ANÁLISIS DE RIESGO EN UNA PLATAFORMA MARINA DE PRODUCCIÓN PETROLERA CON EL MÉTODO HAZOP

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

ZARAGOZA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

TESIS

ANÁLISIS DE RIESGO EN UNA PLATAFORMA MARINA DE PRODUCCIÓN PETROLERA CON EL MÉTODO HAZOP

Alumno: Víctor González Hernández

Director de Tesis: I.Q. René de la Mora Medina

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN        1

I.- GENERALIDADES        3

I.1        El petróleo        3

1.2          Yacimientos petrolíferos        4

1.3          Plataformas marinas de producción petrolera        5

1.4          Análisis de riesgos        7

1.5         Evaluación de riesgos en plataformas petroleras costa afuera        8

1.6          El proyecto Cantarell        10

II.- REGULACIONES APLICABLES A UN ANÁLISIS DE RIESGOS.        14

II.1         Regulación norteamericana.        14

II.2          Regulación mexicana.        25

II.3        Estándares de diseño aplicables a una plataforma de producción petrolera.        36

III.- METODOLOGÍAS DE ANÁLISIS DE RIESGOS        41

III.1         Revisión de seguridad        42

III.2         Análisis con listas de verificación (checklist)        44

III.3         Calificación relativa        46

III.4         Análisis Preliminar de Riesgos        48

III.5        Análisis ¿qué pasa si? (What if?)        50

III.6         Análisis What if? / lista de verificación        52

III.7        Análisis de peligros derivados  de la operación (Hazard and Operability, HAZOP)        53

III.8         Análisis de modos de falla y efectos        55

III.9         Análisis de Arbol de Fallas        57

III.10         Análisis con Arbol de Eventos        58

III.11         Análisis de Causa-Consecuencia        59

III.12         Análisis de Confiabilidad Humana        60

III.13         ELECCIÓN DE LA METODOLOGÍA        62

IV.- APLICACIÓN DEL  MÉTODO HAZOP.        78

IV.1 _        Generalidades del Método        78

IV.2        Procedimiento de análisis        83

IV.3          Variaciones del método de Análisis        90

IV.4          Opciones de documentación.        94

V ANÁLISIS  HAZOP EN UNA PLATAFORMA MARINA DE PRODUCCIÓN PETROLERA        96

V.1         Símbolos e identificación de dispositivos de seguridad.        97

v.2         Eventos indeseables en los componentes de proceso (DESVIACIONES).        101

V.3 _         Dispositivos de seguridad recomendados y tablas previas para análisis HAZOP por equipo de proceso en una plataforma.        108

V.4 _          RESULTADOS        142

V.5        Evaluación cualitativa de riesgo con la metodología hazop en conjunción con matriz de consecuencias.        148

V.6 _        CONCLUSIONES        151

BIBLIOGRAFÍA        153

INTRODUCCIÓN

En un análisis de riesgos se aplican conocimientos de diversos módulos impartidos en la carrera de ingeniería química, que van desde la interpretación de propiedades fisicoquímicas de las sustancias manejadas, las condiciones de operación para poder determinar los dispositivos de seguridad necesarios, la instrumentación para controlar oportunamente desviaciones en condiciones de operación, la interpretación de diagramas de tubería e instrumentación, el conocimiento básico del funcionamiento de diversos equipos (bombas, tanques a presión, ductos, etc.) para determinar sus posibles fallas y el conocimiento de las propiedades de peligrosidad de las sustancias manejadas (toxicidad, inflamabilidad, etc.).

El objetivo del presente trabajo es mostrar como puede hacerse uso de estándares internacionales de seguridad para facilitar la elaboración de un análisis HAZOP en una plataforma marina de producción petrolera, básicamente las prácticas recomendadas por el Instituto Americano del Petróleo.

La idea principal radica en identificar previamente  los dispositivos mínimos de seguridad que debe tener cada componente de proceso y acudir a las reuniones de análisis con los nodos ya identificados, las posibles desviaciones que pueden presentarse en cada equipo y con propuestas de dispositivos de seguridad para evitar o mitigar los efectos de desviaciones en las variables de proceso que pudieran originar la liberación accidental incontrolada de materia o energía, es decir, derrames, fugas o explosiones.

La metodología de análisis planteada se utilizó para elaborar un análisis de riesgo en el complejo Nohoch Alfa, del Activo Cantarell, en el Golfo de México. Ya que el fin es plantear la metodología y no exponer el estudio realizado, sólo se presentan al final algunas de las tablas de análisis resultantes y algunos de los Diagramas de Tubería e Instrumentación empleados.

El capítulo I se plantea como una definición del marco conceptual en que se desarrolla el trabajo. Se explica que es el petróleo, que es un yacimiento petrolífero, que es una plataforma marina de producción petrolera, que es un estudio de riesgos y cual es su importancia.

En el capítulo II se exponen las regulaciones mexicanas y norteamericanas aplicables a un análisis de riesgos.

En el capítulo III se describen las metodologías de análisis de riesgos más ampliamente usadas (check list, what if?, árbol de fallas, etc.).

El capítulo IV se dedica explicar detalladamente el modo de realizar un análisis HAZOP, los requisitos documentales, de tiempo, de personal, formatos y variantes en el método.

En el capítulo V se presenta un análisis por componente de proceso presente en plataformas (líneas, intercambiadores de calor, recipientes a presión, compresores, bombas, etc.) en el que se identifican los eventos indeseables que pueden ocurrir en cada uno de ellos y los dispositivos de seguridad recomendados para evitar la ocurrencia de tales eventos. Al final se muestran algunas  tablas de resultados del análisis HAZOP realizado a la plataforma Nohoch Alfa en 1997 como parte del proyecto Cantarell.

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