化工工藝過程危險因素辨識與管控措施探討

趙玖超(浙江泰鴿安全科技有限公司，浙江 杭州 310019)

0 引言

作為能源消耗行業(yè)的代表行業(yè)，化工行業(yè)日常生產(chǎn)所存在問題，主要體現(xiàn)在安全生產(chǎn)和能源浪費方面。在大力推行持續(xù)發(fā)展理念的當下，化工企業(yè)應將相關戰(zhàn)略融入日常生產(chǎn)，從安全生產(chǎn)的角度出發(fā)，基于常見危險因素，對現(xiàn)有技術、裝置進行升級，使自身具備持續(xù)發(fā)展的先決條件。

1 工藝設計常見危險因素說明

1.1 流程路線

化工產(chǎn)品進行生產(chǎn)的流程路線通常具有較為突出的復雜性及連續(xù)性，各流程的聯(lián)系十分密切，任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均會給整體過程產(chǎn)生影響，不僅發(fā)生安全事故的概率會有所增加，還會蒙受不必要的經(jīng)濟損失。西太平洋公司(大連)曾發(fā)生過硫化氫中毒的事故，導致事故出現(xiàn)的原因，主要是工作人員沒有按照規(guī)定清洗換熱器管束，直接加入磷酸藥劑，在藥劑接觸到換熱器殼程所殘留硫化物后，生成大量硫化氫氣體[1]。綜上，相關人員應對化工生產(chǎn)所依托流程路線有全面且系統(tǒng)的了解，在準確辨識危險因素的前提下，提出相應的改善措施，保證各環(huán)節(jié)均可達到安全生產(chǎn)要求。

1.2 管道設計

化工生產(chǎn)往往要依托管道對固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)反應物料進行運輸，上述物料多為易燃或有毒物料，極易出現(xiàn)燃燒爆炸的問題，一旦發(fā)生泄漏，不僅會使環(huán)境被污染，還會增加安全事故出現(xiàn)概率，導致人員安全受到威脅。防城港化工廠所發(fā)生爆燃事故，其原因便是管道所運輸異辛烷、硫酸及石油氣泄漏，導致火災發(fā)生。而南京化工廠所發(fā)生爆炸事故的原因，同樣為管道泄漏，在拆遷塑料四廠時，有關人員沒有按照規(guī)定選擇適合的技術，導致丙烯管線破裂，大量丙烯與空氣混合，在遇到明火后引起爆炸。由此可見，對工藝設計相關工作而言，對管道進行安全設計十分重要，具體來說，就是以管道所運輸物料為依據(jù)，對其材質(zhì)加以確定，綜合考慮管道材質(zhì)、功能及用法，根據(jù)常見危險因素對隱患進行全面且系統(tǒng)的排查，保證管道可長期處于穩(wěn)定、安全的運行狀態(tài)。

1.3 物料選用

化工生產(chǎn)所用物料的種類較多，若以物料危險性為依據(jù)，可將其分為腐蝕物料、易燃易爆物料和有毒物料。加之化工生產(chǎn)環(huán)境多為高溫、高壓環(huán)境，如果相關企業(yè)缺少系統(tǒng)且有效的防范方案，沒有做到以物料特點為依據(jù)，對在抗震、防火防爆和耐腐蝕等方面有突出表現(xiàn)的裝置加以使用，將增加跑冒漏滴問題發(fā)生的概率，進而造成中毒、爆炸或其他安全事故。除此之外，一線工人缺乏安全生產(chǎn)觀念，未能做到嚴謹操作，同樣會制約相關措施的貫徹落實，進而增加出現(xiàn)安全事故的概率。

1.4 反應裝置

眾所周知，化工生產(chǎn)往往要用到大量性能、特點和功能不同的裝置，保證反應發(fā)生完全，如果工作人員存在操作不合規(guī)的問題，將有較大概率導致安全事故出現(xiàn)。要想避免類似問題發(fā)生，關鍵是要做到以反應需求為依據(jù)，對現(xiàn)有裝置進行系統(tǒng)檢查和科學使用，嚴格按照規(guī)定方法操作反應裝置，對關鍵工藝和重要環(huán)節(jié)進行嚴格管控。事實證明，這樣做可使操作不當所造成安全事故的發(fā)生頻次得到有力控制。

2 如何有效管控安全危險因素

2.1 優(yōu)化流程路線

對化工生產(chǎn)所用工藝進行提升，前提便是優(yōu)化流程路線，促使化工生產(chǎn)朝著穩(wěn)定且健康的方向前進。在開展相關工作時，以下內(nèi)容需要引起重視：首先是調(diào)整供熱體系。化工生產(chǎn)所涉及各工藝的聯(lián)系往往十分緊密，常規(guī)供熱方式所能發(fā)揮作用有限，要想使生產(chǎn)所用設備和各環(huán)節(jié)所提出要求得到滿足，關鍵是要完善供熱體系，通過科學管控各環(huán)節(jié)的方式，使熱量作用得到充分發(fā)揮，化工生產(chǎn)所消耗能源、整體成本均可得到節(jié)約，這對工藝創(chuàng)新及行業(yè)發(fā)展有較為突出的意義。

其次是充分利用廢棄物?；どa(chǎn)普遍伴隨著大量化學反應，不同化學反應的發(fā)生條件、生成的化學廢物均存在明顯差異，直接排放未經(jīng)處理的廢棄物，將使環(huán)境受到嚴重污染，回收廢棄物，通過加工和處理的方式，對其進行二次利用，現(xiàn)實意義不言而喻[2]。

再次，促進化學反應?；瘜W反應過程中可能存在溫度和壓強等方面的變化，同時其受到環(huán)境中不同因素的影響，使反應速度和效率發(fā)生改變。為提高化學反應工藝的實際效率，應加強對化學反應的控制，提高反應過程的質(zhì)量和效率，使反應在可控范圍內(nèi)，有效控制危險因素。

最后是科學使用變頻電動機?；どa(chǎn)所用設備以電動設備為主，而電動設備的特點，主要是發(fā)動機轉速穩(wěn)定，相關設備的不足則體現(xiàn)在兩個方面，分別是能源消耗量大、極易給環(huán)境造成污染，對變頻電動機加以使用，可保證生產(chǎn)頻率得到科學轉化，隨著能源損耗降低，生產(chǎn)效率將最大程度接近理想水平。

2.2 重視管道控制

對于化工生產(chǎn)而言，物料運輸不可避免，應減少通過公路運輸爆炸性化學品、劇(高)毒化學品或液化烴類易燃爆化學品，鼓勵增加化工園區(qū)內(nèi)企業(yè)關聯(lián)度，形成上下游產(chǎn)業(yè)鏈，運輸管道化將是化工行業(yè)發(fā)展趨勢，要想使化工生產(chǎn)更加安全且高效，前提便是對管道進行嚴格控制，保證管道既有理想的安全性、實用性和經(jīng)濟性，還有符合行業(yè)要求的穩(wěn)定性、耐腐蝕性。在設計管道時，相關人員應做到合理選用管道材料，閥門、法蘭、彎頭、管道連接處等相對薄弱的位置所應用材料，不僅要具有理想質(zhì)量，還要對力學及方位進行深入分析，保證以設計方案為依據(jù)所建設管道，可為化工生產(chǎn)提供有力支持，將物料泄漏或類似問題出現(xiàn)的概率降至最低，為人員安全提供保證。同時對管道的施工過程進行嚴格管理，化工管道大多屬于壓力管道，管道施工應由有資質(zhì)的單位完成，利用標準化施工方式，對管道的各個部分進行安裝，嚴格按照管道工程的設計圖紙進行施工，確保管道安裝質(zhì)量。管道安裝完畢后，應由有資質(zhì)的單位進行壓力試驗、泄漏試驗及射線檢驗，確保其質(zhì)量符合標準要求，有效降低物料輸送過程中危險故障的發(fā)生概率。在管道正式投入使用后，化工企業(yè)應派人對管道使用情況進行定期檢查，確保潛在問題可被及時發(fā)覺并得到處理，避免不必要事故發(fā)生，推動化工企業(yè)朝著安全生產(chǎn)的方向前進。

2.3 科學使用物料

化工生產(chǎn)往往要用到多種物料，化工原料的危險系數(shù)普遍較高，對環(huán)境要求極為嚴格，另外生產(chǎn)過程中間產(chǎn)物儲存條件，同樣要滿足諸多要求，只有切斷物料接觸外界環(huán)境的途徑，才能避免有化學反應發(fā)生，進而使事故發(fā)生率得到有效控制。由此可見，為保證生產(chǎn)工藝得到持續(xù)優(yōu)化，關鍵是要做到對物料的使用嚴加控制，企業(yè)應選派專人負責對物料進行分析，根據(jù)物料化學及物理性能，選擇適合的保存方法，如實記錄安全隱患，使安全生產(chǎn)具有堅實基礎。

另外，還要避免生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)不必要的污染物質(zhì)，通過引入環(huán)保材料和節(jié)能技術的方式，從源頭遏制污染問題出現(xiàn)，使后續(xù)環(huán)節(jié)具備堅實基礎。從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，對物料進行科學選用，對化工企業(yè)、監(jiān)管部門提出了相應要求，化工企業(yè)應保證所采購物料符合行業(yè)標準，為周圍環(huán)境、居民健康提供有力保護。監(jiān)管部門應做到全過程監(jiān)督，加大管控物料使用情況的力度，這樣做既能夠避免環(huán)境被污染，又可解決不達標產(chǎn)品進入市場的問題，使行業(yè)發(fā)展擁有穩(wěn)定且持續(xù)的動力。同時應需要對物料的儲存問題進行管理和控制，物料存放應當分類、分堆、分組和分垛，嚴禁性質(zhì)相互抵觸的物品混放，并留出必要的防火間距，否則一旦發(fā)生火災，即可能引發(fā)更大的事故。另外，儲存場所應保持清潔衛(wèi)生，控制環(huán)境的溫濕度，避免物料在儲存過程中受熱、受潮發(fā)生變質(zhì)情況，嚴格控制儲存和取用等過程，定期對儲存中的物料進行檢測，確保其符合化工工藝的需求標準，降低工藝中發(fā)生危險故障的可能性。

關于節(jié)能技術的應用，其目的主要是保證生產(chǎn)效率達到預期水平的前提下，避免能源浪費，使環(huán)境污染等問題得到有力控制。例如利用天然氣制氫時，相關企業(yè)便可充分利用甲烷和水蒸汽轉化基礎，通過提前處理天然氣的方式，通過控制溫度對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)所排放污染物的總量加以控制，保證氫氣質(zhì)量符合要求。

2.4 自動化控制系統(tǒng)

以工藝系統(tǒng)運行環(huán)境為背景，結合《危險化學品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(國家安監(jiān)總局令第40號，國家安監(jiān)總局第79號令修訂)、《關于印發(fā)首批重點監(jiān)管的危險化學品安全措施和應急處置原則的通知》(安監(jiān)總廳管三〔2011〕142號)、國家安全監(jiān)管總局關于加強化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導意見(安監(jiān)總管三〔2014〕116號)等相關規(guī)范要求，從防塵防毒、防火防爆、防腐蝕及防泄漏的角度出發(fā)，設置切實可行的安全措施，綜合考慮非正常工況、正常工況給生產(chǎn)工藝過程所造成影響，保證控制系統(tǒng)可取得理想效果。對化工企業(yè)而言，對反應裝置進行控制的關鍵點，主要涉及緊急切斷、事故排放、安全泄壓和連鎖防護等方面。為滿足生產(chǎn)工藝控制要求、提高產(chǎn)品質(zhì)量及確保安全生產(chǎn)，應采用分散型控制系統(tǒng)(DCS)及安全儀表系統(tǒng)(SIS)對裝置、工藝流程進行集中監(jiān)視、控制及安全保護。DCS系統(tǒng)負責整個工藝流程的控制和監(jiān)視，裝置內(nèi)復雜控制與批量控制在DCS中完成，并采用SIS系統(tǒng)獨立完成裝置的安全聯(lián)鎖和緊急停車功能。，只有以現(xiàn)行法律法規(guī)、標準規(guī)范為依據(jù)，對反應裝置及工藝流程設置自動化控制系統(tǒng)，才能避免不必要安全事故發(fā)生。

3 結語

通過上文的分析能夠看出，隨著認知水平的提高，優(yōu)質(zhì)生活已成為人們的主要追求。作為生活常用產(chǎn)品，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)水平將給生活質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，社會各界對相關行業(yè)所提出要求均較過去更加嚴格?；ぎa(chǎn)品生產(chǎn)所用物料往往十分危險，要想做到安全且可靠的生產(chǎn)，關鍵是以準確識別危險因素為前提，對化工設備及系統(tǒng)進行升級，通過全過程自動化控制的方式，確保相關行業(yè)具備更接近理想水平的生產(chǎn)能力。