化工工藝安全設計危險因素辨識與管控措施

牛傳星

（四川省化工設計院，四川成都 610000）

化工行業屬于我國經濟發展支柱行業，其密切影響國民經濟形勢，隨著我國居民消費能力的整體提高，也帶動了化工行業的迅猛發展。但值得注意的是，化工生產使用的原料、輔料、容積、機械設備設置、最終產品中多數屬于危險化學品，再加之生產過程受到諸多因素影響，危險品極易釀成安全事故，對企業、地區均可能造成嚴重影響。近年我國已相近發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”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故、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計中未切實排除危險因素[1]。這為我國化工行業敲響了警鐘，提示化工工藝設計人員應當靈活運用安全知識辨識危險因素，強化控制與管理措施，才可確保化工生產安全性，提高生產效率與質量。

1 化工工藝安全設計概念與危險因素辨識的重要性

化工工藝安全設計是從系統安全的思想出發，根據化工原料的物化性質、存放數量、危險等級等，設計一系列物理或化學變化過程將特定原料加工轉化為產品的技術路線，同時根據管道工藝、化工反應裝置、安全儀表等需求對技術路線進行優化。由于化工行業工程量龐大，其需要較大的生產規模，而其中往往潛藏著諸多安全隱患與危險因素，可引發安全事故，造成人員與經濟損失[2]。這就要求化工工藝設計人員在滿足化工生產正常需求的前提下，充分考慮化工原料性質，對會影響化工生產過程的危險化學品嚴格管控，同時對工藝生產過程中可能引發風險的物料、中間產品、輔料、催化劑、化工產品予以安全監測，根據不同危險等級設置防火、防爆等安全設施，做好安全管控工作，以此排除工藝生產中的危險因素或將其管控在可接受范圍內，從而確保整體生產工作的安全性，降低對周圍環境的不良影響，將可持續發展理念貫徹落實到化工工藝生產過程中。

2 化工工藝安全設計中的危險因素辨識

2.1 化工工藝安全設計中物料相關危害因素辨識

化工生產中使用的化工原料與產品種類繁雜，其中具有危險性的物料較多，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、抗震等生產設備，或安裝質量不達標，則容易發生“跑、冒、滴、漏”等問題，引發爆炸或者中毒等安全事故。另外，若設計人員安全生產意識不足，操作嚴謹性不夠，就會加大安全防范措施的落實難度，導致安全事故發生率增加。響水“3.21”特別重大爆炸事故經調查，就是長期貯存危險廢物導致自燃引發爆炸。天津港“8.12”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故經過調查，也是與物料保存不當有關，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，因為操作不當導致包裝破損，硝化棉散落，其中濕潤劑揮發散失，正值夏季高溫，加速分解反應，產生大量熱量而不散，硝化棉達到自燃溫度，從而發生自燃。因此這就要求對化工工藝安全設計中的各類化工原料性質與物化特性進行正確識別，全面辨識其危險性，嚴格把控各個流程的工藝質量，才能確?；どa工作安全且高效運行。

2.2 化工工藝安全設計中流程路線相關危害因素辨識

化工生產流程路線以極強的連續性與復雜性為典型特點，各流程之間密切相關，任何一個環節受滯都會影響整體生產過程，使企業蒙受巨大經濟損失的同時，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，清洗作業人員未按照清洗方案對換熱器管束進行清洗，導致磷酸等藥劑加入時，與換熱器殼程中硫化物反應產生硫化氫氣體，致使工作人員中毒身亡。由此可見，設計人員完整掌握整個化工工藝生產流程路線非常關鍵，應對流程中的危險因素進行辨識與改善，確保各環節符合安全要求。

2.3 化工工藝安全設計中化工反應裝置相關危害因素辨識

化工生產需要眾多功能、性能要求與特點均不同的化工裝置，一旦化工生產中生產人員操作不當則可能引發安全事故。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定檢修，造成氯乙烯氣柜卡頓、傾斜，并發生泄漏，而操作人員未能發現氣柜問題，按常規長做調大壓縮機回流，造成氣柜進入氣量加大，氯乙烯泄漏，遇火源發生爆炸。而內蒙古東興化工“4.24”化工爆炸事故中，也是驟遇強大暴風，而操作人員未按規定全面檢修，未探測氣柜卡頓問題，仍按常規方式操作，致氯乙烯沖破環形水封泄漏，擴散至低洼處遇火源出現事故。從上述案例可以看出，設計人員需要根據化工工藝反應需求，科學合理地檢查、使用化工反應裝置，正確辨識各類裝置的危害因素，遵循操作規程使用設備，嚴格管控化工工藝過程關鍵點，才可避免因實際操作引發的安全事件。

2.4 化工工藝安全設計中管道相關危害因素辨識

化工生產需要使用管道運輸氣態、液態、固態各種狀態的反應物料，但此類物料多具有易燃易爆、強堿或強酸特性，若發生泄漏一方面污染環境，另一方面可能造成安全事故，引起人員傷亡，對企業造成財產損失[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，引發火災。南京化工廠“7.28”爆炸事故亦是因管道泄漏而起，拆遷公司違規對南京塑料四廠廠區進行拆遷，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，遇明火發生爆炸。因此工藝設計中應當強調管道設計，根據管道運送情況科學選擇適宜性質的管道。同時設計人員需要掌握不同管道的正確用法、材質與功能要求，辨識各種管道的危害因素，做好隱患排查工作，確保工藝生產工作中化工裝置得以安全穩定運行。

3 化工工藝安全設計中危險因素的管控措施

3.1 科學合理地選擇工藝系統與化工設備

首先，針對整個工藝系統，應當嚴格遵循規定，設置全面的防火、防爆、防毒、防塵、防泄漏、防腐蝕等措施，強化正常工況與非正常工況下的危險物料控制，如安全泄壓、事故排放、連鎖防護、緊急切斷等[5]?？稍诨すに囋O計過程中引入自動控制系統，如DCS集散控制系統，其可以集中控制，亦可以分散管理各個過程控制點，適應各種控制要求。其次，關于常用設備，以壓力容器為例，其多應用于各類高溫、高壓、高腐蝕性、深冷等生產環境中，且其需要盛裝危害性較高的化學介質或液化氣體，需嚴格按照相關法律、法規與標準規范對容器進行加工制造[6]。另外針對管道，其質量取決于管道材料，而運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，除考慮材料經濟性、安全性與實用性外，耐腐蝕性與可加工性亦是重點考慮因素。

3.2 建立健全化工工藝安全設計管理體系

完善當前管理體系是降低化工生產危險性的關鍵舉措，設計人員在進行生產設計作業時，需基于國家化工安全生產標準進行設計，同時要求設計人員準確把握物料特性、工藝流程路線、化工反應裝置特點、管道運送情況等，合理辨識其中危險因素，綜合考慮化工生產效率，相應改進設計方案。若生產過程出現安全事故或突發事件，在調整設計方案時，也應當遵循相關流程，在經過專業討論后，最終擬定具體的調整方案，以確保整個化工生產工作科學合理開展，為生產作業提供安全保障。

3.3 加強安全生產中危險因素的監管力度

安全監管是識別并排除危險因素的保險措施，企業需組織全體員工參與安全培訓，學習了解化工工藝中的危險因素與可能造成的危害，幫助其樹立安全意識，同時學習工藝流程標準操作與規范，在生產工作中嚴格要求自己，減少不安全行為，避免設備處于不安全狀態。另外，企業應根據安全生產配備專職的安全管理人員，對生產人員工作情況進行監管，根據實際情況設計安全事故應急預案，并定期組織全體員工進行安全演練。

4 結束語

近年我國人民群眾對生活品質越來越注重，化工類產品作為日常生活必需品，工藝生產水平的高低直接影響人民群眾的生活質量，這就對化工行業提出了更高要求。但由于化工原料與產品具有一定危險性，為確保生產安全，就需要在化工工藝安全設計中對物料、流程路線、化工裝置、管道等危險因素進行識別，在此基礎上，改進現有工藝系統，更新化工設備，完善管理體系并加強監管制度，才可顯著提高化工行業生產能力，促進化工行業可持續發展。