危險化學(xué)品安全管控形勢分析與科技發(fā)展對策

方 煜

(中國石化青島安全工程研究院，山東青島 266071)

化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，目前我國各類化學(xué)品生產(chǎn)量已接近全球總量的40%，每年新增危險化學(xué)品超過1 000種以上；截至2018年末，石油和化工行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)27 813家，全年增加值同比增長4.6%，主營業(yè)務(wù)收入12.4萬億元，同比增長13.6%，占全國規(guī)模工業(yè)主營收入的12.1%[1]。隨著國家繼續(xù)鼓勵外商投資，堅持發(fā)展高層次的開放型經(jīng)濟，未來我國生產(chǎn)的化學(xué)品量將會更高，生產(chǎn)主體組成趨向復(fù)雜。

1 危險化學(xué)品安全監(jiān)管面臨的形勢

1.1 存在發(fā)生重特大事故的風險

近年來化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展，一方面加劇了先進生產(chǎn)能力與落后生產(chǎn)能力并存的局面，其中點多面廣的中小微化工企業(yè)占了較大比重，這類企業(yè)分布于居民區(qū)等敏感區(qū)域附近，一旦發(fā)生事故，社會影響惡劣；另一方面，我國已形成上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)、南京化學(xué)工業(yè)區(qū)、惠州大亞灣石油化學(xué)工業(yè)區(qū)、廣東省茂名石化工業(yè)區(qū)等近480個化工園區(qū)，園區(qū)的規(guī)?；?、裝置的大型化等也給安全生產(chǎn)帶來極大挑戰(zhàn)；與此同時，我國已建成鎮(zhèn)海、舟山、大連、黃島、天津等多個國儲庫以及多個大型商儲庫，一批新的儲油儲氣庫相繼投入建設(shè)，大型罐區(qū)和庫區(qū)等重大危險源的安全保障成為重要命題，目前還缺乏極為有效可靠的安全保障能力。企業(yè)、園區(qū)、罐(庫)區(qū)高速發(fā)展引發(fā)的安全問題未得到有效解決，仍存在發(fā)生重特大事故的風險。

1.2 新興能源化工產(chǎn)業(yè)對安全生產(chǎn)提出新的要求

我國新興能源化工產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展給化學(xué)品安全帶來了新的問題，如頁巖氣的開發(fā)力度將不斷加大，天然氣的市場需求猛增，大規(guī)模的運輸，一大批新儲氣庫將相繼建設(shè)并投入運行，以天然氣為起點的碳一化學(xué)合成產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展；能源正在經(jīng)歷多元化轉(zhuǎn)變，特別是新能源的開發(fā)利用不斷深入，氫能利用的步伐不斷加快，對能源問題的應(yīng)對，也正在發(fā)生從“探尋能源”到“創(chuàng)造能源”的轉(zhuǎn)變，化學(xué)將逐步占據(jù)更大的歷史舞臺；人口增長、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、智能制造、城市化等因素影響，必將帶來化學(xué)品和材料需求的變化，新的化學(xué)品將不斷涌現(xiàn)，全生命周期的安全問題是必然面臨的重要挑戰(zhàn)。

1.3 新技術(shù)革命加速了產(chǎn)業(yè)迭代步伐

以信息網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能為代表的數(shù)字革命孕育興起，特別是5G、區(qū)塊鏈等技術(shù)將開啟萬物互聯(lián)、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的時代序幕，改變甚至重塑現(xiàn)行的生產(chǎn)和經(jīng)營模式，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)、運輸和使用等過程更加精準地控制[2]，推動危化品安全管控的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，成為大幅提升行業(yè)安全水平的新契機，借助信息化、智能化技術(shù)，提高化學(xué)品行業(yè)安全生產(chǎn)水平成為必然趨勢。

1.4 缺乏統(tǒng)一的危化品安全管控數(shù)據(jù)庫

我國的化學(xué)工業(yè)經(jīng)過多年來的發(fā)展，相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理仍十分欠缺，有效的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理機制尚未建立，危化品數(shù)據(jù)分散在各環(huán)節(jié)，尚未形成健全統(tǒng)一、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)，相關(guān)的數(shù)據(jù)庫也尚未建立。特別是國家層面危化品物性數(shù)據(jù)庫、危險工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、化工企業(yè)風險評估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等綜合性原創(chuàng)數(shù)據(jù)庫均呈欠缺狀態(tài)，不利于?；返挠行ПO(jiān)管。

1.5 ?；分靥卮蟀踩鹿蕬?yīng)急處置能力有待提升

近年來?；分靥卮笫鹿逝加邪l(fā)生，從江蘇響水“3·21”爆炸事故、河北張家口“11·28”爆燃事故、天津港“8·12”特大火災(zāi)爆炸事故來看，?；肥鹿示哂酗@著的外延性，往往從企業(yè)內(nèi)的危化品燃爆發(fā)展形成與城鎮(zhèn)、社會復(fù)雜耦合的巨災(zāi)事故。目前還缺乏對此類事故從事故觸發(fā)、孕育、發(fā)展及演化整個過程事故演化規(guī)律的系統(tǒng)性研究，針對重特大事故場景的偵、檢、洗、消、防等各方面技術(shù)和裝備能力與時代發(fā)展水平不相適應(yīng)，綜合應(yīng)急處置水平有待提升。

2 危險化學(xué)品安全科技發(fā)展存在的不足

?；钒踩且粋€復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)從風險評估、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急處置、綜合保障等不同層面，從基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、標準、裝備、平臺等多個方面構(gòu)建起強有力的系統(tǒng)化綜合保障技術(shù)體系[3]。經(jīng)過多年來的發(fā)展，危化品安全科技發(fā)展已取得了長足的進步，但也存在一定不足。

a)從危化品安全科技各個階段的發(fā)展情況看，目前還集中處于確保重大危險源等安全的階段，包括重點危險工藝、重大油氣儲運設(shè)施等安全保障，科技發(fā)展還多為突出問題導(dǎo)向，系統(tǒng)性和全面性有待提升，系統(tǒng)安全保護層亟待建立；本質(zhì)安全和智慧安全處于起步階段，特別是本質(zhì)安全工藝技術(shù)、本質(zhì)安全的裝備技術(shù)等，與國外技術(shù)水平及時代發(fā)展要求存在一定差距，需加快相關(guān)技術(shù)、裝備的研發(fā)工作步伐。

b)從?；钒踩煌瑢用娴陌l(fā)展情況看，風險評估方面，針對危險廢物、新化學(xué)品、新工藝、新能源開發(fā)利用等方面，新風險的研究不足，面向多災(zāi)耦合、重大事故及巨災(zāi)場景的風險評估理論發(fā)展相對滯后，相關(guān)的科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和算法模型構(gòu)建能力一定程度欠缺，適應(yīng)國情的風險評估手段和軟件系統(tǒng)工具自給率偏低[4]；監(jiān)測預(yù)警方面，基于人工智能、大數(shù)據(jù)的安全監(jiān)測預(yù)警理論研究尚不足，針對危化品全生命周期的智能監(jiān)檢測技術(shù)和裝備較為缺乏，相關(guān)科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后；應(yīng)急處置方面，圍繞多災(zāi)種耦合的事故演化規(guī)律研究尚不足，針對復(fù)雜事故場景的現(xiàn)場偵檢技術(shù)和裝備研究亟待加強，?；沸孤┤急鹿实膽?yīng)急消防技術(shù)需進一步提升；綜合保障方面，圍繞高危工藝的綜合安全保障技術(shù)以及儲罐區(qū)、儲油儲氣庫、長輸管道高后果區(qū)，安全綜合保障技術(shù)有待系統(tǒng)加強。

c)從危化品安全保障技術(shù)支撐體系的各個方面看，基礎(chǔ)理論方面，大尺度的燃爆基礎(chǔ)科學(xué)、化學(xué)反應(yīng)深層致災(zāi)機理、安全管理科學(xué)理論等方面的研究尚不足；關(guān)鍵技術(shù)方面，圍繞新興風險、未知風險的防范應(yīng)對技術(shù)以及安全信息化、智能化技術(shù)開發(fā)需要加快步伐；標準和規(guī)范方面，現(xiàn)有體系有待完善；裝備平臺方面，在一些先進、重大科技裝備研制及建設(shè)方面存在不足，科技平臺建設(shè)力度和發(fā)展水平有待提升；科技產(chǎn)業(yè)化方面，?；钒踩嚓P(guān)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展較為滯后。

3 危險化學(xué)品安全科技發(fā)展對策建議

3.1 開展關(guān)鍵技術(shù)和裝備研發(fā)

國家層面可考慮設(shè)立危險化學(xué)品重大科技專項，圍繞風險評估、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急救援、綜合保障等多個領(lǐng)域組織開展研究，系統(tǒng)防控化工與危險化學(xué)品行業(yè)的安全風險，通過整合應(yīng)用，建立示范工程，逐步輻射全域。開展危險工藝深層致災(zāi)機理、城市巨災(zāi)事故演化規(guī)律和理論、安全人工智能核心算法、大型燃爆基礎(chǔ)科學(xué)、新能源開發(fā)利用等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展新風險的研究，為關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和工程設(shè)計、應(yīng)急救援等提供科學(xué)依據(jù)；開展工藝本質(zhì)安全化技術(shù)、危險工藝的綜合保障技術(shù)、設(shè)備完整性管理與壽命預(yù)測技術(shù)、?；啡芷诎踩芸匦畔⒒悄芑夹g(shù)、高效應(yīng)急處置技術(shù)、氫能等新能源開發(fā)利用安全保障技術(shù)、化工園區(qū)/企業(yè)/裝置定量風險評估技術(shù)、大型罐區(qū)安全保障技術(shù)等的研究，解決安全管控的關(guān)鍵、難點問題。開展?；啡芷诎踩悄芨兄夹g(shù)與裝備、復(fù)雜場景危化品泄漏高效應(yīng)急處置裝備、大型火災(zāi)撲救裝備等的開發(fā)，大力提升安全管控及應(yīng)急救援能力和效率。

3.2 推動全面技術(shù)創(chuàng)新

針對當前面臨的形勢與行業(yè)安全健康可持續(xù)發(fā)展的長遠需求，應(yīng)重點考慮本質(zhì)安全、智能化安全技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)全面技術(shù)創(chuàng)新。借助新的過程強化技術(shù)，在新工藝設(shè)計開發(fā)、新能源利用等過程全面實現(xiàn)危險物料的替代、危險反應(yīng)條件的優(yōu)化、生產(chǎn)裝置的高可靠性等目標，促使能源化工生產(chǎn)向更加高效、安全的方向發(fā)展；開展萬物互聯(lián)背景下的感知技術(shù)和器件研究，滿足對化學(xué)品輕便、靈敏、快速、高效的檢測技術(shù)和裝備需求；隨著大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的進步，通過對生產(chǎn)過程工藝、設(shè)備、儀表運行大數(shù)據(jù)的管理與分析利用，有效推動生產(chǎn)過程智能化安全管控，實現(xiàn)工廠的智慧化管理；系統(tǒng)研究對新興技術(shù)未知安全風險的評估與管控，基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、模擬仿真、情景推演等技術(shù)構(gòu)建風險預(yù)測預(yù)判工具，確保新產(chǎn)業(yè)、新材料、新政策、新技術(shù)等不帶來無法承受或未認知的風險和災(zāi)難，實現(xiàn)對未知風險的預(yù)判以及災(zāi)難發(fā)生前的先兆事件的研究和關(guān)注。

3.3 推動科技平臺建設(shè)

圍繞危險化學(xué)品安全，國家及行業(yè)相關(guān)部門可支持并推動一批國家及行業(yè)層面安全科技創(chuàng)新平臺(如重點實驗室、技術(shù)創(chuàng)新中心、工程技術(shù)中心等)及?；繁O(jiān)管技術(shù)支撐平臺、科學(xué)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)；從項目、經(jīng)費、人才等方面加強已有科技平臺的建設(shè)運行支持力度；鼓勵相關(guān)學(xué)會、協(xié)會、技術(shù)聯(lián)盟的發(fā)展，推動行業(yè)技術(shù)交流和成果轉(zhuǎn)化推廣及應(yīng)用，為保障化學(xué)品行業(yè)的安全、健康及可持續(xù)發(fā)展提供相應(yīng)技術(shù)支持。

3.4 促進科技成果轉(zhuǎn)化推廣與產(chǎn)業(yè)化

相關(guān)部門可考慮進一步優(yōu)化實施先進科技成果推薦機制，加強已形成重大科技成果的推廣與應(yīng)用，助推建設(shè)一批科技示范企業(yè)，推進相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟的組建，鼓勵支持國家級的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心建設(shè)，逐步引導(dǎo)建立我國化學(xué)品安全產(chǎn)業(yè)體系，推動我國應(yīng)急科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4 結(jié)語

危險化學(xué)品事故已成為我國工業(yè)安全生產(chǎn)事故中的最主要形式，危險化學(xué)品安全已成為與社會安全、城鎮(zhèn)安全等相互交錯、耦合的復(fù)雜問題，是安全生產(chǎn)重中之重，迫切需要依靠科技手段系統(tǒng)提升化學(xué)品安全管控及應(yīng)急技術(shù)裝備水平，保障我國化學(xué)品工業(yè)安全、高質(zhì)量發(fā)展，促進我國由化學(xué)品制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變，推動我國化學(xué)工業(yè)工業(yè)邁向全球產(chǎn)業(yè)價值鏈中高端，支撐國家經(jīng)濟社會又快又好發(fā)展。