过程安全技术

过程安全技术

一、化学品生产过程安全控制技术

要保证危险化学品生产过程安全，必须以相关科学知识为基础，通过系统科学地分析过程与装置的危险性，以国家和地方法律、法规或标准为准则，制定严格的企业标准、规范或操作规程，确保工艺装置的正确操作和管理。特别是要借鉴已发生过的类似事故案例，避免重复发生同类生产事故。

对于大型危险化学品生产企业，由于经济实力的原因，其工艺、设备的设计安全性可靠，工艺设备操作人员和管理人员技术素质较好，企业安全管理水平较高，所以这类企业发生安全生产事故的风险性较低。安全生产事故风险性较大的是那些规模较小的企业，其安全生产技术和措施较差，特别是这样的企业一般因经济的原因工艺较简陋。几平很少采用先进的安全措施和控制技术，生产和管理人员素质较低，因而是安全事故高发单位，也是政府安全生产监管部门应重点监督部位。

要保证危险化学品生产过程安全，选择安全性相对较高的生产工艺路线是根本，这包括安全的工艺路线和高性能的安全保证措施。其次是生产过程管理，包括正确、精心的过程操作，特别是开停车过程管理和意外事故的紧急处理，力争做到大事变小。 小事变了。

化工装置一般集成了化工.、机械、控制及管理多学科技术，因而生产过程的安全性要从这些方面总体考虑。一般在危险化学品生产过程要采取的安全控制技术主要包括以下几方面∶

（1）工艺过程方面。从工艺过程方面采取的安全控制技术主要是通过评价工艺过程、物料、反应、操作条件的危险性。研究应采取的安全对策。涉及的主要是化工工艺和仪表专业。考虑到的安全措施内容主要包括∶

①工艺过程的安全性;

②物料危险性评价;

③反应危险性;

④反应失控的抑制;

⑤设定参数检测点;

⑥判定发生火灾、爆炸的条件;

⑦评价操作条件产生的危险性;

⑧判断外部环境条件产生的危险性;

⑨单元设备的安全性。

（2）过程设备方面。从过程设备方面采取的安全控制技术主要是通过合理选择设备的材质、结构，设定承受负荷、载荷的设计值及相应采用的安全措施来保证生产过程的安全性。涉及的专业主要是过程装备和土建。考虑到的安全措施内容主要包括;

① 材质（耐应力性、耐高低温能力、耐腐蚀性、耐疲劳性、耐电化学腐蚀性、耐氢蚀性、耐火性能、隔音性能等）;

② 结构安全性;

③强度安全性;

④抗风、抗震标准;

⑤标准等级。

（3）控制仪表方面。该方面主要研究测量和控制偏差产生的危险性及相应对策，主要涉及仪表控制和化工工艺专业。考虑到的安全措施内容主要包括：

① 测量仪表;

② 防止误操作措施（联锁控制等）;

③安全仪表;

④计算机系统。

（4）操作运行方面。研究防止操作过程中发生意外事件引起灾害的控制措施，主要涉及化工工艺、过程装备、仪表电器和土木建筑专业。考虑到的安全措施内容主要包括：

① 紧急输送设备;

②防空系统（如火炬等）;

③排水、排油系统;

④动力紧急停供措施（保安电力、蒸汽、冷却水等）;

⑤防止杂质混入措施;

⑥防止以外泄漏等措施。

（5）安全防护方面。这一方面主要研究出现安全事故时的控制和减灾对策。该方面涉及化工工艺、仪表、电器、建筑、安全等诸多方面。考虑到的安全措施内容主要包括;

①厂区安全布置;

②选择泄压装置的性能和正确地安装使用（包括安全阀、防爆板，密封材料、过流量防止器、阻火器等）;

③惰性气体注入设备; 

④爆炸抑制装置或措施; 

⑤气体检测报警装置;

⑥通风措施及装置;

⑦确定危险区和电器防爆等级; 

⑧防静电措施;

⑨避雷措施与设备;

⑩装置内安全管理（动火管理等）;

⑪耐火结构;

⑫ 防油、防液堤;

⑬紧急断流装置;

⑭防火、防爆墙;

⑮防火、灭火设备;

⑯紧急通信设备；

⑰ 安全避难措施。

在诸多的安全控制技术中，建厂时的工艺选择和厂区布置及安全措施是保证运行安全的最根本条件，严格的安全管理制度和高水平的操作技术是装置安全运行的根本保证。

二、危险化学品生产安全的发展趋势

随着人类社会进入21 世纪，一方面，社会和经济的发展对危险化学品的生产和使用来越广泛，单一产品的规模不断扩大;另一方面，人们对危险化学品的危害性认识不断加深，对环境保护和卫生健康的标准要求不断提高。

世界范围内对危险化学品的使用和生产不可避免，而解决这种需求与安全之间矛盾的一办法就是加强危险化学品的安全管理和不断提高危险化学品生产技术的安全性，从而达到安全生产和安全使用的目的。危险化学品生产安全的总的发展趋势是∶采用更安全的生产技术，实施更科学严格的法规，建立更广泛的全球一体化合作机制。

我国近三十多年来经济的持续高速发展为全国乃至世界人民的生活水平的提高作出了巨大贡献，这样一个高速发展的经济社会必然导致对危险化学品使用和生产的巨大需求。由于我国还处于发展中国家的技术水平，危险化学品的安全生产技术和管理水平还相对比较落后。另一方面，人们对危险化学品的危害认识还处于较低的水平，往往只从经济利益考虑而忽略对安全、健康和环境要求，同时一些发达国家将高污染高危险的化学品的生产转移到类似中国这样的发展中国家，同样加剧了这些国家的危险化学品的危害程度。

随着我国经济社会的不断发展。 人们对经济和社会的健康、协调和可持续发展的认识和需求不断提高，北京作为社会经济综合发展水平相对较高的大型城市，其对危险化学品生产、使用和经营的监督管理水平处于全国前列，但是相对于建设国际化城市的标准，继续提升对危险化学品的生产监督管理水平十分必要也是十分紧迫的。

近年来，在党和政府的领导下，各职能部门的协同努力下，全国危险化学品安全生产工.作取得了显著成绩，科学地制定了一系列危险化学品安全生产管理规范，开展了危险化学品从业单位安全质量标准化活动，进一步提高了从业单位的安全生产管理水平，危险化学品安全生产状况总体趋向好转。但是，从保障人民生命财产安全、维护首都社会稳定及保持北京良好的国际形象，建立先进科学完备的危险化学品安全生产技术支撑体系，对危险化学品安全生产监管和事故正确处置十分必要。

从世界范围来看，责任与关怀是危险化学品业界为加强安全、健康与环境保护而自愿采取的管理体系，它包括危险化学品的生产、销售、储运、回收、废弃处置的各个环节，强调要有员工、客户、供应商、社区公众的共同参与。责任与关怀有五大要素，即指导原则、管理原则、自我评价、业内互助、与社区共同参与。责任与关怀的最终目标是实现"零污染排放、零人员伤亡、零财产损失"，从而保持经济可持续发展。

一个事故的发生必然有它产生的原因。根据事故致因理论，事故的直接原因是人的不安全行为与物的不安全状态，因此防止危险化学品生产安全事故，提高危险化学品生产企业的安全性。应从人和物两个方面着手。作为政府监管部门，就是要加强安全法制化建设，加强企业生产活动监管，加强安全培训教育，提高本质安全可靠性等等。

危险化学品生产安全是一个系统工程，根据MMEM（ Man-Machine-Environment-Management）系统理论，任何事故都是由于"人、机、环境和管理"要素（图3-3）的不匹配、相互作用而造成的出乎人们意料的和不希望发生的事件。要避免和减少事故发生，就必须有效控制和协调人、机、环境和管理之间的关系，并事先采取有效措施进行预防。

任何生产安全系统的基本要素是由人、机、环境和管理构成的，如图 3-3 所示。其中，a区为人-机关系区，表现为机对人的安全影响、人能熟练掌握机的操作技能; b 区为人-环境关系区，表现为环境对人的安全影响、人要适应和改善作业环境;c 区为机-环境关系区，表现为环境对机的安全影响、机要适应并保护环境;d 区为人-机-环境综合关系区，是事故的多发区域和安全控制的重点区域。

管理要素则通过对安全事务的计划、组织、领导和监控，实现对管理体系自身的控制和使用该体系对人、机、环境要素的控制，并用法律、技术、规范、标准、程序和方法充分地覆盖人、机、环境要素及各关系区。

依据 MMEM 理论，可以从"管理"系统的安全性和技术层面"人-机-环境"系统的安全性两方面进行危害因素的识别和控制，从而实现对生产系统的安全控制。

1."管理"系统的安全性

从"管理"系统的安全性来说，存在的安全事故风险主要包括安全生产管理体系不健全;管理方法不完善;安全技术不完备。预防这类事故的基本措施包括∶

（1）建立健全安全生产管理体系，完善管理方法，并根据实际情况不断修订完善，提高可操作性。

当前，职业安全健康体系（OSHMS）、安全健康环保体系（HSE）、化学品分类及标记全球协调制度（GHS）等一些先进的管理方法和规则正在世界范围内受到认可，并与企业的形象、市场竞争力具有前所未有的密切关系。安全管理正朝着安全、健康，环境、质量一体化的方向发展。我国政府对此也发布了相关的国家标准，成立了相应的体系认证机构，这对全方位地提高化工企业的安全管理水平，保障从业人员的安全健康发挥了巨大的推动作用。危险化学品生产企业必须进一步加强对员工进行相关知识的教育培训、使得他们不断更新观念，及时掌握新知识、新方法，使他们的综合安全素质持续不断地提高。努力杜绝人的不安全行为，从而推动安全生产的稳步前进。

（2）大力加强技术和安全教育培训，提高人的技术水平和安全素质，提高人的行为安全性。要不断强化人员培训，培养高素质的员工。要搞好安全，既要熟悉生产。掌握特殊的生产知识，又要具备系统的安全知识，二者缺一不可。既不能让管理人员只懂安全，不懂生产，也不能让操作人员只懂生产，不懂安全。要做到这些，就必须对相关人员进行分专业、有层次的系统培训，这是消除人的不安全因素的重要途径。

实行安全生产责任制，运用管理方法和各项规章制度约束人的行为，防止和减少人为失误、"三违"现象。建立事故责任追究制度，对违反动火作业、高处作业、进设备作业等直接作业环节安全管理制度和规定的人员，从重处罚并追究相关人员的刑事责任。

（3）加强硬件建设，提高设备、工艺本质安全程度

硬件安全是保证生产安全的根本保证。对于安全生产监管部门，其主要责任不是对危险化学品生产企业建设阶段进行监管，而是监管企业的生产过程。

这一阶段的主要任务是要针对企业生产过程的不安全因素，监督、督促企业不断改进设备质。以此提高设备的安全可靠性;不断开发应用安全防护设施，提高事故的防范控制能力; 对于中小型化工企业，更应加速技术改造，在设备操作上加强密闭化、机械化和集中控制。增强防护设施，使操作人员脱离不良的劳动环境。监督企业将安全设施、职业病防治设施投资纳入工艺设备改造预算。

要大力借鉴、开发、应用安全新技术。如对于大型化工企业的安全问题，首先要考虑设备和控制技术的可靠性，而当前设备故障诊断技术发展很快，如断裂力学在评价压力容器寿命方面的应用，机械零部件失效分析，振动监测、声发射技术测定容器裂纹的发展，易燃易爆及有害气体自动报警装置，以及本质安全、自动防故障技术在加强控制系统可靠性方面的应用等，都是保障设备和工艺安全运转的重要手段，应在生产实践中加强引进、 吸收和推广。

化工生产过程的计算机控制系统是随着计算机软硬件发展而开发出来的程序控制系统，目前主要的计算机控制系统类型包括集散控制系统（DCS）、可编程序控制器（PLC）和现场总线控制系统（FCS）。这些先进的控制系统配合以先进的控制元件为危险化学品的生产安全提供了可靠的保障，特别是近年来FCS 技术发展迅速，化工装置的操作安全性大大提高。

（4）积极开展安全评估

安全管理中一项重要基础工作是安全评价。危险性具有潜在性质，在一定条件下它可以发展成为事故，但也可以采取措施抑制它的发展，新技术的采用也可能带来新的危险性。所以辨识危险性已构成一个十分重要的问题，在危险性辨识的基础上，对危险性进行定性和定量评价，并根据评价结果采取优化的安全措施，使安全管理上升一个新台阶。当前，我国政府十分重视安全评价工作，一是从法律上提出了明确的要求，发布了一系列的评价规范、标准，初步建立起了安全评价的法规、标准体系;二是各地依法成立了安全评价中介机构，为开展安全评价提供了组织保障;三是对评价人员依法进行资格培训，有效保证了安全评价工作的质量。

目前流行的安全评价方法很多，其中主要有安全检查表法（Safety Checklist Analysis，SCA）、危险指数方法（Risk Rank，RR）、预先危险分析方法（Preliminary Hazard Analysis，PHA）、故障假设分析方法（What…If，WI）、危险与可操作性分析方法（Hazard and Opera- bility Sudy，HAZOP）以及故障类型和影响分析法（Failure Model Effect Analysis，FMEA）。

2."人-机-环境"系统的安全性

"人-机-环境"系统是影响危险化学品企业安全生产的直接原因，它反映着生产系统中存在的固有危险性。其中，人、机、环境三个要素中的任一要素出现问题，都会导致安全事件，因此分别对人、机、环境的不安全因素识别分析并采取有效措施进行防范，便可控制或消除危险，提高"人-机-环境"系统的安全可靠性。

（1）人的因素

人的因素是影响安全生产最直接、最主要的因素，主要表现为安全意识淡薄、知识技能低下、身体状况不佳等。预防措施包括∶加强教育培训，提高人的文化和技术素质;加强安全文化建设，提高职工安全责任意识;提供职工职业卫生保障条件和标准，注意劳逸结合，定期组织职工体检。

（2）机的因素

机的因素，也是影响安全生产的重要因素，主要表现为设备性能不良、设备磨损老化、安全设施缺陷等。

预防此类事故的措施包括∶ 严把工程质量关，从设计、采购、制造、安装几个环节层层严格把关，保障工程本质安全。加强设备维护保养，定期进行设备故障检测，确保设备完好备用;加强对设备的安全检查和监督，发现问题及时解决;建立统一的设备状态评价和退役标准，对"低、老、坏"设备及时进行改造或淘汰，确保安全设施有效可靠。

（3）环境因素

环境因素是影响安全生产的客观因素，它会影响人的行为，对机械设备产生一定的作用。环境因素。主要表现为作业场所混乱、自然环境恶劣以及偶发的自然灾害。

这类事故的预防措施包括∶开展"5S"活动，改善作业环境。5S 管理源于日本，是整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seiketsu）和修身（Shitsuke）这五个词的缩写。遇恶劣天气时提前通知，做好预防。完善应急预案的编制和演练。针对不同季节的气候特点制定措施确保安全生产。

对于偶发的自然灾害，要提前制定预案，采取必要的预防措施。

应急管理部目前正在推行的危险化学品企业安全生产标准化工作是从安全系统的各个环节全面预防危险化学品生产事故发生的重要举措，这项工作的意义重大，通过实施安全标准化，能够使企业各部门、生产岗位、作业环节的安全工作和各种设备、设施、环境等，达到和保持安全生产的条件和标准，使企业生产始终处于良好的安全运行状态。