tế chấp nhận được

BLEVE Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion Nổ do chất lỏng sôi giản nở thành hơn (thường có dạng hình cầu)

BL Battery Limit Đường ranh giới giữa nhà máy DQR và nhà máy DQPP

CBA Cost Benefit Analysis Phân tích Lợi ích – Phí tổn

CCTV Closed Circuit Television Hệ thống camera theo dõi khép kín CIA Chemical Industry Association Tổ chức hóa học công nghiệp

COMAH Control of Major Accident Hazard(s) Kiểm soát các mối nguy tai nạn chính CPF Cost of Preventing Fatality Phí tổn nhằm ngăn chặn tử vong xảy ra

DNV Det Norske Veritas Tổ chức đăng kiểm quốc tế Det Norske

Veritas

DQPP Dung Quat Polypropylene Plant Nhà máy sản suất Polypropylene Dung Quất

ESDV Emergency Shut-Down Valve Van đóng ngắt khẩn cấp

F-N Curve Frequency-Number of fatalities Curve Đồ thị trình bày xác suất xảy ra sự cố gây ra N tử vong cho cộng đồng HCRD Hydrocarbon Release Database Cơ sở dữ liệu rò rỉ Hydrocarbon

(thường có dạng hình cầu) HSE Health and Safety Executive (UK) Ban thực hành sức khỏe và môi trường của Anh

HVAC Heating, Ventilation and Air Hệ thống thông gió và điều hòa

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

IRPA Individual Risk Per Annum Rủi ro cá nhân hằng năm

LFL Lower Flammable Limit Giới hạn cháy dưới

LoC Loss of Containment Thất thoát lỏng hoặc khí từ các bồn chứa hoặc đường ống khi tai nạn xảy ra

LSIR Location Specific Individual Risk Rủi ro cá nhân đối với một khu vực cụ thể LPG Liquified Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng (C3+C4)

MAH Major Accident Hazard Các mối nguy tai nạn lớn

MOV Motor Operated Valve Van vận hành băng tín hiệu điện

NGL Natural Gas Liquid(s) Khí thiên nhiên dạng lỏng

NNF Normally No Flow Không có lưu chất ở điều kiện thường P&ID Piping and Instrument Diagram Bản vẽ sơ đồ đường ống và thiết bị

PEAR People, Environment, Asset and Reputation Con người, môi trường, tài sản và danh tiếng

PFD Process Flow Diagram Bản vẽ sơ đồ dòng công nghệ

PHAST Process Hazard Analysis Software Tools Phần mềm phân tích các mối nguy công nghệ

PLL Potential Loss of Life Tổn thất sinh mạng tiềm tang

SAFETI Software for Assessment of Flammable, Explosive, and Toxic Impact Phần mềm đánh giá các rủi ro cháy nổ và độc hại QRA Quantitative Risk Assessment Đánh giá định lượng rủi ro

RRM Risk Reduction Measure Biện pháp giảm thiểu rủi ro

SCE Safety Critical Element Yếu tố an toàn chủ chốt

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

VPF Value of Preventing Fatality Giá trị của việc ngăn chặn tử vong

FDSJFD

DANH MỤC CÁC HÌNH VỄ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 đến 1.5 : Một số hình ảnh về vụ tai nạn thảm khốc xảy ra tại kho chứa dầu tại Jaipur,

Ấn độ vào ngày 29/10/2009 6

Hình 1.6: thống kê một số nguyên nhân trực tiếp gây ra sự cố trong các nhà máy Lọc – Hóa dầu 7 Hình 1.7: sơ đồ liên hệ từ nguyên nhân dẫn đến thiệt hại 8

Hình 1.8: Sơ đồ quá trình kiểm soát rủi ro 11

Hình 1.9: Sơ đồ phương pháp luận của phương pháp QRA 12

Hình 1.10: Sơ đồ quy trình nhận diện các mối nguy 14

Hình 1.11: Nhận dạng các mối nguy bằng mô hình “cái nơ” 15

Hình 1.12: Áp dụng mô hình Bowtie đối với trường hợp rò rỉ bồn chứa 16

Hình 1.13 : Các đường mức rủi ro cá nhân 21

Hình 1.14 : Đồ thị xác suất rủi ro hằng năm 21

Hình 1.15 : Đồ thị F-N 22

Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý ALARP 23

Hình 1.17.: Sơ đồ khối công nghệ sản xuất Polypropylen 27

Hình 2.1: Cây sự kiện 1 – rò rỉ hơi liên tục 37

Hình 2.2 Cây sự kiện số 2 – Rò rỉ liên tục có chứa lỏng 37

Hình 2.3: Cây sự kiện số 3 – Rò rỉ tức thời 38

Hình 2.4: Cây sự kiện số 4 – Rò rỉ tức thời có chứa lỏng 38

Hình 2.5: Tiêu chuẩn rủi ro cá thể 42

Hình 2.6: Đồ thị F-N 43

Hình 3.1: đường LSIR áp dụng cho ngoài trời 47

Hình 3.2: Tóm tắt kết quả LSIR bằng đồ thị 48

Hình 3.3: (MAH) IRPA cho các nhóm làm việc khác nhau 50

Hình 3.4: Đóng góp vào (MAH) PLL của mỗi khu vực làm việc 52

Hình 3.5: đóng góp và (MAH) PLL bởi các Phân xưởng bằng đồ thị 53

Hình A.5.1.1: Cháy tia từ phân xưởng thu hồi PL\T-301-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 85

Hình A.5.1.2: Cháy tia từ phân xưởng polymer hóa\R-202-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 85 Hình A.5.1.3: cháy tia từ phân xưởng polymer hóa\R-201-Leak-L-Large tại điều kiện thời tiết D7 86

Hình A.5.1.4: Cháy tia tại phân xưởng nhập liệu Propylene\D-302-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 86

Hình A.5.1.5: Cháy tia từ phân xưởng nhập liệu Propylene\TK991A-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 87

Hình A.5.1.6 : Cháy tia từ phân xưởng nhập liệu proplene\ TK991B-Leak-L\TK991B-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 87 Hình A.5.1.7: Fireball từ phân xưởng nhập liệu Propylene\D-302-Leak-L-FB tại điều kiện thời tiết D7 88 Hình A.5.1.8: Fireball từ phân xưởng nhập liệu Propylene\D-302-CAT-L tại điều kiện thời tiết F1.5 89 Hình A.5.1.9: Fireball từ phân xưởng polymer hóa\R-200-Leak-L-Large tại điều kiện thời tiết F1.5 89 Hình A.5.1.10: Fireball từ phân xưởng thu hồi monomer\T-301-Cat-L tại điều kiện thời tiết F1.5 Hình A.5.1.11: Fireball từ phân xưởng nhập liệu Propylene\D-302-CAT-V tại điều kiện thời tiết F1.5 90 Hình A.5.1.12 : Fireball từ phân xưởng nhập liệu \Tk-991A-Cat-L tại điều kiện thời tiết F1.5 91

Hình A.5.1.13: Fireball từ phân xưởng nhập liệu Propylene\TK-991B-CAT-L tại điều kiện thời

tiết F1.5 91 Hình A.5.4.1: Pool fire chậm từ PX nhập liệu TEAL\D-111-Leak-L-S tại điều kiện thời tiết D7 Hình A.5.4.2: Pool fire chậm từ phân xưởng thu hồi monomer\T-302-Leak-L-S tại điều kiện thời tiết D7 92 Hình A.5.4.3: Pool fire chậm từ TEAL Feed\D-111-Leak-L-M tại điều kiện thời tiết D7 93 Hình A.5.5.1: flash fire từ phân xưởng nhập liệu Propylene\TK991B-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết 94 Hình A.5.5.2: Flash fire từ phân xưởng nhập liệu Propylene\TK991A-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 94 Hình A.5.5.3: Flash fire từ phân xưởng nhập liệu Propylene\D-302-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 95 Hình A.5.5.4: Flash fire từ phân xưởng nhập liệu Propylene\D-302-Leak-L-FB tại điều kiện thời tiết D7 96 Hình A.5.5.5.: Flash fire từ phân xưởng thu hồi monomer\T-301-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 96 Hình A.5.6.1: nổ chậm từ phân xưởng nhập liệu Propylene\TK991A-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 97

\TK991B-Leak-L-L tại điều kiện thời tiết D7 98

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Một số rủi ro đối với các hoạt động thông thường 1

Bảng 1.1: Một số vụ tai nạn tiêu biểu xảy ra tại các công trình dầu khí trong những năm qua 9

Bảng 1.2: Ảnh hưởng của sự quá áp đến các công trình 9

Bảng 2.1: tiêu chuẩn rủi ro cá thể 43

Bảng 3.1: Tóm tắt kết quả LSIR 48

Bảng 3.2: (MAH) IRPA đối với các nhóm làm việc khác nhau 50

Bảng 3.3: (MAH) PLL tại mỗi khu vực làm việc 51

Bảng 3.4: Đóng góp vào (MAH) PLL của các phân xưởng công nghệ 52

Bảng 3.5: Đóng góp vào (MAH) PLL bởi các loại hậu quả 53

Hình 3.6: đóng góp vào (MAH) PLL bởi các loại hậu quả bằng đồ thị 54

Bảng 3.7: Phần trăm đóng góp vào (MAH) PLL của các thiết bị 55

Bảng 3.8: các biện pháp giảm rủi ro được xem xét 59

Bảng A.1.3.1.2 Dữ liệu thời tiết trong năm của Đà Nẵng (giờ) 66

Bảng A.1.3.1.2: Dữ liệu khí tượng ban ngày 66

Bảng A.1.3.1.3: Dữ liệu thời tiết ban đêm 67

Bảng A.5.1.1.Hậu quá của các trường hợp cháy tia 84

Bảng A.5.1.2 : Các trường hợp xảy ra fireball 88

Bảng A.5.4.1 tóm tắt các trường hợp sự cố với rủi ro xảy ra pool fire và hậu quả của nó 92

Bảng A.5.5.1 tóm tắt các trường hợp sự cố xảy ra flash fire và hậu quả của nó 94

Bảng A.5.6.1: các trường hợp sự cố gây nổ 97

DANH MỤC CÁC THIẾT BỊ

TK991AB Bồn chứa Propylene nguyên liệu hình cầu 07140-990-25-R990

P991AB Bơm cho bồn chứa Propylene nguyên liệu 07140-990-25-R990

P992 Bơm Propylene không đạt tiêu chuẩn trở

về DQR

07140-990-25-R990

P301AB Bơm Propylene nhập liệu 07140-300-25-R330

T-301 Thiết bị làm sạch Propylene hồi lưu 07140-300-25-R320

T-302 Thiết bị làm sạch Propylene hồi lưu áp

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rủi ro luôn tồn tại xung quanh chúng ta cho dù chúng ta có mong muốn hay không

Chúng ta không thể loại bỏ hoàn toàn rủi ro nhưng có thể dự báo, ước lượng, đánh giá và

kiểm soát rủi ro và từ đó có những biện pháp hiệu quả để giảm thiểu rủi ro Cơ hội càng cao

thì rủi ro theo nó cũng càng lớn

Bảng 1 dưới đây thống kê một số rủi ro liên quan đến các hoạt động hàng ngày [20]

Bảng 1: Xác suất một số rủi ro đối với các hoạt động thông thường

Trong ngành công nghiệp Lọc – Hóa dầu, do tính chất dễ cháy nổ và độc hại của các

lưu chất, do điều kiện làm việc ở áp suất và nhiệt độ cao, sự có mặt các thiết bị điện và điều

khiển…rủi ro gây ra cháy nổ hoặc độc hại là rất lớn và khi tai nạn xảy ra, hậu quả mà nó để

lại vô cùng lớn, không thể lường hết được như: thiệt hại về người và tài sản, ảnh hưởng

nghiêm trọng đến môi trường và hệ sinh thái, uy tín doanh nghiệp giảm sút… Hiểu rõ vấn đề

đó, an toàn trong ngành công nghiệp Lọc – hóa dầu luôn được đặt lên hàng đầu

Nhà máy sản xuất hạt nhựa Polypropylen Dung Quất là một công trình trọng điểm

quốc gia với nguyên liệu Propylene đi từ nhà máy lọc dầu Dung Quất Quy trình công nghệ

chứa đựng các nguyên liệu có nguy cơ cháy nổ cao như: Propylene, khí Hydro, dầu, các hóa

chất độc hại… ở điều kiện vận hành áp suất, nhiệt độ cao Nguy cơ rủi ro về cháy nổ và gây

độc hại là rất lớn

Việc nhận diện, ước lượng, đinh lượng và đánh giá rủi ro để từ đó có thể kiểm soát và

giảm thiểu rủi ro là những nghiên cứu cần thiết đối với những công trình mang tính rủi ro cao

Trong các nước phát triển nghiên cứu đánh giá định lượng rủi ro là bắt buộc đối với các công

trình dầu khí

Nhận thấy tính cấp bách và thiết thực của nghiên cứu đánh giá định lượng rủi ro, đề tài

“Đánh giá định lượng rủi ro nhà máy sản xuất nhựa Polypropylene Dung Quất bằng

phần mềm SAFETI 6.54” được chọn làm đề tài nghiên cứu cho Luận Văn Thạc Sĩ

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài “Đánh giá định lượng rủi ro nhà máy sản xuất nhựa

Polypropylene Dung Quất bằng phần mềm SAFETI 6.54” là đánh giá xác suất rủi ro cá

nhân cũng như xác suất rủi ro tập thể tiềm tàng trong quá trình vận hành nhà máy Các kết quả

rủi ro này sau đó sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn rủi ro cho phép, để xác định ra các khu

vực, thiết bị có mức rủi ro cao Từ đó đưa ra các biện pháp nhằm giảm thiểu rủi ro và thiết lập

một hệ thống quản lý an toàn để kiểm soát các rủi ro này

TỔNG QUAN

D

TỔNG QUAN

I.1 TỔNG QUAN CÁC SỰ CỐ XẢY RA TRONG NHÀ MÁY LỌC – HÓA DẦU:

“Rủi ro là sự kết hợp giữa tần số và hậu quả của một sự việc không mong muốn” (IchemE

1992)

Vào ngày 29 tháng 10 2009 vừa qua, một vụ tại nạn thảm khốc đã xảy ra tại trạm chứa dầu ở

Jaipur, Ấn độ [01]

Nguyên nhân::

Khi vận chuyển dầu từ kho chứa sang đường ống, ngọn lửa bắt đầu từ một rò rỉ nhỏ trên

đường ống gây ra cháy rồi làm hỏng hệ thống làm kín khí của bồn chứa, gây ra rò rỉ tại mép

bồn rồi gây ra cháy lớn Ngọn lửa nhanh chóng bắt cháy sang các bồn chứa khác và phát triển

ngoài tầm kiểm soát

Hậu quả:

- Hơn 12 người tử vong

- Trên 150 người bị thương

- 65.000.000 USD tài sản bị thiệt hại

- Hơn 8.000.000 lít dầu sản phẩm bị cháy

- Ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường

- Ngọn lửa có thể được nhìn thấy từ cách đó 20km

- Cửa kính của các tòa nhà bị vỡ

- Xe cộ bị phá hủy nghiêm trọng

- Phải mất tới 12 đến 18 tháng để khắc phục sự cố

- Các nhà máy và nhà dân gần đấy bị bắt lửa

- Người dân sống xung quang vùng bị khó thở

Thông điệp : đừng bao giờ đánh giá thấp hay bỏ qua bấy kỳ một rò rỉ nhỏ nào

Một số hình ảnh về vụ tai nạn:

Hình 1.1 đến 1.5 : Một số hình ảnh về vụ tai nạn thảm khốc xảy ra tại kho chứa dầu tại

Jaipur, Ấn độ vào ngày 29/10/2009

Vụ cháy thảm khốc tại Ấn độ vừa qua là một trong những vụ tai nạn lớn và là vụ tai nạn gần

nhất xảy ra tại các công trình dầu khí Điều đó cho chúng ta thấy rằng rủi ro luôn luôn tồn tại

và nhất là trong ngành Lọc – hóa Dầu là rất lớn

Trong các nhà máy lọc – hóa dầu, do tính chất dễ cháy nổ và độc hại của lưu chất, cộng với

điều kiện làm việc ở áp suất và nhiệt độ cao nên có nguy cơ xảy ra một số tai nạn rủi ro chính

như sau:

- Nổ (explosion)

- Cháy bùng (Flash fire)

- Cháy tia (Jet fire)

- Cháy vùng (Pool fire)

Từ các tai nạn trên sẽ gây ra một số hậu quả như sau:

- Gây ốm đau, thương tật, hoặc tử vong đối với nhân viên và dân cư sống xung quanh

- Gây thiệt hại về tài sản và tài chính

- Gây ô nhiễm môi trường tự nhiên và hệ sinh thái

- Gây ra gián đoạn trong sản xuât và kinh doanh

- Gây ảnh hưởng nghiêm trọng về danh tiếng của doanh nghiệp

Hình 1.2 thống kê một số nguyên nhân trực tiếp gây ra sự cố trong các nhà máy Lọc – Hóa

dầu [20]

Hình 1.6 Nguyên nhân trực tiếp dẫn đến tai nạn trong các nhà máy Lọc – Hóa dầu

Từ các nguyên nhân trực tiếp này, các nhà phân tích đã tiến hành điều tra và rút ra một số

nguyên nhân sâu xa như sau [20]:

- Nhận dạng các mối nguy tiềm tàng chưa đúng đắn

- Sử dụng các thiết bị được thiết kế sai hoặc quá sơ sài

- Xác định sai điều kiện vận hành

- Quản lý sự thay đổi trong qui trình công nghệ chưa thõa đáng

- Quy trình kiểm tra tính toàn vẹn của các thiết bị cơ khí yếu kém hoặc thiếu

- Quy trình thực hiện việc kiểm tra năng lực nhân viên chưa đúng đắn

- Các cảnh báo về rủi ro, tai nạn không được chú ý đúng mức

Hình 1.7 trình bày sơ đồ mối liên hệ từ các nguyên nhân dẫn đến tai nạn và gây ra thiệt hại

Hình 1.7 sơ đồ liên hệ từ nguyên nhân dẫn đến thiệt hại

Thiếu

kiểm soát

Nguyên nhân sâu xa

Nguyên nhân trực tiếp

Nguyên nhân sự cố trong công nghiệp Lọc - hóa dầu

Lỗi cơ khí 41%

Công nghệ 8%

Thiên tai 6%

Phá hoại 3%

Lỗi vận hành 20%

Lỗi thiết

kế 4%

Không rõ nguyên nhân 18%

Nguyên nhân trực tiếp dẫn đến tai nạn trong các nhà máy Lọc – hóa dầu

Giới thiệu một số vụ tai nạn lớn xảy ra trong các công trình dầu khí trong những năm qua:

Flixborough (1974) 28 tử vong Vỡ đường ống tạm chứa

Cyclohexan

Hệ thống bảo trì hoạt động chưa đúng đắn Seveso (1976) 2 tử vong

Phản ứng vượt ngoài tầm kiểm soát Nhiệt độ nâng lên quá cao Gây cháy nổ

Thiết kế và bảo trì hệ thống xả an toàn kém

Mexico (1984) 500 bị thương Bồn chứa LPG bị tràn, và van xả không mở ra

Gây ra cháy nổ

Quá trình lắp đặt và hệ thống bảo trì không đúng đắn

Bhopal (1984) >2000 tử vong

Nhiệt độ và áp suất phản ứng tăng lên quá cao

Gây cháy nổ

Thiết kế và bảo trì hệ thống xả an toàn kém

Piper Alpha (1988) 167 tử vong

Van xả an toàn của bơm được lấy ra để bảo trì

Bơm hoạt động không

có van xả an toàn dẫn đến nổ

Hệ thống cô lập hoạt động chưa đúng đắn

Pasadena (1989) 130 – 300 bị 23 tử vong

thương

Rò rỉ khí cháy trong quá trình bảo trình thiết bị phản ứng Polyethylene

Hệ thống bảo trì chưa đúng đắn

Longford (1998)

2 tử vong

8 người bị thương nặng

Vỡ thiết bị trao đổi nhiệt làm khí thiên nhiên tràn

ra, gặp nguồn cháy gây

nổ

Lỗi vận hành

Hệ thống quản lý an toàn không đúng đắn

Tosco California

Naphta rò rỉ từ tháp phân tách trong quá trình thay thế ống

Quy trình quản lý an toàn không tốt

Kuwait refineries 8 tử vong Rò rỉ khí từ đường ống Hệ thống bảo trì chưa tốt

BP Texas (2005) 180 bị thương 15 tử vong Thiết bị bị đo và thiết bị báo động hoạt động sai Hệ thống bảo trì chưa đúng đắn

Jaipur India (2009) > 150 bị thương > 12 tử vong

Đường ống bị thủng, rò

rỉ dầu khi vận chuyển từ kho chứa sang đường ống

Hệ thống bảo trì chưa đúng đắn

Bảng 1.1 Một số vụ tai nạn tiêu biểu xảy ra tại các công trình dầu khí trong những năm qua

Ảnh hưởng của sự nổ quá áp đến các công trình [21]

0.01 Áp suất bắt đầu làm vỡ kính thông thường

Bảng 1.2 : ảnh hưởng của sự quá áp đến các công trình

I.2 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG RỦI RO (QRA):

Để đánh giá mức độ rủi ro, một số phương pháp mang tính chất định tính và định

lượng sau đây thường được áp dụng Trong đó, tùy thuộc vào yêu cầu và độ phức tạp của mỗi

công trình mà phương pháp nào được chọn để áp dụng: [20]

- Bản danh sách các danh mục cần kiểm tra (Safety checklist)

- Chuyên gia xem xét đánh giá hiện trường

- Phân tích các mối nguy trong công nghệ (Process Hazard Analysis PHA)

- Đánh giá an toàn bộ phận cơ khí

- Sáu giai đoạn đánh giá an toàn trong các nhà máy lọc hóa dầu Nhật Bản

- Phân tích cây sự kiện (Even Tree Analysis ETA)

- Phân tích cây sự cố (Fault Tree Analysis FTA)

- Phân tích cháy nổ (Fire & Explosion Analysis FEA)

- Phân tích kiểu sự cố và tác động (Failure Mode & Effect Analysis FMEA)

- Phân tích mối nguy và khả năng xảy ra (Hazard & Operability Analysis HAZOP)

- Phân tích “cái gì sẽ xảy ra nếu” (What-if Analysis)

- Nhận dạng các mối nguy (Hazard Identification HAZID)

- Đánh giá định tính rủi ro (Qualitative Risk Assessment)

- Đánh giá định lượng rủi ro (Quantitative Risk Assessment QRA)

Mục tiêu chính của việc đánh giá rủi ro là nhằm cung cấp một cái nhìn, một quyết định

cơ bản liên quan đến rủi ro Đối với phương pháp đánh giá định lượng rủi ro, bản chất của các

quyết định này là dựa vào sự tính toán một cách định lượng Lý do để chọn lựa phương pháp

đánh giá rủi ro thích hợp thường dựa vào các yếu tố sau đây [19]:

- Giai đoạn của dự án hoặc sự phát triển của hệ thống liên quan đến các thông tin như :

khái niệm, thiết kế chi tiết hoặc nâng cấp

- Mục tiêu nghiên cứu như : để so sánh giữa các chọn lựa, để so sánh với các mức rủi ro

chấp nhận được hoặc để đánh giá các biện pháp giảm thiểu rủi ro

- Loại hệ thống và sự vận hành của hệ thống có liên quan đến các mối nguy

- Loại rủi ro được xét đến như rủi ro về con người, thiệt hại về môi trường hay thiệt hại

về kinh tế

- Mức độ đánh giá chi tiết cần thiết để đưa ra quyết định

- Các điều luật yêu cầu cần áp dụng để đưa ra quyết định

Hình 1.8: Sơ đồ quá trình kiểm soát rủi ro

Quá trình kiểm soát rủi ro được bắt đầu bằng nghiên cứu hệ thống và nhận dạng các

mối nguy Ở đây các mối nguy hiểm tiềm tàng trong quá trình vận hành nhà máy được xác

định Sau đó sử dụng một hoặc sự kết hợp của các phương pháp trên trên để đánh giá rủi ro

(định tính hay định lượng) cho công trình tùy thuộc vào độ phức tạp và đòi hỏi của công trình

Giám sát &

xem xét

KẾ HOẠCH KIỂM SOÁT RỦI RO

Nhận dạng công việc Thiết lập tiêu chuẩn

Đo lường Định giá

Con người, thiết bi, môi trường…

Tần số, hậu quả, rủi ro

hiện loại bỏ các mối nguy Khi mối nguy được loại bỏ thì rủi ro cũng không còn Đây là

phương pháp tốt nhất để loại bỏ rủi ro, tuy nhiên không phải lúc nào cũng có thể áp dụng

phương pháp này, bởi vì có những mối nguy luôn luôn tồn tại trong quá trình vận hành và chỉ

có thể bị loại bỏ chỉ khi dừng quá trình vận hành Đối với các rủi ro không thể loại bỏ được,

chúng ta cần phải xử lý nó Đây là giải pháp thường xảy ra trong quá trình kiểm soát rủi ro

Bằng việc thiết lập tiêu chuẩn mức rủi ro chấp nhận được rồi so sánh các mức rủi ro của công

trình với các tiêu chuẩn này để xác định rằng các mức rủi ٛoc á vượt quá tiêu chuẩn hay

không để có những biện pháp giảm thiểu rủi ro Khi các biện pháp giảm thiểu rủi ro không

khả thi hoặc chúng ta không có đủ năng lực cần thiết để thực hiện nó Ta cần phải thực hiện

biện pháp chuyển hóa rủi ro nhằm chuyển các rủi ro này cho các đối tác có đủ năng lực để

thực hiện Một kế hoạch kiểm soát rủi ro được thiết lập và thường xuyên được đánh giá, giám

sát để quá trình kiểm soát rủi ro được cập nhật và nâng cấp

1 Nghiên cứu hệ thống:

Nhiệm vụ đầu tiên khi tiến hành phương pháp đánh giá định lượng rủi ro QRA là

“nghiên cứu hệ thống công nghệ” bằng việc nghiên cứu các bản vẽ và thu thập mọi thông

tin về hệ thống công nghệ như: các bản vẽ sơ đồ đường ống và thiết bị P&ID, bản vẽ sơ đồ

công nghệ PFD, bản vẽ bố trí phân xưởng và thiết bị (plot plan), tài liệu tính toán cân bằng

khối lượng và năng lượng, các thông tin dữ liệu về thời tiết, hướng gió, sự phân bố dân cư

trong khu vực phạm vi nhà máy, các lưu chất tồn tại … từ đó xác định và phân tích sơ bộ các

mối nguy tiềm ẩn trong quá trình vận hành nhà máy

2 Nhận dạng mối nguy:

Sau khi nghiên cứu và nắm rõ hệ thống công nghệ, “nhận diện mối nguy” được tiến hành

bao gồm xem xét định tính các tai nạn có thể xảy ra trong nhà máy dựa vào kiến thức về thiết

kế công nghệ, kiến thức về an toàn, dựa vào kinh nghiệm và sự cả sự phán đoán

Hình 1.9: Sơ đồ phương pháp luận của phương pháp QRA [19]

Nghiên Cứu Hệ Thống công Nghệ (Thu thập và đánh giá giữ liệu)

Nhận Diện Các Mối Nguy

Phân Tích Tần

Số Tai nạn

Mô Phỏng Hậu Quả

Tính Toán Rủi

Ro

Đánh Giá Rủi Ro

Các Biện Pháp Giảm Thiểu Rủi

Ro

Kết luận và kiến nghị

Hình 1.10: Sơ đồ quy trình nhận diện các mối nguy

Một số phương pháp được áp dụng để hổ trợ cho quá trình “nhận diện các mối nguy”

như sau [20]

- HAZOP (29%) : phương pháp phân tích các mối nguy dựa vào các bản vẽ sơ đồ

đường ống và thiết bị

- What-if (21%) : phương pháp dựa vào tư duy thực tiển Đặt câu hỏi “cái gì sẽ xảy

ra…nếu” đối với các trường hợp công nghệ

- Bảng liệt kê những danh mục cần kiểm tra an toàn (19%): dựa vào danh sách an toàn

có sẵn

- Phân tích các mối nguy công nghệ : dựa vào kinh nghiệm làm việc

- Phân tích cây sự cố (16%): bằng việc phân tích hệ thống và xác lập một cây các sự cố

có liên quan đến nhau có thể xảy ra

- Phân tích cây sự kiện

- Phân tích kiểu sự cố và ảnh hưởng (9%)

- Phân tích an toàn công việc

Thông thường quá trình “nhận diện các mối nguy” là sự kết hợp của các phương pháp này

Kết quả thu được của quá trình “nhận diện các mối nguy” là danh sách các trường hợp sự cố

cụ thể có thể xảy ra khi vận hành nhà máy

NHẬN DẠNG MỐI NGUY Phương pháp:

Dựa vào kinh nghiệm Phân tích sơ bộ các mối nguy Điều luật và tiêu chuẩn thiết kế Bản liệt kê các danh mục cần kiểm tra FMEA

HAZOP SWIFT vv

Cơ sơ dữ liệu

Biểu diễn quá trình xảy ra tai nạn bằng mô hình “cái nơ” (Bowtie) [20]:

Hình 1.11 Nhận dạng các mối nguy bằng mô hình “cái nơ” [20]

Sau khi đã nhận diện được các mối nguy và liệt kê các trường hợp sự cố cụ thể, để

hiểu rõ hơn về các mối nguy, cần tiến hành phân tích các trường hợp sự cố bằng việc áp dụng

mô hình “cái nơ” Gọi là mô hình “Cái nơ” vì mô hình này có dạng hình nơ Trường hợp sự

cố được đặt tại trung tâm cái nơ, sau đó tiến hành phân tích các nguyên nhân dẫn đến sự cố,

các nguyên nhân này được đặt ở phía bên trái nơ Tiến hành phân tích các hậu quả có thể xảy

ra, được đặt phía bên phải nơ

Nhận thấy rằng có một mối liên kết thông suốt đi từ nguyên nhân đến sự cố và dẫn đến

những hậu quả Nếu các mối liên kết này bị chặn thì có thể sự cố sẽ không xảy ra hoặc nếu sự

cố xảy ra thì hậu quả của nó sẽ được giảm nhẹ để không dẫn đến tai nạn thảm khốc Từ đó, ta

đặt vào hệ thống những rào cản nhằm ngăn chặn mối liên kết này Các rào cản là các biện

pháp kiểm soát các mối nguy:

Các biện pháp ngăn ngừa:

- Thiết kế tốt

- Thực hiện các qui trình vận hành an toàn (bao gồm cả sự phân công công việc)

- Kiểm tra tình trạng ăn mòn, các lớp bảo vệ chống ăn mòn, sơn phủ, sự lựa chọn vật

- Thiết bị dò cháy, nhiệt và khói (hơi)

Các biện pháp kiểm soát:

- Kiểm soát rò rỉ (các van đóng khẩn cấp, van xả…)

- Kiểm soát các nguồn cháy (đóng các nguồn cháy)

Các biện pháp giảm nhẹ

- Hệ thống cứu hỏa chủ động

- Hệ thống cứu hỏa bị động

- Giải quyết tình trạng khẩn cấp (lối thoát hiểm, di tản, cấp cứu…)

Trong đó, các biện pháp ngăn ngừa cần được ưu tiên vì nó có thể ngăn chặn không cho sự cố

xảy ra Các biện pháp khác chỉ áp dụng sau khi sự cố đã xảy ra nhằm phát hiện sớm, kiểm

soát tính hình và làm giảm nhẹ hậu quả của nó

Hình 1.12 Áp dụng mô hình Bowtie đối với trường hợp rò rỉ bồn chứa

Nhận dạng mối nguy tốt được xem là công việc quan trọng nhất trong nghiên cứu QRA

Việc bỏ sót các mối nguy đồng nghĩa với việc đánh giá không đúng mức rủi ro Nhận dạng rủi

ro không đúng đắn, hoặc không đầy đủ sẽ làm cho nghiên cứu QRA bớt hiệu quả, quyết định

không đúng đắn và phân bổ nguồn lực sai

Các giả định, hành động, tìm hiểu phải được dẫn chứng bằng tài liệu cụ thể bằng bảng kê

khai các mối nguy

3 Phân tích tần số [6], [7], [8]:

Sau khi nhận diện các mối nguy và xác đinh các trường hợp sự cố cụ thể, bước tiếp

theo trong phương pháp nghiên cứu QRA là “tính toán tần số” xảy ra các sự cố đối với mỗi

loại thiết bị trong mỗi trường hợp sự cố

Bước phân tích tần số có thể dựa vào các phương pháp sau:

- Cơ sở dữ liệu tần số tai nạn xảy ra trong lịch sử đối với từng loại thiết bị

- Phương pháp phân tích cây sự cố (FTA)

Các thiết bị báo động

Hệ thống đê bao và rãnh thoát

Hệ thống khí trơ cách ly Tbị dò khí/cháy

Nổ

Rò rỉ bồn chứa

- Phương pháp phân tích cây sự kiện (ETA)

- Kinh nghiệm và phán đoán

Trong đề tài này sử dụng cơ sở dữ liệu của Anh về tần số tai nạn để tính toán tần số sự cố cho

các thiết bị

Số tai nạn Tần số =

Số thiết bị (thiết bị - năm)

Ví dụ: có 5 rò rỉ từ các bồn cao áp trong số 2500 bồn-năm Tần số rò rỉ sẽ là 5/2500 = 2 x 10-3

/bồn-năm

4 Mô phỏng hậu quả [17]:

Song song với phân tích tần số, “mô phỏng hậu quả” sẽ tiến hành mô phỏng hậu quả

trong trường hợp tai nạn xảy ra, những ảnh hưởng đến con người, thiết bị và cơ sở hạ tầng,

môi trường và kinh doanh…được xem xét đến tùy thuộc vào phạm vi nghiên cứu

Trong đề tài nghiên cứu này, phần mô phỏng hậu quả sẽ được tiến hành bằng phần

mềm PHAST, là phần mềm phụ trợ của phần mềm SAFETI Phần mềm PHAST có chức năng

mô phỏng các loại tai nạn như : cháy tia, cháy bùng, cháy vùng, đám mây khói, đám mây khí

độc, BLEVE, hay nổ… Phần mềm sẽ mô phỏng sự phân tán của các chất rò rỉ dựa vào thời

gian (đêm hay ngày), độ ổn định của thời tiết, hướng gió… Mô phỏng sự cháy và các ảnh

hưởng độc hại Mô phỏng các tác động đến con người, vật chất và môi trường

Các yếu tố sau đây ảnh hưởng đến sự phát tán chất rò rỉ [20]:

γ

RT

M AP C

(1.1)

Trong đó:

Q0 : tốc độ rò rỉ (kg/s)

CD : hệ số rò rỉ ( thông thường đối với khí > 0.85)

A : diện tích lỗ rò

P0 : áp suất ban đầu (N/m2)

M : khối lượng phân tử của khí

ρ : khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3)

P0 : áp suất ban đầu (N/m2)

P1 : áp suất khí quyển (105 N/m2)

Các công thức mô phỏng các ảnh hưởng cháy

‘ Công thức tính toán độ dài ngọn lửa cháy tia (jet fire)

Tính toán rủi ro là tính toán mức độ rủi ro tổng bằng cách kết hợp tần số sự cố và hậu

quả được tính toán ở các bước 3 và 4

Rủi ro = Hậu quả x Tần số

Các xác suất rủi ro cá nhân và tập thể sau đây sẽ được tính toán

Xác xuất rủi ro cá nhân:

‘ Rủi ro cá nhân tại một điểm :là tổng rủi ro của các tai nạn xảy ra tại điểm đó

, ( (1.8)

R(x,y) : rủi ro tại điểm (x,y)

N : số lượng các tai nạn

io : tai nạn số io

‘Đường mức rủi ro cá nhân : là các đường biểu diễn xác suất rủi ro đối với một cá nhân tại

một vị trí cụ thể với giả thiết rằng cá nhân luôn luôn ở tại vị trí đó

Hình 1.13 : Các đường mức rủi ro cá nhân

‘ Rủi ro cá nhân hằng năm (IRPA) : là xác suất rủi ro đối với mỗi cá nhân trong mỗi nhóm

làm việc hằng năm dựa vào sự phân bố thời gian và vị trí làm việc của mỗi nhóm trong nhà

máy

Hình 1.14 : Đồ thị xác suất rủi ro hằng năm

v i ệ

Xác suất rủi ro/năm

(1.9) Trong đó :

Từ các kết quả rủi ro tính toán được, tiến hành đánh giá rủi ro bằng cách so sánh mức rủi ro

với các tiêu chuẩn rủi ro chấp nhận được

Thông thường việc đánh giá rủi ro sử dụng nguyên lý ALARP sau đây [20] :

Tần số xảy ra

tai nạn, F

(/năm)

Số tử vong, N

Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý ALARP

Sơ đồ nguyên lý ALARP được chia thành 3 vùng bởi các mức giới hạn rủi ro cho phép

cao nhất và thấp nhất.Vùng nằm phía trên mức giới hạn rủi ro cho phép cao nhất được gọi là

vùng « rủi ro cao » hay vùng « không chấp nhận » Đây là vùng nguy hiểm với mức rủi ro

cao Nếu các rủi ro tính toán nằm trong vùng này thì cần phải có các biện pháp giảm thiểu rủi

ro để đưa các rủi ro vào vùng ít nguy hiểm hơn

Vùng nằm dưới mức giới hạn rủi ro thấp được gọi là vùng «rủi ro thấp » hay vùng

«chấp nhận rộng rãi » Các rủi ro cần được duy trì và đưa về trong vùng này và không cần

thêm biện pháp giảm thiểu rủi ro nào

Vùng nằm giữa giới hạn trên và dưới gọi là vùng « thấp hợp lý với mức rủi ro chấp

nhận được » hay vùng ALARP Các rủi ro trong vùng này cũng cần được giảm thiểu và chỉ

được chấp nhận khi các biện pháp giảm thiểu rủi ro không khả thi hoặc quá tốn kém Đối với

các rủi ro nằm trong vùng này, cần thực hiện sự phân tích giữa lợi ích và phí tổn của việc áp

dụng các biện pháp giảm thiểu rủi ro để quyết định xem có nên áp dụng các phương pháp

giảm thiểu rủi ro hay không

7 Các biện pháp giảm thiểu rủi ro

Thực hiện nguyên lý 4 T

- Loại bỏ mối nguy (Terminate)

Rủi ro sẽ không tồn tại nếu các mối nguy không còn Tuy nhiên biện pháp này không phải lúc

nào cũng thực hiện được

- Xử lý (Treat)

Thực hiện các biện pháp giảm rủi ro bằng cách giảm tần số sự cố hoặc giảm độ

nghiêm trọng của hậu quả

- Chuyển hóa (Transfer)

Thực hiện các biện pháp chuyển rủi ro cho nhà thầu hoặc công ty bảo hiểm

- Chấp nhận (Tolerate)

High Risk

Low Risk

Region

Given immediate attention and a response developed commensurate with the scale of the threat

Broadly acceptable only if risk reduction

is impracticable or if its cost is grossly disproportionate to the improvement gained

Necessary to maintain assurance that risk remains

at this level

High Risk

Low Risk

Region

Given immediate attention and a response developed commensurate with the scale of the threat

Broadly acceptable only if risk reduction

is impracticable or if its cost is grossly disproportionate to the improvement gained

Necessary to maintain assurance that risk remains

at this level

Rủi ro cao

Rủi

ro thấp

Phải có các biện pháp làm giảm mức rủi ro

Chỉ chấp nhận khi các phương pháp giảm rủi ro không khả thi hoặc quá tốn kém

Khi không thể làm gì được ta cần phải chấp nhận mức rủi ro này

I.3 TỔNG QUAN PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG RỦI RO

SAFETI 6.54 [04]

SAFETI là phần mềm đánh giá cháy, nổ và các ảnh hưởng độc hại với phiên bản mới

nhất hiện nay là SAFETI 6.54

Phần mềm do tổ chức đăng kiểm quốc tế Det Norske Veritas xây dựng và phát triển,

được thương mại hóa vào năm 1987 với trên 20 năm tồn tại và phát triển

SAFETI là một phần mềm mô phỏng được công nhận trên toàn thể giới về đánh giá

định lượng rủi ro cho các công trình trên bờ

Các bước tính toán trong SAFETI:

- Tính toán thất thoát : SAFETI có thể tính toán dự báo tốc độ thất thoát, trạng thái vật

liệu (pha) khi nó bị rò rỉ ra môi trường Bao gồm các trường hợp sau:

o Lỏng, khí hoặc dòng hai pha

o Vật liệu đơn chất hoặc hỗn hợp

o Trạng thái và thời gian

o Quá trình thất thoát

- Tính toán sự phân tán: kết quả từ tính toán thất thoát được sử dụng cùng với các dữ

liệu về khí tượng để mô phỏng sự phân tán Sự phân tán đám mây theo một hướng nào

đấy được mô phỏng bởi SAFETI bao gồm:

o Khối lượng riêng của đám mây

- Tính toán khả năng cháy: khả năng cháy được mô phỏng bằng SAFETI bao gồm:

- Tính độc hại: tính độc hại được được tính toán là nồng độ các chất độc hại theo các

trường hợp:

o Nồng độ là hàm số của khoảng cách theo hướng xuôi chiều gió

o Nồng độ là hàm số của thời gian

o Đường đi của đám mây (độc hại)

o Nồng độ thay đổi khi vào trong nhà

- Tính toán rủi ro: khi hậu quả về cháy nổ và độc hại được tính toán, phần mềm sẽ kết

hợp với tần số sự cố để cho ra các kết quả rủi ro bao gồm:

o Các đường mức rủi ro cá nhân

o Cấp độ rủi ro cá nhân

o Đồ thị rủi ro tập thể F – N

o Cấp độ rủi ro tập thể

SAFETI xây dựng 20 cây sự kiện được tự động lựa chọn loại nguyên liệu và điều kiện

rò rỉ Từ những cây sự kiện này xác định hậu quả nào có thể xảy ra đồi với từng trường hợp

xả và xác suất có thể xảy ra Cây sự kiện chia xác suất xảy ra đối với mổi loại hậu quả (ball

fire, jet fire, nổ, không nguy hiểm) dựa vào khả năng cháy tức thì, cháy chậm hoặc không xảy

ra cháy

Phần mềm tính toán rủi ro cá thể và tập thể dựa vào mô phỏng hậu quả, mật độ dân cư,

các nguồn cháy nổ, dữ liệu về thời tiết, tần suất xảy ra sự cố

Phần mềm SAFETI có hai phần mềm phụ liên thông với nó Đó là phần mềm PHAST

chuyên dùng để mô phỏng hậu quả và phần mềm LEAK chuyên dùng để tính toán tần số Kết

quả tính toán từ hai phần mềm này được tự động đưa vào phần mềm SAFETI để tính rủi ro

Hình 1.16a: nhập dữ liệu vào phần mềm SAFETI

I.4 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE TẠI NHÀ MÁY

DUNG QUẤT

Công nghệ sản xuất Polypropylene tại nhà máy Dung Quất bao gồm các phân xưởng sau đây

[36]:

- Phân xưởng tồn chứa và nhập liệu Propylene

- Phân xưởng chuẩn bị và nhập liệu xúc tác

- Phân xưởng tiền Polymer hóa và Polymer hóa

- Phân xưởng tách khí và thu hồi Monomer

- Phân xưởng tạo Polymer

- Phân xưởng xử lý monomer

- Phân xưởng xử lý H2

- Phân xưởng tạo hạt và đóng gói

- Phân xưởng sản xuất khí Nitơ

Sơ đồ khối công nghệ sản suất Polypropylene tại nhà máy Dung Quất được trình bày như sau:

Hình 1.17.: Sơ đồ khối công nghệ sản xuất Polypropylene

Xúc tác TK

Hỗn hợp với dầu/mỡ

Nhập liệu Chuẩn bị Polymer hóa

Polymer hóa pha lỏng

Tách khí Thu hồi Monomer

Tách nước Steam

I.4.1 Chuẩn bị xúc tác

Ba loại xúc tác được sử dụng trong công nghệ sản xuất Polypropylene có tên là

TK-CAT, AT-CAT và OF-CAT Xúc tác TK-CAT được sử dụng làm xúc tác chính cho quá trình

Polymer hóa Hai loại xúc tác còn lại được sử dụng nhằm nâng cao hiệu suất Polymer hóa

TK-CAT xúc tác có dạng tinh thể rắn dùng để tạo kích thước cho hạt polymer được

trộn với dầu khoáng và dầu nhờn để có thể bơm dễ dàng

AT-CAT và OF-CAT được cho vào một bình tiếp xúc và được trộn đều để đưa đi sử

dụng Tại đây các chất xúc tác được làm mát đến nhiệt độ khoảng 10oC là nhiệt độ thích hợp

để chuẩn bị cho phản ứng Polymer hóa

I.4.2 Polymer hóa

TK-CAT được tiếp xúc với hỗn hợp AT-CAT và OF-CAT ở trong bình tiếp xúc Tại

đây các tâm hoạt động xúc tác được hoạt hóa để chuẩn bị tiếp xúc với Propylene Nhiệt độ

được giữ ở 10oC

Hốn hợp các xúc tác được bơm vào dòng propylenen được làm lạnh đến 10oC

Phản ứng bắt đầu xảy ra tại thiết bị phản ứng nhỏ R-200 với điều kiện phản ứng :

- Nhiệt độ : 25oC

- Áp suất : 42 Kg/cm2G

- Thời gian lưu : 12 phút

Phản ứng Polymer hóa là phản ứng tỏa nhiệt Nhiệt của phản ứng được lấy đi bằng hệ

thống nước làm lạnh tuần hoàn quanh thiết bị phản ứng

Phản ứng polymer hóa chính xảy ra trong hai thiết bị phản ứng lớn dạng vòng (R-201,

Hydrogen được sử dụng để kiểm soát khối lượng phân tử của Polymer Hydro được

bơm riêng biệt vào hai dòng propylene khi vào các thiết bị phản ứng

Hỗn hợp Polymer tạo thành có hàm lượng khoảng 50% khối lượng tại nhiệt độ phản

ứng 70oC

Nhiệt phản ứng luôn được trung hòa bằng hệ thống nước làm mát chảy tuần hoàn bên

ngoài vỏ thiết bị phản ứng

I.4.3 Tách khí và thu hồi Monomer

Hỗn hợp hồ nhão đi ra từ thiết bị phản ứng số 2 bao gồm khoảng 55% khối lượng

polymer, 45% khối lượng Propylene và propane Các monomer này cần được thu hồi

Để thu hồi các monomer, đầu tiên phải làm hóa hơi tất cả chất lỏng Rắn và hơi được

tách ra Khí monomer (Propylene và propane) được thu hồi

Khí monomer được dẫn vào thiết bị làm sạch propylene hồi lưu Ở đây các polymer và

các xúc tác bám theo được loại bỏ Propylene sau đó được dẫn về lại bồn nhập liệu sau khi đã