化工工藝的風險識別與安全評價研究

鄒昌鍇

（江西通安安全評價有限公司，江西 九江 332000）

0 引言

近些年，化工行業的快速發展，化工工藝反應的復雜程度也越來越高，這使得國家針對化工工藝生產風險控制提出了更高要求。為了保證安全生產，許多化工企業開始優化工藝反應的風險識別及安全評價機制，加大科研力度，迎接新時代發展的重要挑戰。借助于有效的風險識別和科學的安全評價手段，能夠進一步完善化工工藝環節，完善生產流程，降低安全事故的發生概率，對于企業長期發展也有著重要意義。

1 化工工藝的風險識別關鍵要點

1.1 化工工藝風險識別主要內容與風險等級劃分

化工工藝風險識別基于各類企業生產要求的不同，其危險源也略有不同，但大體識別的內容可以劃分為液化氣體、爆炸品、有害物體、壓縮盤、自燃固體以及易爆固體等，具體識別方法會落實到生產原材料、工藝反應流程、材料傳輸過程以及工藝設備等方面。對于工藝風險等級的劃分，通常是依據危險工藝辨識相關取值表，綜合考慮化工生產中的設計壓力值、溫度值以及其他操作規范內容，一般將為限制劃分為4 個階段，即0 分段、2 分段、5 分段以及10 分段，用來進一步判斷化工生產工藝安全水平，趁早發現其缺陷并予以改進。表1 為危險工藝辨識取值表。Q 為所指“物質”的臨界量，q 為該物質實際存在量。

表1 危險工藝辨識取值表

1.2 風險識別方法

1.2.1 生產原材料的風險識別

化工工藝在實際應用時，先要開展的風險識別工作就是分析原材料。這是由于工藝生產中使用的材料會包含許多危險化學品，大多數原材料也多具有化學性質。比如說部分生產原材料會具有毒性或強腐蝕性，還有一些材料具有易燃易爆特性，具體識別化學品材料風險時，可依據我國標準的《危險化學品名錄》查詢，了解其物理和化學性質，實現精準識別，再針對性加以防護。危險性比較高的材料之一就是液化石油氣體，其具有難揮發的性質，也很容易發生燃爆，因此需要尤為注意存放及使用環境條件的控制，避免其發生膨脹爆炸的情況，帶來不可彌補的損失，這類物質應當是化工生產中風險識別的重點材料，因其應用價值頗高但危險性強，因此可以針對性質來進行特殊存儲以及使用[1]。

1.2.2 工藝反應流程的風險識別

大多化工工藝的反應流程中都具有高風險性特點，因此也是風險識別重點，要準確判定流程中各項風險因素，再對不穩定因素加以定位識別，最后有效進行解決。許多化工反應的流程中都會釋放出大量熱能，反應速度頗快，因而也十分危險。比如說一般對危險工藝流程的識別會從壓力、溫度、化學反應放熱、腐蝕率以及操作等方面入手，像甲類可燃液體與氣體、甲類固體，都是危害極大的介質，若氣體溫度超過了1 000 m2，液體溫度超過1 000 ℃，腐蝕率大于1.0 mm/a，壓力值在100 MPa 以上，化學放熱的狀態為特別劇烈或臨界放熱，操作處于爆炸范圍臨界點，那么其會歸屬于極度危險的類型。目前的相關技術正逐漸優化，因此工藝反應流程的風險也得到了一定控制，但仍舊無法完成消除潛在風險，反應過程中的不穩定因素較多，需進行重點風險識別，同時也要關注到是否釋放有害氣體或燃爆氣體。許多化工反應事故發生后還會產生合并化學污染，因此，為了盡可能降低風險危害，需科學選擇優質的材料和設備，對工藝設計加以優化并制定應急方案，有效防控各項安全事故。

反應流程的風險識別時，也應當基于生產工藝特點，著重監控薄弱點環節，其也是容易產生風險的環節。比方說煤化工生產的反應中通常會使用F-T 合成工藝（費托合成），其具體工藝原理是將煤轉換為燃料或其他化工產品，可以制取到高質量的燃油料化學品，具有很高價值，在該項工藝基礎上還會加入沸石分子篩處理過程中，進一步優化技術，促進兩端固定床的合成，這也就成為了MFT 工藝，其可操作性更強，然而由于流程的復雜度變高，在運用反應器上還需注意確保催化劑始終具有活性以及避免局部溫度過高，否則可能引發危險事故，因此風險識別時也會著重于這兩項薄弱點來加以監控。

1.2.3 工藝設備的風險識別

化工工藝生產反應的過程中還會使用到對應的工藝設備，其會基于生產要求的不同而選用不同性能的裝置，因此風險性也會有差異，在風險識別時應進行考慮。工藝反應設備會在生產中發揮出控制反應、收集能量和有害氣體的作用。不同設備的核心部件不相同，需結合性能特征采用精細化的風險識別手段。比方說在煤化工工藝當中，高風險的流程包括催化裂化反應與真空蒸餾反應，這兩項化學反應使用的設備都需進行嚴謹風險識別，主要是動態監控其溫度、壓力，也要防止出現能量泄漏情況，還需加強控制操作的精密度，常用的設備為汽化爐，其內部反應器裝置會作為承受化學反應的重要部件，因此要根據實際需求來選擇反應器類型，不同反應器額煤容積氣化強度存在著明顯差異，其相關指標數據如表2 所示。

表2 反應器類型及其煤容積氣化強度數據

1.2.4 材料傳輸過程的風險識別

在運用生產原材料和反應裝置實現化工工藝生產時，相關反應還會產生大量能量，這些能量需要借助化工管道來運送、運輸，從而推動整個生產反應的順利推進。而實際傳輸過程也要注意風險識別，主要是要識別化學材料是否具有強腐蝕性并給管道帶來不利影響，也要對材料泄漏風險及管道磨損風險進行精準化識別，及時將安全隱患排除[2]。除此之外，也要時刻觀察管道的性能變化與穩定狀態，基于風險識別的相關結果選擇合適管材，對高風險環節強化監控，像是管道的接頭與轉彎位置都要注意監控。

2 化工工藝的安全評價方法研究

當下大多化工企業在針對化工工藝實施安全評價時采用的方法主要為模糊評價法。這種方法在評價安全風險時的原理為，依據相關模糊學的隸屬程度理論，將原定性評價形式的標準處理轉換成定量評價形式的標準，以模糊數學為基礎，切實針對各項因素影響的事物和對象進行總體、綜合性的安全評價。模糊評價法在化工工藝安全風險的范圍內得到廣泛應用，這是由于其具有評價結果較清晰的優點，針對過去無法將評價內容量化的問題進行解決，方法應用也體現出頗強系統性，彌補了許多缺點。在具體評價化工工藝安全時，其步驟為：先對工藝加以歸類，為風險等級評價奠定基礎；再對安全風險評價指標體系合理設計；最后則是建立模型來開展評價工作。

2.1 工藝歸類

化工工藝安全的模糊評價中，工藝歸類為最基礎的評價階段，其具體做法是安排風險評價部門人員通過調研與學習來切實掌握生產工藝的概念、各類風險原理與要點，針對不同企業的生產實際情況歸類化工工藝[3]。歸類操作時需緊緊圍繞生產產品本身用途，從而分類加工的工藝，對于加工時的工藝狀態類型進行分析，了解詳細的加工步驟，具體每個環節中加工工藝是怎樣進行的，屬于化學處理還是物理加工，再進一步實現工藝的細化分類，為后續安全評價做準備。

2.2 設計評價指標體系

在完成了化工工藝的歸類處理后，合理設計評價的指標，依據安全風險類型來設置評價指標體系，具體設定指標可包括物質材料的危險性、工藝設備危險性以及反應過程危險性。在指標確認的基礎上搭建起信息化指標數據庫，同時針對各項指標進行詳細分析。

2.3 搭建模型并展開評價

以化工工藝歸類為基礎，參照所建立的指標體系，獲取相關數據庫中的具體指標，隨后搭建安全評價的模型。在模型建立完成之后，將日常化工工藝生產中的數據輸入到模型中，和指標評價并行實施進一步分析，同時也可結合企業安全風險管理部門所提供的生產記錄文件、日常各項生產資料來加以分析，最后再將生產記錄文件、日常生產資料以及評價指標的相關分析結果都導入進模糊數學方法，實現最后的推算，即可評估出具體化工工藝風險的等級程度。在指標評價時，做法如下：第一，以評價因素為基準建立一個集合對象，記為U=（u1，u2，u3，…，un），其評判的因素即為各項指標評判對象；第二，依據評判因素來建立評判集合，記為V=（v1，v2，v3，…，vn），該集合主要是可以對評判對象指標的評語進行歸類；第三，深入分析和判斷各項因素，以單因素為基礎進行分析可以獲得向量，也就實現了因素指標的詳細評價；第四，以建立的向量為基礎進一步分析獲得評價結論，最終評價結論會與危險工藝辨識取值表的內容相結合，確定不同工藝的危險等級。

3 結論

文章主要對化工工藝安全風險識別的各項要點進行總結，主要分析了生產材料風險、化學反應過程風險以及工藝設備風險識別的方法，對風險等級進行劃分并提出了風險防范基本對策。同時也針對化工工藝安全評價展開了研究，主要采用的評價方法為模糊評價法，借助其優勢來獲得客觀、可靠的評價結論，相關研究可供對應化工企業工藝生產安全管理工作參考。但需注意的是，不同類型企業化工生產工藝具有明顯差異，其工藝風險內容與發生概率也各不相同，在具體進行工藝風險識別和安全評價時，還需依據實際情況。