化工工藝安全設(shè)計(jì)危險(xiǎn)因素辨識與管控措施

牛傳星

（四川省化工設(shè)計(jì)院，四川成都 610000）

化工行業(yè)屬于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱行業(yè)，其密切影響國民經(jīng)濟(jì)形勢，隨著我國居民消費(fèi)能力的整體提高，也帶動了化工行業(yè)的迅猛發(fā)展。但值得注意的是，化工生產(chǎn)使用的原料、輔料、容積、機(jī)械設(shè)備設(shè)置、最終產(chǎn)品中多數(shù)屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，再加之生產(chǎn)過程受到諸多因素影響，危險(xiǎn)品極易釀成安全事故，對企業(yè)、地區(qū)均可能造成嚴(yán)重影響。近年我國已相近發(fā)生多起化工重大事故，如響水“3.21”特別重大爆炸事故、天津港“8.12”瑞海公司危險(xiǎn)品倉庫特別重大火災(zāi)爆炸事故、盛華化工“11.28”重大爆燃事故，而此類事故無一例外是化工安全設(shè)計(jì)中未切實(shí)排除危險(xiǎn)因素[1]。這為我國化工行業(yè)敲響了警鐘，提示化工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)靈活運(yùn)用安全知識辨識危險(xiǎn)因素，強(qiáng)化控制與管理措施，才可確?；どa(chǎn)安全性，提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

1 化工工藝安全設(shè)計(jì)概念與危險(xiǎn)因素辨識的重要性

化工工藝安全設(shè)計(jì)是從系統(tǒng)安全的思想出發(fā)，根據(jù)化工原料的物化性質(zhì)、存放數(shù)量、危險(xiǎn)等級等，設(shè)計(jì)一系列物理或化學(xué)變化過程將特定原料加工轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的技術(shù)路線，同時(shí)根據(jù)管道工藝、化工反應(yīng)裝置、安全儀表等需求對技術(shù)路線進(jìn)行優(yōu)化。由于化工行業(yè)工程量龐大，其需要較大的生產(chǎn)規(guī)模，而其中往往潛藏著諸多安全隱患與危險(xiǎn)因素，可引發(fā)安全事故，造成人員與經(jīng)濟(jì)損失[2]。這就要求化工工藝設(shè)計(jì)人員在滿足化工生產(chǎn)正常需求的前提下，充分考慮化工原料性質(zhì)，對會影響化工生產(chǎn)過程的危險(xiǎn)化學(xué)品嚴(yán)格管控，同時(shí)對工藝生產(chǎn)過程中可能引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的物料、中間產(chǎn)品、輔料、催化劑、化工產(chǎn)品予以安全監(jiān)測，根據(jù)不同危險(xiǎn)等級設(shè)置防火、防爆等安全設(shè)施，做好安全管控工作，以此排除工藝生產(chǎn)中的危險(xiǎn)因素或?qū)⑵涔芸卦诳山邮芊秶鷥?nèi)，從而確保整體生產(chǎn)工作的安全性，降低對周圍環(huán)境的不良影響，將可持續(xù)發(fā)展理念貫徹落實(shí)到化工工藝生產(chǎn)過程中。

2 化工工藝安全設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)因素辨識

2.1 化工工藝安全設(shè)計(jì)中物料相關(guān)危害因素辨識

化工生產(chǎn)中使用的化工原料與產(chǎn)品種類繁雜，其中具有危險(xiǎn)性的物料較多，可分為易燃易爆性、有毒性、腐蝕性三類[3]。此類物料工藝流程多繁瑣，且化工工藝生產(chǎn)需要高壓或高溫條件，若安全防范措施不到位，未基于物料特性采用防火防爆、耐高溫、耐腐蝕、抗震等生產(chǎn)設(shè)備，或安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則容易發(fā)生“跑、冒、滴、漏”等問題，引發(fā)爆炸或者中毒等安全事故。另外，若設(shè)計(jì)人員安全生產(chǎn)意識不足，操作嚴(yán)謹(jǐn)性不夠，就會加大安全防范措施的落實(shí)難度，導(dǎo)致安全事故發(fā)生率增加。響水“3.21”特別重大爆炸事故經(jīng)調(diào)查，就是長期貯存危險(xiǎn)廢物導(dǎo)致自燃引發(fā)爆炸。天津港“8.12”瑞海公司危險(xiǎn)品倉庫特別重大火災(zāi)爆炸事故經(jīng)過調(diào)查，也是與物料保存不當(dāng)有關(guān)，工廠購入的硝化棉屬于半成品，將濕潤劑改為乙醇，制成硝化棉酒棉，以人工包裝裝入塑料袋，且不采用熱塑封口，在裝卸過程中，因?yàn)椴僮鞑划?dāng)導(dǎo)致包裝破損，硝化棉散落，其中濕潤劑揮發(fā)散失，正值夏季高溫，加速分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量熱量而不散，硝化棉達(dá)到自燃溫度，從而發(fā)生自燃。因此這就要求對化工工藝安全設(shè)計(jì)中的各類化工原料性質(zhì)與物化特性進(jìn)行正確識別，全面辨識其危險(xiǎn)性，嚴(yán)格把控各個(gè)流程的工藝質(zhì)量，才能確?；どa(chǎn)工作安全且高效運(yùn)行。

2.2 化工工藝安全設(shè)計(jì)中流程路線相關(guān)危害因素辨識

化工生產(chǎn)流程路線以極強(qiáng)的連續(xù)性與復(fù)雜性為典型特點(diǎn)，各流程之間密切相關(guān)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)受滯都會影響整體生產(chǎn)過程，使企業(yè)蒙受巨大經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也會招致安全事故。大連西太平洋石油化工有限公司“11.18”硫化氫中毒事故中，清洗作業(yè)人員未按照清洗方案對換熱器管束進(jìn)行清洗，導(dǎo)致磷酸等藥劑加入時(shí)，與換熱器殼程中硫化物反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫氣體，致使工作人員中毒身亡。由此可見，設(shè)計(jì)人員完整掌握整個(gè)化工工藝生產(chǎn)流程路線非常關(guān)鍵，應(yīng)對流程中的危險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識與改善，確保各環(huán)節(jié)符合安全要求。

2.3 化工工藝安全設(shè)計(jì)中化工反應(yīng)裝置相關(guān)危害因素辨識

化工生產(chǎn)需要眾多功能、性能要求與特點(diǎn)均不同的化工裝置，一旦化工生產(chǎn)中生產(chǎn)人員操作不當(dāng)則可能引發(fā)安全事故。在盛華化工“11.28”重大爆燃事故中，即因聚氯乙烯車間的氯乙烯氣柜未按規(guī)定檢修，造成氯乙烯氣柜卡頓、傾斜，并發(fā)生泄漏，而操作人員未能發(fā)現(xiàn)氣柜問題，按常規(guī)長做調(diào)大壓縮機(jī)回流，造成氣柜進(jìn)入氣量加大，氯乙烯泄漏，遇火源發(fā)生爆炸。而內(nèi)蒙古東興化工“4.24”化工爆炸事故中，也是驟遇強(qiáng)大暴風(fēng)，而操作人員未按規(guī)定全面檢修，未探測氣柜卡頓問題，仍按常規(guī)方式操作，致氯乙烯沖破環(huán)形水封泄漏，擴(kuò)散至低洼處遇火源出現(xiàn)事故。從上述案例可以看出，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)化工工藝反應(yīng)需求，科學(xué)合理地檢查、使用化工反應(yīng)裝置，正確辨識各類裝置的危害因素，遵循操作規(guī)程使用設(shè)備，嚴(yán)格管控化工工藝過程關(guān)鍵點(diǎn)，才可避免因?qū)嶋H操作引發(fā)的安全事件。

2.4 化工工藝安全設(shè)計(jì)中管道相關(guān)危害因素辨識

化工生產(chǎn)需要使用管道運(yùn)輸氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)各種狀態(tài)的反應(yīng)物料，但此類物料多具有易燃易爆、強(qiáng)堿或強(qiáng)酸特性，若發(fā)生泄漏一方面污染環(huán)境，另一方面可能造成安全事故，引起人員傷亡，對企業(yè)造成財(cái)產(chǎn)損失[4]。防城港化工廠“4.17”爆燃事故中，即因管道泄漏造成硫酸、石油氣、異辛烷混合物等燃燒物泄漏，引發(fā)火災(zāi)。南京化工廠“7.28”爆炸事故亦是因管道泄漏而起，拆遷公司違規(guī)對南京塑料四廠廠區(qū)進(jìn)行拆遷，碰裂地下丙烯管線，造成丙烯泄漏，混合空氣形成爆炸性混合物，遇明火發(fā)生爆炸。因此工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)管道設(shè)計(jì)，根據(jù)管道運(yùn)送情況科學(xué)選擇適宜性質(zhì)的管道。同時(shí)設(shè)計(jì)人員需要掌握不同管道的正確用法、材質(zhì)與功能要求，辨識各種管道的危害因素，做好隱患排查工作，確保工藝生產(chǎn)工作中化工裝置得以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 化工工藝安全設(shè)計(jì)中危險(xiǎn)因素的管控措施

3.1 科學(xué)合理地選擇工藝系統(tǒng)與化工設(shè)備

首先，針對整個(gè)工藝系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循規(guī)定，設(shè)置全面的防火、防爆、防毒、防塵、防泄漏、防腐蝕等措施，強(qiáng)化正常工況與非正常工況下的危險(xiǎn)物料控制，如安全泄壓、事故排放、連鎖防護(hù)、緊急切斷等[5]?？稍诨すに囋O(shè)計(jì)過程中引入自動控制系統(tǒng)，如DCS集散控制系統(tǒng)，其可以集中控制，亦可以分散管理各個(gè)過程控制點(diǎn)，適應(yīng)各種控制要求。其次，關(guān)于常用設(shè)備，以壓力容器為例，其多應(yīng)用于各類高溫、高壓、高腐蝕性、深冷等生產(chǎn)環(huán)境中，且其需要盛裝危害性較高的化學(xué)介質(zhì)或液化氣體，需嚴(yán)格按照相關(guān)法律、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對容器進(jìn)行加工制造[6]。另外針對管道，其質(zhì)量取決于管道材料，而運(yùn)送的物料多具有爆炸性、易燃性、腐蝕性，因此在選擇管道材料時(shí)，除考慮材料經(jīng)濟(jì)性、安全性與實(shí)用性外，耐腐蝕性與可加工性亦是重點(diǎn)考慮因素。

3.2 建立健全化工工藝安全設(shè)計(jì)管理體系

完善當(dāng)前管理體系是降低化工生產(chǎn)危險(xiǎn)性的關(guān)鍵舉措，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，需基于國家化工安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要求設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確把握物料特性、工藝流程路線、化工反應(yīng)裝置特點(diǎn)、管道運(yùn)送情況等，合理辨識其中危險(xiǎn)因素，綜合考慮化工生產(chǎn)效率，相應(yīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。若生產(chǎn)過程出現(xiàn)安全事故或突發(fā)事件，在調(diào)整設(shè)計(jì)方案時(shí)，也應(yīng)當(dāng)遵循相關(guān)流程，在經(jīng)過專業(yè)討論后，最終擬定具體的調(diào)整方案，以確保整個(gè)化工生產(chǎn)工作科學(xué)合理開展，為生產(chǎn)作業(yè)提供安全保障。

3.3 加強(qiáng)安全生產(chǎn)中危險(xiǎn)因素的監(jiān)管力度

安全監(jiān)管是識別并排除危險(xiǎn)因素的保險(xiǎn)措施，企業(yè)需組織全體員工參與安全培訓(xùn)，學(xué)習(xí)了解化工工藝中的危險(xiǎn)因素與可能造成的危害，幫助其樹立安全意識，同時(shí)學(xué)習(xí)工藝流程標(biāo)準(zhǔn)操作與規(guī)范，在生產(chǎn)工作中嚴(yán)格要求自己，減少不安全行為，避免設(shè)備處于不安全狀態(tài)。另外，企業(yè)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)配備專職的安全管理人員，對生產(chǎn)人員工作情況進(jìn)行監(jiān)管，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)安全事故應(yīng)急預(yù)案，并定期組織全體員工進(jìn)行安全演練。

4 結(jié)束語

近年我國人民群眾對生活品質(zhì)越來越注重，化工類產(chǎn)品作為日常生活必需品，工藝生產(chǎn)水平的高低直接影響人民群眾的生活質(zhì)量，這就對化工行業(yè)提出了更高要求。但由于化工原料與產(chǎn)品具有一定危險(xiǎn)性，為確保生產(chǎn)安全，就需要在化工工藝安全設(shè)計(jì)中對物料、流程路線、化工裝置、管道等危險(xiǎn)因素進(jìn)行識別，在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)現(xiàn)有工藝系統(tǒng)，更新化工設(shè)備，完善管理體系并加強(qiáng)監(jiān)管制度，才可顯著提高化工行業(yè)生產(chǎn)能力，促進(jìn)化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。