化工工藝過程危險因素辨識與管控措施探討

趙玖超(浙江泰鴿安全科技有限公司，浙江 杭州 310019)

0 引言

作為能源消耗行業的代表行業，化工行業日常生產所存在問題，主要體現在安全生產和能源浪費方面。在大力推行持續發展理念的當下，化工企業應將相關戰略融入日常生產，從安全生產的角度出發，基于常見危險因素，對現有技術、裝置進行升級，使自身具備持續發展的先決條件。

1 工藝設計常見危險因素說明

1.1 流程路線

化工產品進行生產的流程路線通常具有較為突出的復雜性及連續性，各流程的聯系十分密切，任意環節出現問題均會給整體過程產生影響，不僅發生安全事故的概率會有所增加，還會蒙受不必要的經濟損失。西太平洋公司(大連)曾發生過硫化氫中毒的事故，導致事故出現的原因，主要是工作人員沒有按照規定清洗換熱器管束，直接加入磷酸藥劑，在藥劑接觸到換熱器殼程所殘留硫化物后，生成大量硫化氫氣體[1]。綜上，相關人員應對化工生產所依托流程路線有全面且系統的了解，在準確辨識危險因素的前提下，提出相應的改善措施，保證各環節均可達到安全生產要求。

1.2 管道設計

化工生產往往要依托管道對固態、氣態和液態反應物料進行運輸，上述物料多為易燃或有毒物料，極易出現燃燒爆炸的問題，一旦發生泄漏，不僅會使環境被污染，還會增加安全事故出現概率，導致人員安全受到威脅。防城港化工廠所發生爆燃事故，其原因便是管道所運輸異辛烷、硫酸及石油氣泄漏，導致火災發生。而南京化工廠所發生爆炸事故的原因，同樣為管道泄漏，在拆遷塑料四廠時，有關人員沒有按照規定選擇適合的技術，導致丙烯管線破裂，大量丙烯與空氣混合，在遇到明火后引起爆炸。由此可見，對工藝設計相關工作而言，對管道進行安全設計十分重要，具體來說，就是以管道所運輸物料為依據，對其材質加以確定，綜合考慮管道材質、功能及用法，根據常見危險因素對隱患進行全面且系統的排查，保證管道可長期處于穩定、安全的運行狀態。

1.3 物料選用

化工生產所用物料的種類較多，若以物料危險性為依據，可將其分為腐蝕物料、易燃易爆物料和有毒物料。加之化工生產環境多為高溫、高壓環境，如果相關企業缺少系統且有效的防范方案，沒有做到以物料特點為依據，對在抗震、防火防爆和耐腐蝕等方面有突出表現的裝置加以使用，將增加跑冒漏滴問題發生的概率，進而造成中毒、爆炸或其他安全事故。除此之外，一線工人缺乏安全生產觀念，未能做到嚴謹操作，同樣會制約相關措施的貫徹落實，進而增加出現安全事故的概率。

1.4 反應裝置

眾所周知，化工生產往往要用到大量性能、特點和功能不同的裝置，保證反應發生完全，如果工作人員存在操作不合規的問題，將有較大概率導致安全事故出現。要想避免類似問題發生，關鍵是要做到以反應需求為依據，對現有裝置進行系統檢查和科學使用，嚴格按照規定方法操作反應裝置，對關鍵工藝和重要環節進行嚴格管控。事實證明，這樣做可使操作不當所造成安全事故的發生頻次得到有力控制。

2 如何有效管控安全危險因素

2.1 優化流程路線

對化工生產所用工藝進行提升，前提便是優化流程路線，促使化工生產朝著穩定且健康的方向前進。在開展相關工作時，以下內容需要引起重視：首先是調整供熱體系。化工生產所涉及各工藝的聯系往往十分緊密，常規供熱方式所能發揮作用有限，要想使生產所用設備和各環節所提出要求得到滿足，關鍵是要完善供熱體系，通過科學管控各環節的方式，使熱量作用得到充分發揮，化工生產所消耗能源、整體成本均可得到節約，這對工藝創新及行業發展有較為突出的意義。

其次是充分利用廢棄物。化工生產普遍伴隨著大量化學反應，不同化學反應的發生條件、生成的化學廢物均存在明顯差異，直接排放未經處理的廢棄物，將使環境受到嚴重污染，回收廢棄物，通過加工和處理的方式，對其進行二次利用，現實意義不言而喻[2]。

再次，促進化學反應。化學反應過程中可能存在溫度和壓強等方面的變化，同時其受到環境中不同因素的影響，使反應速度和效率發生改變。為提高化學反應工藝的實際效率，應加強對化學反應的控制，提高反應過程的質量和效率，使反應在可控范圍內，有效控制危險因素。

最后是科學使用變頻電動機。化工生產所用設備以電動設備為主，而電動設備的特點，主要是發動機轉速穩定，相關設備的不足則體現在兩個方面，分別是能源消耗量大、極易給環境造成污染，對變頻電動機加以使用，可保證生產頻率得到科學轉化，隨著能源損耗降低，生產效率將最大程度接近理想水平。

2.2 重視管道控制

對于化工生產而言，物料運輸不可避免，應減少通過公路運輸爆炸性化學品、劇(高)毒化學品或液化烴類易燃爆化學品，鼓勵增加化工園區內企業關聯度，形成上下游產業鏈，運輸管道化將是化工行業發展趨勢，要想使化工生產更加安全且高效，前提便是對管道進行嚴格控制，保證管道既有理想的安全性、實用性和經濟性，還有符合行業要求的穩定性、耐腐蝕性。在設計管道時，相關人員應做到合理選用管道材料，閥門、法蘭、彎頭、管道連接處等相對薄弱的位置所應用材料，不僅要具有理想質量，還要對力學及方位進行深入分析，保證以設計方案為依據所建設管道，可為化工生產提供有力支持，將物料泄漏或類似問題出現的概率降至最低，為人員安全提供保證。同時對管道的施工過程進行嚴格管理，化工管道大多屬于壓力管道，管道施工應由有資質的單位完成，利用標準化施工方式，對管道的各個部分進行安裝，嚴格按照管道工程的設計圖紙進行施工，確保管道安裝質量。管道安裝完畢后，應由有資質的單位進行壓力試驗、泄漏試驗及射線檢驗，確保其質量符合標準要求，有效降低物料輸送過程中危險故障的發生概率。在管道正式投入使用后，化工企業應派人對管道使用情況進行定期檢查，確保潛在問題可被及時發覺并得到處理，避免不必要事故發生，推動化工企業朝著安全生產的方向前進。

2.3 科學使用物料

化工生產往往要用到多種物料，化工原料的危險系數普遍較高，對環境要求極為嚴格，另外生產過程中間產物儲存條件，同樣要滿足諸多要求，只有切斷物料接觸外界環境的途徑，才能避免有化學反應發生，進而使事故發生率得到有效控制。由此可見，為保證生產工藝得到持續優化，關鍵是要做到對物料的使用嚴加控制，企業應選派專人負責對物料進行分析，根據物料化學及物理性能，選擇適合的保存方法，如實記錄安全隱患，使安全生產具有堅實基礎。

另外，還要避免生產環節出現不必要的污染物質，通過引入環保材料和節能技術的方式，從源頭遏制污染問題出現，使后續環節具備堅實基礎。從節能環保的角度出發，對物料進行科學選用，對化工企業、監管部門提出了相應要求，化工企業應保證所采購物料符合行業標準，為周圍環境、居民健康提供有力保護。監管部門應做到全過程監督，加大管控物料使用情況的力度，這樣做既能夠避免環境被污染，又可解決不達標產品進入市場的問題，使行業發展擁有穩定且持續的動力。同時應需要對物料的儲存問題進行管理和控制，物料存放應當分類、分堆、分組和分垛，嚴禁性質相互抵觸的物品混放，并留出必要的防火間距，否則一旦發生火災，即可能引發更大的事故。另外，儲存場所應保持清潔衛生，控制環境的溫濕度，避免物料在儲存過程中受熱、受潮發生變質情況，嚴格控制儲存和取用等過程，定期對儲存中的物料進行檢測，確保其符合化工工藝的需求標準，降低工藝中發生危險故障的可能性。

關于節能技術的應用，其目的主要是保證生產效率達到預期水平的前提下，避免能源浪費，使環境污染等問題得到有力控制。例如利用天然氣制氫時，相關企業便可充分利用甲烷和水蒸汽轉化基礎，通過提前處理天然氣的方式，通過控制溫度對各生產環節所排放污染物的總量加以控制，保證氫氣質量符合要求。

2.4 自動化控制系統

以工藝系統運行環境為背景，結合《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》(國家安監總局令第40號，國家安監總局第79號令修訂)、《關于印發首批重點監管的危險化學品安全措施和應急處置原則的通知》(安監總廳管三〔2011〕142號)、國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見(安監總管三〔2014〕116號)等相關規范要求，從防塵防毒、防火防爆、防腐蝕及防泄漏的角度出發，設置切實可行的安全措施，綜合考慮非正常工況、正常工況給生產工藝過程所造成影響，保證控制系統可取得理想效果。對化工企業而言，對反應裝置進行控制的關鍵點，主要涉及緊急切斷、事故排放、安全泄壓和連鎖防護等方面。為滿足生產工藝控制要求、提高產品質量及確保安全生產，應采用分散型控制系統(DCS)及安全儀表系統(SIS)對裝置、工藝流程進行集中監視、控制及安全保護。DCS系統負責整個工藝流程的控制和監視，裝置內復雜控制與批量控制在DCS中完成，并采用SIS系統獨立完成裝置的安全聯鎖和緊急停車功能。，只有以現行法律法規、標準規范為依據，對反應裝置及工藝流程設置自動化控制系統，才能避免不必要安全事故發生。

3 結語

通過上文的分析能夠看出，隨著認知水平的提高，優質生活已成為人們的主要追求。作為生活常用產品，化工產品的生產水平將給生活質量產生直接影響，社會各界對相關行業所提出要求均較過去更加嚴格。化工產品生產所用物料往往十分危險，要想做到安全且可靠的生產，關鍵是以準確識別危險因素為前提，對化工設備及系統進行升級，通過全過程自動化控制的方式，確保相關行業具備更接近理想水平的生產能力。