化工工藝安全評價與控制

孫志軍，劉術(shù)敬，曾美婷，朱 鵬

(1.通標標準技術(shù)服務(青島)有限公司，山東 青島 266101；2.上海應用技術(shù)大學 城建學院，上海 201418)

近年來，化工事故造成了重大的人員傷亡及經(jīng)濟損失?；な鹿释l(fā)一系列連續(xù)性爆炸，造成更大的傷亡。歸其原因，都是由一些違規(guī)操作所引起，為此安全評價在化工企業(yè)中是預防化工事故的重要方法。作為企業(yè)的EHS人員，對該企業(yè)的安全評價及風險控制是現(xiàn)代化工企業(yè)管理的重中之重。現(xiàn)如今化工生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模日趨龐大，生產(chǎn)裝置更為復雜和系統(tǒng)，并呈生產(chǎn)過程高度連續(xù)、操作系統(tǒng)復雜和自動化程度高生產(chǎn)過程危險性較大等特點，并且多家化工企業(yè)連續(xù)緊密排布。在化工生產(chǎn)活動中危險化學品的儲存、生產(chǎn)和使用存在著較多的危險因素；如化學性危險因素：易燃易爆性物質(zhì)：易燃易爆性氣體、易燃易爆性液體、易燃易爆性固體、易燃易爆性粉塵與氣溶膠、其它易燃易爆性物質(zhì)；自燃性物質(zhì)；有毒物質(zhì)：有毒氣體、有毒液體、有毒固體、有毒粉塵與氣溶膠、其它有毒物質(zhì)；腐蝕性物質(zhì)：腐蝕性氣體、腐蝕性液體、腐蝕性固體、其它腐蝕性物質(zhì)及其他化學性危險、有害因素。因此，及時識別和排除企業(yè)在生產(chǎn)過程中的危險因素，可以有效的避免事故的發(fā)生。

1 工藝風險評價

1.1 評價小組

化工評價小組應該從實際角度出發(fā)，作為化工安全的第一執(zhí)行者，其綜合素質(zhì)直接影響著化工安全評價的精準性。對于這一問題，應該重視化工安全評價小組的隊伍建設(shè)，特別是綜合素質(zhì)以及專業(yè)度方面。因此，首先，為實現(xiàn)評價過程的專業(yè)化，應該在每個工藝流程部門、車間成立風險評價組，分別對本單位作業(yè)活動、設(shè)備設(shè)施進行風險評價[1-3]。部門負責人擔任組長，班組長為成員，帶領(lǐng)全體員工開展風險評價工作，同時成立安全監(jiān)察小組，小組組長為權(quán)威的安全評價專家，副組長為廠區(qū)負責人，評審結(jié)果和意見對全體員工公開，進行整改。其次，應強化對于工藝安全評價人員的培訓力度，制定出具有針對性的培訓方案，同時還要完善人員培訓內(nèi)容體系，將廠區(qū)工藝安全評價準則，評價方法，評價內(nèi)容，現(xiàn)代化評價技術(shù)等作為主要培訓內(nèi)容，從而保證受訓人員的綜合素質(zhì)水平能夠得到有效地提升，并滿足各項化工工藝安全評價工作的需求[4-5]。

1.2 評價內(nèi)容及方法

工藝風險評價過程中可以采取多種評價方法，主要分為定性評價方法、半定量評價方法和定量評價三種，在實際的情況中，具體采用什么方法需要根據(jù)所分析的目的決定，，通常情況下定性分析用于危險和事故場景的辨識，并判斷出此行為及狀態(tài)是否為可容忍；風險等級的評定可以用半定量評價，對于更為復雜的生產(chǎn)環(huán)境以及操作設(shè)備可以采用定量評價的方法，其評價結(jié)果可以用于風險決策和風險比較。由于該企業(yè)還處于工藝裝置建設(shè)階段，因此本次評價過程中主要采用安全檢查表法和HAZOP(危險與可操作性分析)的定性評價方法以及LOPA的半定量評價法。

對于處于建設(shè)階段的工藝項目，通常情況下需要采用定性方法進行風險識別與初步的評估，因此首先根據(jù)安全生產(chǎn)相關(guān)法律法規(guī)、園區(qū)安全管理制度、廠區(qū)專業(yè)技術(shù)標準以及不同工廠的設(shè)備來制定相應的安全檢查表，對將要實施的設(shè)備及或操作流程進行預測和評估，以此來推斷建設(shè)項目在運行期間可能存在的缺陷、疏漏、隱患，同時運用HAZOP分析法根據(jù)安全檢查表中列出的評價內(nèi)容以及評價部位，結(jié)合廠區(qū)工藝裝置設(shè)計文件來辨識工藝缺陷、工藝過程危險及操作性問題；結(jié)合兩種方法評價結(jié)果提出裝置在建設(shè)及運行期間應注意的問題。

對于生產(chǎn)過程中的特定較為繁瑣復雜的評價部分，采用定性評價方法已經(jīng)不能達到預期效果。例如本質(zhì)安全設(shè)計，基本過程控制系統(tǒng)以及物理保護裝置的評價，對于這些設(shè)備我們采用LOPA評估方法，LOPA分析是一種特殊的事件樹分析形式，通常使用初始事件后果嚴重程度和初始事件減緩后的頻率大小(數(shù)量級)近似表征場景的風險。LOPA中的保護層可以類比于事件樹的分支[7]。與事件樹一樣，LOPA可以計算不期望事件的頻率，如式(1)和圖1，在化工行業(yè)中典型的保護層包括本質(zhì)安全設(shè)計、基本過程控制系統(tǒng)、關(guān)鍵報警與人員干預、安全儀表功能、物理保護(安全閥等)、泄漏后的物理保護、工廠應急響應和社區(qū)應急響應等八重保護。因此我們可以通過LOPA分析方法來評估化工生產(chǎn)裝置在設(shè)計階段是否加入保護裝置，且對于特定工藝生產(chǎn)場景，現(xiàn)有的保護層是否滿足IPL的要求。

圖1 LOPA保護層分析方法示意圖

1.3 現(xiàn)代化安全評價技術(shù)

隨著我國科學技術(shù)水平的不斷提升，諸多新型的信息化管理設(shè)備逐漸的出現(xiàn)在了人們的視野當中，并且在我國各行各業(yè)當中得到了廣泛的應用[8]。在這種情況下，在經(jīng)費充足的情況下，我們也應重視化工工藝安全評價技術(shù)的革新，有效地應用信息化評價技術(shù)。為此，首先根據(jù)現(xiàn)運用信息化安全評價技術(shù)對化工工藝的安全性進行量化分析，通過信息化設(shè)備準確有效地計算出各類工藝的具體安全指數(shù)，從而保證相關(guān)的操作人員能夠直觀的了解到該項工藝的安全性情況[5]。其次，應該有效地利用計算機設(shè)備模擬出該項工藝的流程，將各項工藝的參數(shù)輸入到模擬面板當中，通過觀察模擬工藝流程來預估出該項工藝可能出現(xiàn)的風險問題以及安全性情況，對于一些具有較強風險的環(huán)節(jié)制定出具有針對性的解決措施，從而有效地提升化工工藝的安全性，進而提升各項化工資源的有效利用率。

2 風險識別與控制

化工工藝是指化工原材料經(jīng)過一系列化學反應以后，轉(zhuǎn)變?yōu)樾庐a(chǎn)品的化學流程，縱觀間苯二銨的生產(chǎn)流程，主要包括原料處理、化學反應、產(chǎn)品精加工三個方面的工作內(nèi)容，其中每個工作環(huán)節(jié)都要利用特定的設(shè)備操作，并在特定的環(huán)境中展開處理及優(yōu)化。因此對該廠區(qū)的風險識別主要從作業(yè)過程風險識別以及設(shè)備風險識別兩個方面進行。

2.1 作業(yè)風險識別

表1 苯二胺生產(chǎn)作業(yè)過程中可能存在的危險因素

作業(yè)風險分析是指從作業(yè)活動清單中選定一項作業(yè)活動，將作業(yè)活動分解為若干個相連的工作步驟，識別每個工作步驟潛在危害因素，然后通過風險評價，判定風險等級，制訂控制措施[9]。以苯二胺生產(chǎn)企業(yè)為例，在苯二胺生產(chǎn)過程中主要涉及配制、硝化、脫亞硝、脫溶作業(yè)崗位極包裝崗位，具體生產(chǎn)作業(yè)過程中可能存在的危險因素如表1，評價過程中可以根據(jù)下表中危險因素潛在部位進行重點評估，由下表可知在間苯二胺的生產(chǎn)過程中容易發(fā)生火災、爆炸、中毒等重大事故，因此為避免作業(yè)過程中發(fā)生事故，應該從根源上及人的因素采取控制措施，具體管理措施如下：

(1)建立健全安全管理體系，加強安全管理制度制定與落實。

(2)強化人員的安全教育與培訓，通過宣傳、教育、演練、活動等不斷提高安全意識和安全管理水平。

(3)做好隱患排查治理工作，加強檢查與考核，以此規(guī)范操作行為，對于重點的生產(chǎn)工藝、消防和報警器等設(shè)備，應建立日?；蚨ㄆ诎踩珯z查制度。杜絕違章作業(yè)，克服麻痹大意帶來的安全隱患。

(4)建立事故應急救援管理體系，并做到定期演練。因此采取的主要控制措施是加強員工的安全教育與監(jiān)督管理，發(fā)揮每個生產(chǎn)過程中負責人的領(lǐng)導作用，加強管理監(jiān)督力度，強化員工安全意識，確保安全防護用具的佩戴；同時參照設(shè)備操作規(guī)程規(guī)范進行作業(yè)，避免誤操作情況的發(fā)生，從而避免人的失誤造成的人員傷亡。

2.2 設(shè)備風險識別

設(shè)備風險識別主要是針對塔類、換熱器、儲罐類、機泵類、電氣類等重大設(shè)備進行風險識別與控制，在這些設(shè)備中主要存在的危險因素為設(shè)備閥門損壞、自動控制系統(tǒng)失靈、反應異常出現(xiàn)高溫高壓、設(shè)備老化機能下降以及由于人的誤操作而導致的設(shè)備性能異常。因此采取的主要控制措施為：

2.2.1 從設(shè)備運行周期控制設(shè)備安全

主要包括設(shè)備周期的安裝、控制和運行。從這三個不同的階段保障設(shè)備的運行周期的安全。具體要從化工企業(yè)的實際出法，不同的化工企業(yè)設(shè)備、運行周期不同，設(shè)備的結(jié)構(gòu)、選材、設(shè)計、加工過程和操作過程也有較大差異，所以為保證設(shè)備運行周期的安全應該從多方面入手，保證各個環(huán)節(jié)都處在絕對安全的狀態(tài)。

2.2.2 加強設(shè)備運行過程中的檢測

加強對設(shè)備運行過程中的檢測和診斷，主要檢測設(shè)別是否有運行異常，是否有設(shè)備腐蝕、氣體或液體泄露等，對所出現(xiàn)的問題進行分析、總結(jié)；并記錄備案。分析同類行業(yè)所出現(xiàn)的此類問題的解決方案或應急預案，并及時準備解決方案。

2.2.3 危化品的自動化管理

加強?；返淖詣踊芾?，存儲?；返膱鏊鶓O(shè)置空氣流量檢測儀，濕度溫度檢測儀，以及有毒有害氣體檢測儀；將所有的檢測儀制成聯(lián)動系統(tǒng)；當有較大數(shù)據(jù)變動時系統(tǒng)會自動報警并通知檢測人員，以便于及時處置。

3 結(jié)論

在化工企業(yè)當中存在較多的危險因素，因此進風險識別和安全檢查是十分重要的，化工生產(chǎn)企業(yè)中危險因素較多，設(shè)備也較為復雜，因此對化工工藝進行安全評價是非常必要的；它可以幫助降低風險和事故發(fā)生的頻率，對于保證化工生產(chǎn)安全具有十分重要的作用。與此同時，它是一項較為系統(tǒng)和復雜的工作，需要實際操作人員具有較高的專業(yè)基礎(chǔ)和科學的方法以及一定的實際操作經(jīng)驗和高度的責任心才能妥善的完成此項工作。