探究化工工藝的風險識別和安全評價

趙國良

（潞安化工集團太原化工新材料有限公司，山西 太原 030021）

引言

煤化工是重要的化工分類，在煤化工生產(chǎn)中，使用煤作為原材料，應(yīng)用化學工藝處理原材料，根據(jù)生產(chǎn)要求進行氣化、液化或加工為固體燃料、化學品等?；すに噾?yīng)用是煤化工生產(chǎn)過程的核心環(huán)節(jié)，生產(chǎn)過程復雜，而且存在眾多風險因素。通過風險識別以及安全評價，可促進安全生產(chǎn)管理。

1 風險識別、安全評價在化工工藝中的意義

化工生產(chǎn)為高風險性生產(chǎn)活動，在生產(chǎn)過程中存在眾多風險環(huán)節(jié)和風險因素?；すに嚵鞒淌侵匾漠a(chǎn)品生產(chǎn)和加工階段，工藝質(zhì)量控制不僅影響最終產(chǎn)品質(zhì)量，而且影響生產(chǎn)人員安全。為促進安全生產(chǎn)，必須積極識別工藝風險，加強安全評價，促進工藝流程完善。通過有效識別風險和科學安全評價，可完善工藝環(huán)節(jié)，提升生產(chǎn)過程完善性，預(yù)防安全事故[1]。

2 風險識別方法

2.1 生產(chǎn)原料風險識別

在工藝應(yīng)用過程中，首先應(yīng)對原材料進行風險識別?；すに嚿a(chǎn)中涉及大量危險化學品，以及大量化學原材料等。這些生產(chǎn)材料有不同化學特性，部分材料具有腐蝕性或毒性，還有部分材料具有易燃易爆性質(zhì)。其中液化石油氣體危險性較高，該類物質(zhì)不僅易揮發(fā)，而且易燃易爆，對于存放、使用環(huán)境要求較高，必須嚴格控制材料所處環(huán)境溫度，否則極易膨脹或爆炸，造成財產(chǎn)或生命損失。此類物質(zhì)在化工生產(chǎn)中應(yīng)用價值較高，同時也比較危險，針對其特點，基于材料特殊性科學運輸、存儲和使用。

2.2 反應(yīng)過程風險識別

化工工藝反應(yīng)過程具有高風險性，在風險識別中需要分析判定其中風險因素，定位反應(yīng)過程不穩(wěn)定因素，識別高風險因素。反應(yīng)過程中通常會釋放大量熱能，危險性較大。通過技術(shù)優(yōu)化和發(fā)展，反應(yīng)過程風險也得到一定控制，但尚未發(fā)展至完全消除風險的水平。在此過程中，存在大量不穩(wěn)定因素，應(yīng)在風險識別中重點識別有害氣體釋放情況，以及識別燃爆風險。該類事故發(fā)生后常見合并化學污染，為降低風險，應(yīng)科學選用反應(yīng)設(shè)備，選擇優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)原料。此外，應(yīng)完善反應(yīng)過程工藝設(shè)計，制定應(yīng)急預(yù)案，提升污染防控能力和安全事故應(yīng)急處理能力。

在識別過程風險時，還應(yīng)結(jié)合工藝特點進行薄弱點風險監(jiān)控。費托合成即F-T 合成是煤化工生產(chǎn)中的重要工藝，利用此合成反應(yīng)可將煤轉(zhuǎn)化成燃料、化工產(chǎn)品，促進煤炭清潔利用。該合成技術(shù)可獲得高質(zhì)量化學品，以及制取燃油料等。在潔凈煤技術(shù)中，該技術(shù)具有重要應(yīng)用價值。在此基礎(chǔ)上加入費石分子篩，實現(xiàn)兩段固定床合成，即MFT 工藝，技術(shù)相對完善，在工業(yè)化生產(chǎn)中可行性較強，可對工藝過程進行選擇性控制。該工藝操作流程復雜度、使用成本較低，主要產(chǎn)出高質(zhì)量汽油。反應(yīng)器應(yīng)用中，應(yīng)重點預(yù)防局部過熱，以及保持催化劑活性，煤化工工藝應(yīng)用過程，如圖1所示。

圖1 煤化工工藝應(yīng)用過程

2.3 工藝設(shè)備風險識別

在進行工藝反應(yīng)時需要使用反應(yīng)設(shè)備，該類裝置性能不同，風險性也存在差異。所用設(shè)施設(shè)備需要在化學反應(yīng)過程中收集有害氣體、能量和控制反應(yīng)過程等。應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)需要合理選擇設(shè)備和部件等，結(jié)合設(shè)備性能進行精細化風險識別。在煤化工工藝設(shè)備管理中，風險性較高的環(huán)節(jié)是真空蒸餾反應(yīng)與催化裂化反應(yīng)，對于此類設(shè)備，應(yīng)強化操作精密度控制，以及進行壓力、溫度動態(tài)監(jiān)控等，避免能量泄漏。例如，在化學反應(yīng)中常用設(shè)備為氣化爐，氣化爐內(nèi)部反應(yīng)器為重要部件。在工藝操作中使用氣化爐時，可選擇不同類型的反應(yīng)器。在實際應(yīng)用中，設(shè)備煤容積氣化強度也存在顯著差異。部分反應(yīng)器與相關(guān)氣化強度指標，如表1 所示。

表1 反應(yīng)器及其煤容積氣化強度數(shù)據(jù)

2.4 材料傳輸風險識別

使用反應(yīng)裝置和原材料進行化學反應(yīng)時，原材料和反應(yīng)產(chǎn)生能量通過化工管道進行運輸傳送，促使化學反應(yīng)順利進行。傳輸環(huán)節(jié)風險識別中，應(yīng)注意化學材料腐蝕性對管道的影響，精準識別管道破損和材料泄漏風險，排除安全隱患。此外還應(yīng)觀察管道性能狀態(tài)變化，結(jié)合風險識別結(jié)果指導科學選擇管材，重點監(jiān)控管道高風險環(huán)節(jié)質(zhì)量，例如管道彎頭和接頭處等。

3 安全評價方法

3.1 材料評價

針對生產(chǎn)材料進行安全評價時，應(yīng)分析材料安全系數(shù)，評價材料在工藝操作中損傷性，以及應(yīng)與工藝生產(chǎn)需求一致?；瘜W反應(yīng)中，還應(yīng)評價材料是否可在反應(yīng)過程中充分反應(yīng)。安全評價時，應(yīng)了解材料性能和特性，明確其反應(yīng)活性，分析其反應(yīng)過程。綜合上述維度，做出全面評價。在安全評價中，應(yīng)對比生產(chǎn)標準分析材料質(zhì)量、生產(chǎn)活動風險性，以及促進生產(chǎn)材料得到高效利用。化工生活中所用材料種類繁多，不同材料具體評價維度存在差異，應(yīng)從材料質(zhì)量、運輸存放風險性、反應(yīng)過程風險性進行安全評價，有效加強材料安全應(yīng)用管理[3]。

3.2 生產(chǎn)設(shè)備評價

當前化工工藝設(shè)備應(yīng)用時，通常需要人工安裝，化學反應(yīng)過程通常也需要人工操作，在工藝應(yīng)用中，生產(chǎn)設(shè)備是必不可少的構(gòu)成部分，參與生產(chǎn)流程。為促進安全生產(chǎn)，避免在人工操作時設(shè)備發(fā)生故障等影響人員安全，應(yīng)對生產(chǎn)設(shè)備進行安全評價。在工藝應(yīng)用環(huán)節(jié)發(fā)生化學反應(yīng)時，主要分為間歇性反應(yīng)和持續(xù)性反應(yīng)兩種類型，在生產(chǎn)時需要根據(jù)實際需求選擇相應(yīng)反應(yīng)類型。應(yīng)根據(jù)反應(yīng)類型評價設(shè)備精確度，了解設(shè)備使用方法，綜合評價設(shè)備使用安全性。

3.3 防護設(shè)施評價

化工工藝應(yīng)用具有較高風險性，受到化學反應(yīng)影響，生產(chǎn)環(huán)境較易發(fā)生壓力或溫度變化，此種因素是影響工藝應(yīng)用安全的常見因素，可能傷害生產(chǎn)人員、造成生產(chǎn)事故等?；谏鲜霰尘埃谏a(chǎn)中評價防護設(shè)施安全性至關(guān)重要。例如，在評價防護工具的應(yīng)用安全性時，應(yīng)檢測其防護性和氣密性，明確防護設(shè)施抗風險等級。防護等級應(yīng)與工藝過程風險性相一致。風險性較高的工藝環(huán)節(jié)，應(yīng)同步增強防護等級，確保達到安全標準，保護人員安全。與此同時，還應(yīng)科學規(guī)劃安全防護方案，根據(jù)生產(chǎn)實際綜合評價安全性，采用先進安全管理手段、安全防護工具，構(gòu)建科學的應(yīng)急預(yù)案，促進全面安全管理。應(yīng)分析工藝流程風險性，加強重點環(huán)節(jié)監(jiān)控，例如應(yīng)評價分離和物質(zhì)混合順序科學性等，促進規(guī)范操作，加強分離中有害物質(zhì)防護和副反應(yīng)預(yù)防控制等。

4 結(jié)論

化工工藝全周期中風險性因素構(gòu)成復雜，分布于工藝過程各個階段。應(yīng)科學實施風險識別，對原材料、生產(chǎn)過程、反應(yīng)過程和材料傳輸過程進行精準風險識別，定位風險環(huán)節(jié)，排查風險因素。此外，應(yīng)對材料、設(shè)備和防護設(shè)施等加強安全評價，促進安全生產(chǎn)。