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中圖分類號:G449文獻標識碼: A
一、危險化工工藝風險等級評估指標體系的設計原則
指標體系的設計原則是根據石化企業危險化工工藝的客觀狀況、系統性能、動態特征、穩定狀態、可控制程度等進行科學的導向,建立完善的指標體系結構。
對于評估指標體系等級的劃分要求能夠客觀的反映危險化工工藝的實際情況,等級劃分要科學合理、清晰明確,各個等級都能反映出等級指標中的模式特點,所以指標體系的設計要遵循以下幾個方面的標準進行設計。
1.評估指標體系等級的劃分要求能夠客觀的反映危險化工工藝的實際情況,等級劃分要科學合理、清晰明確,各個等級都能反映出等級指標中的模式特點,層次分明,突出等級特點。
2.在設計危險化工工藝風險等級指標體系結構中,要突出等級的代表性,避免各等級之間的影響和連帶。
3.指標體系等級劃分運用科學的定性、定量方式,將等級評估過程轉換為定量賦值計算過程,如遇到難以賦值和量化的指標可以采用定性描述的方法將其分類。
4.等級評估指標體系要建立在實際可行性與可操控的前提下,對于資料的分析與處理盡可能的選擇可定量獲取數據的方式。
二、危險化工工藝概述
1、化工工藝的危險性
化工工藝是指通過原料處理、化學反應、產品精制等化學生產方法,將原材料轉變為產品的過程,這些過程通常需要相應的操作條件要求,并需使用特定的儀器和設備,使材料發生物理學上或化學上的變化,而危險化工工藝就是指在化工生產過程中,可能導致中毒、火災或爆炸等安全事故的工藝。石油化工企業的生產過程主要是將石油、天然氣等原材料,通過相應設備使其進行一系列的物理變化或化學反應,其工藝普遍具有連續性強、操作復雜的特點,原料、產品中包含大量有毒、有害、易燃、易爆、高腐蝕性的物質,且反應多是在高溫、深冷、高壓等特殊環境下進行的,因此反應裝置的運行、檢修、運輸、安裝等環節也普遍存在危險性。
2、化工藝危險源的具體分析
1)危險化學品。國務院頒發的危險貨物品名表與危險化學品名錄中,將危險化學品分為爆炸品、壓縮與液化氣體、易燃液體、易燃固體及自燃固體、氧化物及過氧化物、以及毒害品和感染性物品等幾大類。可以說,這些化學品在石化生產中都有所涉及,其中一些還是重點石化工業的主要原料與產品。以其中的主要危險氣體而言,最為常見的就包括液化石油氣、氫氣、氨氣和硫化氫氣體等,液化石油氣作為一種從油氣田或石油煉制中獲得的碳氫化合物,可以作為重要的化工原料或燃料使用,但它同時也是一種易燃易爆氣體,并具有很強的揮發性且極易受熱膨脹,在大量被吸入人體后,還會導致窒息中毒等問題;氫氣作為工業原料廣泛應用于石化工業的各個領域,生產中需加入氫氣通過去硫和氫化裂解來提煉原油,但氣體具有無色無味、燃燒火焰透明等特性,因此發生泄漏時,通常很難被察覺,一旦液氫外泄至空氣中,就有可能與空氣混合引發燃燒爆炸事故;而其他常見的氨氣、硫化氫氣體等,也各具可燃性、腐蝕性等危險,必須妥善管理,加強預防控制。
2)反應裝置的危險性。化工生產設備的危險性主要來自其生產原料、產品、以及相關工藝條件,催化裂解、常減壓蒸餾、延遲焦化以及汽油加氫等工藝中,設備的安裝、運行,及維護都面臨一定的安全風險。以催化裂化裝置為例,該裝置主要包括反應器和再生器、加熱爐和輔助燃燒室、裂解余熱鍋爐、油氣分離器、氣分裝置等。生產過程主要包括原料油催化裂化、催化劑再生和產物分離3個主要工藝流程,以原油蒸餾所得的餾分油為原料,在熱和催化劑的作用下發生裂化反應,以獲得輕質油品和液化氣等產品,其原料與副產品、產品均易于與空氣形成爆炸性氣體,在生產過程中產生的硫化氫有毒,且易泄漏,具有中毒危害。故整個裝置具有易燃、易爆、有毒等危害特性。此外,工藝中的高溫、高壓等工藝條件和裝置自身的缺陷等也構成了生產過程中的危險性因素。
三、重視風險評估方法的研究
1、危險源辨識
應根據不同企業的具體生產過程對其工藝中各物質與裝置的固有危險性、危險物質容量、溫度、壓力、操作方式、反應放熱與腐蝕性等多個項目分等級賦值并進行累計計算,所得的危險程度再結合其風險指標、危害程度及后果、控制方案等建立完備的資料數據庫。以危險物質容量為例,該指標是針對工藝裝置中各種反應物的含量,參考《危險化學品重大危險源辨識》或《壓力容器中化學介質毒性危害和爆炸危險程度分類》等標準進行分級,含量的計算應以反應物的反應形態為標準,有觸媒的反應還應去掉觸媒層所在的空間。在計算機的自動識別和控制程序設計中,還應完善系統中的查詢、保存、修改等功能。
2、風險等級評估指標體系的合理性研究
1)通過建立危險性化工工藝風險等級評估指標體系可以根據化工工藝的工藝參數進行固有危險性劃分,再根據安全生產中容易發生危險事故的管理措施進行危險評定,具有很好的可行性。
2)危險性化工工藝的固有危險性可以通過建立定量賦值計算方程,采用計算的方式進行評估,這樣得到的結果更加科學與準確。生產過程中容易產生突發事故的風險定性的方式進行分類,綜合化工工藝風險進行等級評估建立執行標準,將石化企業化工工藝的危險性降到最低。
3、科學進行風險識別與安全評估
化工工藝應用中,化學反應相關設施儀器安全性、應用材料的運輸、屬性、冷凝處理、過濾操作、干燥處置、反應混合等環節尤為重要。化工生產中連續的處理過程體現了良好的穩定性,優質的生產效能以及安全等級,因此該環節成為安全評估的首要因素。當然,不同化工工藝具有一定的差異性、顯現出的特征有所不同。進行比對分析不難看出,間歇工藝體現了更為簡單便利性,其操作處理手段具有良好的彈性。在設計階段中,可應用精準度有效的數據資料,體現了良好的通用性。風險識別過程中,應關注化學反應呈現出的具體路線。一般來講一類反應會呈現出若干工藝路線,因此我們應比選出應用路線可降低危險物質的總體用量、預防危險事故的模式,并盡量選擇無毒害、危險影響低水平的材料。還應有效的掌控過程條件要求的苛刻性,令其限定在較低水平。例如,在應用催化劑對各類化學危險材料進行稀釋處理,可有效的降低反應呈現的劇烈現象。還可積極采用新工藝科技手段,降低危險介質的總體藏量,并提升原材料整體應用效能,降低形成廢料量。對于各類過程用料以及化學反應輔助劑,應盡可能的回收再利用,進而有效的抑制化學反應變化對生態環境形成的不良破壞與污染影響。
化工工藝設施在化學反應處理階段中,還會呈現出偏離健康運轉狀況問題,進而導致超溫超壓的危機現象。為此,在風險識別與安全評估階段中,應注重選擇優質的壓力管控裝置,并做好各類排泄閥門、防爆安全板、通風連接管路、安全閥門的評估判斷,做好關鍵環節的維護保養。同時應評估各類穩定裝置,例如緊急操控設施、冷卻系統有否會對化工生產工藝產生危險影響,具體的等級標準。就化工生產中危險性較大的操作,應采用全自動智能管控體系,也可引入程序控制系統。當產生爆炸以及安全火災等危機事故,則可有效的預防安全隱患的不良蔓延與擴充。另外應全面考量管理維護的可靠性,各類設施管路均應配設必要的閥門裝置,令其同檢修部件可有效斷開,確保操作員工自身安全性。另外還應考量進行安全救援系統設備的科學配設,例如布設洗眼區域以及安全淋雨系統設施等。
4、其他管理內容
其他管理內容包括方案設計與評估、數據管理、預算管理等。要確保安全辨識與評價的可靠、實用,必須對包括生態環境污染等內容在內的危險辨識及控制、工藝路線的科學性、作業的安全性、以及工程進度計劃等方案進行綜合評估;而針對企業的未來發展規劃,數據庫應具有運行穩定、更新快、可擴充的性能,預算管理則應根據實際風險特點,合理配置安防費用,降低企業的經營成本。
結束語:針對化工工藝技術特征、生產危險性進行必要的風險識別與安全評估尤為重要。我們只有制定科學有效的應對策略,明確化工生產安全狀況,掌握危險管控點,方能提升管理效益,營造安全可靠的化工生產與工藝應用環境,實現可持續的全面發展。
參考文獻
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關鍵詞:安全管理系統;核心要素;相關分析
化學工業大量的安全事故主要來自于高溫高壓、易燃易爆和連續作業等事件頻繁發生[1]。隨著化工工藝安全管理系統(PSM)的普及和應用,該系統的使用已成為研究的重點問題[2]。1982年至2012年,歐盟通過了“化工廠指令”,以防止化學品事故發生,并顯著提高安全性[3]。值得注意的是,美國職業安全與健康協會于1992年了過程安全管理標準[4]。作為職業安全與健康協會的標準,過程安全管理系統具有一系列功能,比如化學生產過程中的風險識別、評估和控制,該標準中的一些想法已經在許多國家得到廣泛應用。我國政府還制定了有關安全生產的法律,特別是在化工行業的早期階段。但嚴格來說,中國化工工藝安全管理系統的立法是基于2012年國家安監總局頒布的“化工企業過程安全管理實施指引”。此外,國家安監總局頒布了2013年“加強化學工程安全管理指導意見”,可以看作是中國版的化工工藝安全管理系統[5]。
1中國化工工藝安全管理系統介紹
1.1中國PSM系統的內容
歐洲和美國的PSM系統包括14個要素,但是中國的PSM系統只有12個要素,包括過程安全信息、過程危害分析、運營流程、培訓、承包商管理、啟動前安全評估、機械完整性、工作許可證、變更管理、應急管理、過程事故管理和合規審計。與歐盟和美國相比,中國PSM系統根據我們在中國工廠的條件省略了商業秘密和員工參與。
1.2PSM系統在中國化工企業中的應用
毫無疑問,大量的統計數據顯示,近年來PSM的應用在一定程度上降低了事故發生[6]。目前,許多中國學者正在努力創建一個解決當前系統弱點的PSM系統。因此,PSM的所有要素的相關方法和指導文件非常廣泛和復雜,但是缺乏操作的可行性。中國PSM在實際化工廠應用的觀點需要改變,研究人員應尋找一種考慮這些不合格指標與評估要素之間相關性的新思路。位于南京化工園區的惠生清潔能源股份有限公司被選為典型的PSM案例。PSM系統的12個要素盡管看起來比較復雜,但是各要素之間有一定的聯系。經過詳細分析可以得出以下結論。過程安全信息在一定程度上是不完整的,導致操作程序的不清楚。這種缺乏清晰度進一步影響了工作許可證要求,并降低了安全評估中包含的內容的完整性。對變更管理的注冊不及時,導致過程安全信息更新的及時性不足,操作流程不能及時更新。因此,定性和定量過程危害分析不能順利進行。應急管理缺陷源于過程安全培訓不良和定量過程危害分析不足等。一旦了解這些基本的PSM要素之間的相互關系,掌握這些核心要素就可以簡化中文PSM的實際應用。
1.3中國PSM系統要素之間的相互關系
如前所述,化學過程安全管理體系可分為四個階段:過程安全承諾,危害與風險理解,風險管理和經驗學習。前三個階段可以認為是事故前的階段,而從經驗中學習是在事故發生后發生的。此外,我們可以消除事故管理和合規審計要素。此外,承包商管理要素一般不適合所有企業,可以拆除。過程危害分析無疑是PSM系統的核心要素。過程安全信息作為PSM系統的基石,起著重要作用。培訓和應急管理是造成意外傷害的主要原因,這些領域的改進將有助于化學工廠更有效地避免意外傷害。簡化版的PSM系統將由以上四個核心要素組成。
2結語
中國的12要素化工工藝安全管理系統可以按照基本要素簡化為四個階段的方法。而不是分析個別要素,所有要素之間的相關分析有利于對整個管理系統的理解。根據PSM評估和化學工廠分布情況的詳細分析,掌握了PSM的核心要素,為研究人員提出了一種簡化中國PSM系統實際應用的新思路。
作者:張發海 單位:青海鹽湖佛照藍科鋰業股份有限公司
參考文獻:
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石油化工行業的生產特性,其日常生產中存在各種形式的危險或危害;而在這些危險或危害轉化成事故前,其間受多種屏障的保護。從大的分類來看包括裝置或設備本身的安全(Plant)、過程安全或是說流程控制(Process)和人的行為控制(People)。每一個P可能包括多個不同的屏障,比如裝置安全中可以包括某一反應器的工藝參數設置、自動聯鎖系統、消防保護設施等不同的屏障(也是保護層);過程安全中的程序設計(SOP)、變更管理控制(MOC)等屏障。值得注意的是,3個P中最為重要的一環是裝置或設備本身是否完好,賽科“9•8”事故就是因為閥門螺栓本身質量存在缺陷引發的;其次為流程控制,在此范疇內,目前有《道化學公司火災及爆炸指數評價法》、《安全評價的六階段法》等方法對化工生產過程的危險性進行評價分析,竭力減少Process中的缺陷,以期達到較少安全屏障中的空洞;最后是對于人的行為的控制。只有這些控制屏障全部出現漏洞也即是失效的情況下,才會最終導致事故的發生(見圖2)。雖然裝置或是設備的安全是作為風險屏障控制最重要的一環,但是包括BP在內的很多國際知名的石油化工公司在之前的安全管理中還是未予以足夠重視。國際上通行的事故金字塔模型和美國職業安全與健康協會(OSHA)用于衡量企業安全管理方面的指標,一直用死亡、損失工時事故、醫療處置、現場急救、未遂事故或不安全行為之間的比例來闡述,而缺乏工藝安全指標的輸出值的比較;這使得行為安全一度被各石油化工企業予以充分的重視而工藝安全則受到冷落。然而,近年來工藝安全已經越來越得到重視。BP在2005年的德克薩斯煉油廠事故后加大了對于工藝安全管理的力度,OSHA也在2009年出臺了關于工藝安全指標評估的試行規定(REC-OMMENDEDPRACTICE754FIRSTEDITION推薦慣例754第一版)。
2“3P”應用
賽科作為中國石化、上海石化和BP公司的合資公司,秉承了股東方在安全管理方面的先進理念,指導實施公司的日常生產。在公司的HSSE(健康、安全、保安、環保)管理方面,賽科按照安全管理三要素(3P)理論,強調對于裝置、過程和人員的控制,來防范各類事故的發生。以下列舉賽科的日常安全管理實踐,來看一下3P理論在化工裝置的實際應用。
賽科通過對于OSHA新的推薦規范,結合自身工藝特點,制定了公司新的安全金字塔(如圖3所示),從不同等級的工藝安全指標、行為安全指標兩個方面來評估和衡量日常的安全業績。事實上,賽科自2005年投入商業運營以來,已實施了長期的行為安全的輸出指標,并與相關的國際指標和公司所在的上海化學工業區的同行,建立了直觀的對比。現在,該公司已經擁有一個更為強大并與生產緊密結合的工藝安全輸出指標,雖然還無法與其它同行進行比較,但是對于其自身的工藝安全管理所帶來的變化和意義是巨大的。首先,為了取得工藝安全金字塔上的有關數據,賽科設計了詳細的統計表格來采集更多的月度考核指標(見圖4月度考核指標),比如安全儀表動作次數(SIS)、機械停車動作次數、泄壓設施動作次數、關鍵設備完好率、壓力容器按時檢查率、消防設施完好率等。而上述這些設施或設備指標的完成程度,體現了第一個P即裝置本身的完好性;通過這些數據背后實際的大量工作,來確保Plant這一風險屏障的可靠性。
其次,賽科也采集其它一些指標,如變更管理(MOC)的符合率、現場檢查和管理層安全會議行動項的關閉率、作業許可證實施的符合性等,來確保Process這一環節的屏障沒有漏洞發生。最后,通過各類管理手段,諸如員工主動報告事故或風險的網上自動登錄系統、包括承包商和員工在內的未遂事故報告及獎勵機制、定期的承包商違規率統計分析,來加強對于最后一個環節——人員行為的控制。事實上,各種不同的管理手段在其實施過程中,所起到的影響絕不是割裂的,而是將對于裝置、過程和人員行為的風險屏障保護有機地穿插在一起,從而最終起到避免事故和傷害發生的作用。
3結語
【關鍵詞】化工工藝設計;安全問題;對策
1引言
化工產業是國家整個工業體系當中非常關鍵的構成部分,在工業進步和繁榮發展方面的影響力非常突出,不過化工產業也是一個存在很高危險性的產業,生產過程當中運用了很多的化學物品,處理不當很容易威脅工作人員的身體健康,也容易造成重大的安全事故,所以做好化工工藝的科學設計是非常重要的。在化工工藝的具體設計環節,應該堅持從生產現狀出發,立足實際動態調整和優化化工工藝的整體設計方案,最大限度地減少危險行為,降低安全事故的發生率,妥善處理安全問題,并為化工安全生產目標的實現提供強有力的支持。
2化工工藝設計概述
化學行業是一個特殊行業,因為生產經營比較特殊,所選用的材料具備一定的危險性,因此,在行業與企業發展過程中存在一定的安全隱患。因此,對于化工生產來說,首要任務是做好科學有效的規劃,設計合理科學的工藝流程,以便為進一步的化工安全生產夯實基礎,把風險和問題扼殺在搖籃中。從技術角度分析,化工工藝設計的重點內容是借助工藝計算等多元化方法,完成對工藝流程圖的繪制工作,具體涉及布置設備、工藝流程和設置管道這幾項內容。首先,提供設備圖紙的有關參數,指出化工工藝控制上的要求,從而為專業儀表選型提供有效參考;其次,初步完成工藝流程圖的設計,并且繪制出設備布置的初稿;最后,根據設備布置圖紙,完成管道布置任務。在這樣一個復雜的流程體系當中,每個部門應該團結協作,提高配合度,共同為化工工藝設計質量提升提供支持。從生產角度分析,化工工藝的實施就是把化學原材料制成化工產品的生產過程,而在這一過程中要采取一系列化工操作方法,其中,對于化工操作方法的比選與規劃就是化工工藝設計。最為基本的工作流程是:首先完成原材料的提純等相關工作;其次設計好化學反應,當然這個階段也是安全問題頻發的環節,需要做好重點考慮,綜合考量原材料性質、轉化設備、產物特性等各種因素,發現安全風險并進行針對性處理;最后則是對成品進行再加工、篩選、包裝等,進而生產出符合規定的安全化工產品。在分析化工工藝設計的過程中,可以立足不同層次和角度,以便為進一步的安全生產提供良好的支持。
3化工工藝設計的主要特征
通過對以上化工工藝設計進行綜合研究與分析,可以得到的一個重要結論就是化工工藝表現出全局性、系統性與創新性特征。在化工工藝的實際設計環節,也要做好對設計工作特征與規律的總結分析,從而為化工生產活動提供支撐和保障。化工工藝設計的主要特征表現在以下幾個方面:第一,設計過程的復雜性和設計條件的多元性。因為要從整體角度出發,考量后續生產過程的很多可能性,因此,在化工工藝設計的開始階段要根據各類條件參數,做好流程圖紙的設計工作,并在這一過程當中考慮到環境、溫度、液壓、設備等應用條件,最終確定出完整的工藝設計過程。不過要注意的是設計條件并非一成不變,應該貫穿生產全程且進行持續性的調試和動態優化。第二,所需裝備的獨特性。化工產品的獨特性決定了在生產產品的過程中對設備有著極高的要求。化學產品需要的生產環境要求高,所以運用的各項設備裝備應該擁有優良的生產條件,迎合產品生產要求,于是要對設備裝置進行科學化和針對性設計,保證設備裝置的適應性與獨特性。第三,設計工作量大,成本較高。在化工工藝設計當中,要注意結合差異化原材料設計出與之對應的參數與原理等,同時,強調各個環節密切銜接,在確定了上一環節工序之后才可以以此為依據設計下個環節的參數與流程。不過考慮到具體生產當中往往存在極大的變動,因此,在生產中要始終把握好需求,做好更新設計,這樣的做法無疑會增加工作量以及成本預算,也容易帶來損失和一定的不安全后果。
4化工工藝設計的要點
化工工藝設計在化工產業發展中發揮著非常突出的作用,明確設計工作的要點是確保化工生產活動有序進行的關鍵,也能夠為后續工作提供明確的方向。第一,處理原料。在設計化工工藝時,處理原料是不可忽視的基礎環節,在這個一過程中需要運用行之有效的策略,同時,依靠化學處理技術,把原材料加工處理成滿足化工生產需求的材料。在具體工作的實施當中要求工作人員把不同物料的特征特性結合起來,然后進行粉碎、凈化、提煉等,最終達到化工生產標準。第二,化學反應。化學反應是化工工藝設計當中非常關鍵的環節,這就對工作人員提出了很高要求。工作人員需要依托化學反應順利完成工業生產任務,不過在這一過程中要重點關注在氧化、還原、分解等不同條件之下的化學反應效果,在特定溫度條件支持之下推動原料轉化,讓生產出來的物料滿足化工生產需要。第三,制造產品。在依托化工技術進行化工產品制造時,應該運用特定設備完成生產任務。工作人員在處理好原料之后,要注意把混合物分離開來,積極運用具備特殊功能的化工設備,完成原料的化學轉化,體現化工工藝的功能優勢。
5化工工藝設計中存在的安全問題
化工工藝設計涉及非常復雜的工作流程,在這一過程當中,因為涉及很多的不確定因素,需選用各種各樣的材料和設備,所以出現安全問題和風險的可能性是非常高的。想要真正意義上防范安全風險,必須客觀總結目前在實際設計工作當中存在的安全問題,為提出解決策略提供相應依據。第一,設計路線問題。化工工藝設計當中往往會涉及多個工藝路線,不同的路線選擇所得到的結果也不相同,在路線的設計和選擇方面很容易出現不匹配和不準確的情況,也會因此威脅生產安全,甚至是出現嚴重的安全事故。第二,反應裝置問題。在化工反應裝置的設計和選擇方面,因為沒有做好不確定性因素的總結,在設計中存在不合理之處,無法對其中的安全問題進行控制,再加上在裝置設備的運行過程當中沒有做好科學管理以及維修維護,導致設備使用壽命縮短,在設備使用過程中容易出現安全問題,造成時間和資源的浪費。第三,物料管理問題。原材料質量不過關輕則為生產出來的化工產品質量帶來不良影響,重則傷害化工設備、威脅生產安全,出現破壞性影響。另外。在原料管理方面因為在運輸與存放等方面沒有設置規范化的標準與要求,常常因為管理不善危及工作人員的生命健康,并為企業帶來經濟上的損失。第四,管道安全問題。化工生產中往往要運用專業管道做好生產必需品的運送工作,不過大部分材料是危險品,一旦出現管道破裂等問題會造成危險品泄漏,出現化工安全事故。此外,在管道的連接處存在安全隱患,在密封性上有待提升。
6化工工藝設計中安全問題的解決對策
6.1做好工藝路線安全設計
科學設計以及選擇化工工藝路線是化工工藝設計環節需要高度重視的安全問題,做好這一環節的安全控制可以從源頭著手加大安全把控力度,在維持化工生產持續性的同時,也能夠為企業創造更高的經濟效益。為切實化解工藝路線設計當中的安全問題,一方面,要對工藝設計當中存在的安全問題進行有效識別,考量化工生產實踐當中有可能產生的安全隱患和風險問題,并給出對應的解決和應對方案。設計人員需要做好對化工生產工藝全程與相關配套設施的細致檢查工作,以便進一步確認危險因素,了解安全問題出現的方式與途徑,針對性提高工藝設計安全等級。另一方面,設計人員需要科學選取穩定性強和技術相對成熟的化工工藝設計方法,選取對壓力、溫度等相關條件要求不高的化學反應方法,并且配置好安全減壓降溫等相關裝備,維護工藝操作的安全性。除此以外,應該針對容易出現安全問題的關鍵節點與關鍵部位開展必要的雙保險安全設計,選用最高標準設備,滿足持續有效生產要求,突出科學化的化工工藝路線的優越性,提示設計人員把路線安全設計作為工作基礎和重點。
6.2確保化工反應裝備安全
在化工產品生產過程中,往往會應用各種各樣的化工反應設備,設備的選擇和操作是重點,但是實際工作當中也存在著很大的安全威脅,一旦出現選型不當和設備管控不力的情況,就會出現嚴重后果。在化工反應裝備的安全管控當中要做到以下幾點:第一,在化工工藝設計環節要注意結合差異化化工反應機理,選取最為恰當的反應器類別與規格,當然也要從適應能力、操作便捷性、設備運轉效果、維護簡潔性等諸多角度出發開展全盤研究。在化工反應裝置材質的選擇方面需要盡可能選取耐腐蝕能力強與結構強度高的材料,確保反應裝置使用壽命,提高抗磨損效果。第二,將反應裝備的控制條件、內部構造、生產安全特性作為突破口,對工藝設計安全方案進行優化調控,如對反應溫度與壓力條件進行科學控制,保證進料量與加熱速度符合生產要求。第三,化工反應裝置屬于化工生產的核心裝置,在裝置運行過程中本身就會面對很多的風險以及極大的破壞,這就需要工藝設計人員在反應器設計以及型號選擇過程中考慮最大安全事故因素與可控性,積極提出安全保障方案,完善配套設施,并制定出應急預案,從而降低反應器安全故障和安全事故的發生率,保證工作人員的安全以及企業的生產效益。
6.3加強化工原料安全管理
化工工藝設計的根本目的在于為生產活動的有序開展提供有效支持,最大化降低安全事故發生率,生產出高質量的化工產品,滿足目前日益提高的產品質量和性能要求。對于高質量化工產品的生產來說,化工原料的安全和質量是最基礎和重要的影響因素,只有確保原料安全和質量達標,才能確保化工工藝設計應有作用的發揮,從源頭著手提升產品質量。在化工原料的安全管理與質量控制過程中,首先應該結合化工原料的物理特征、化學特性等確定對應的存儲規范和操作流程。例如,構建專門的冷庫存放要求在低溫下保存的化工原料;針對化學性質不穩定的材料,在包裝方面需要設置專業的泡沫墊以及緊固件,避免裝卸環節因為膨脹問題誘發材料泄漏等安全事故。其次要加大對化工原料進出的管理力度,尤其是對于易燃易爆和存在劇毒性的高危險原料,應該構建一個針對全過程的監督管理工作機制,并且指出各個工作環節都要有明確責任人,細致記錄進出與耗用信息,為接下來的追蹤研究打下基礎。最后在原料投產之前應該完成危險評估工作,結合存儲與投料方法,充分考量有可能出現的偏差,構建預防與緊急安全預案。
6.4有效完善管道安全控制
在一個完整的化工工程設計體系當中,管道是不可忽略的一部分,不單單是各類流體材料的運輸通道,還是對各個化工設備進行有效連接的橋梁。一般來說,管道當中各種各樣的流體介質都表現出極強的可燃可爆與腐蝕性,還有一些介質有劇毒,對管道安全構成威脅,影響化工工程設計安全和生產活動的開展效果。部分管道承受力也相對較低,在高溫高壓的情況之下,遇到腐蝕性強的介質就會出現腐蝕與機械損壞問題。此外,一些管道因為長時間沒有得到維護管理,密封性大幅度降低,很容易造成介質溢出的情況,從而引發安全問題。面對此類情況,在化工工藝設計當中,應該科學選擇管道材料,在管道的分界階段應該選用硬度適中的金屬,并依照規定嚴格做好管道運行中可能出現問題的評估。化學工程師要加強對管道泄漏根源的研究,并在此基礎上確定具有針對性的解決方案;嚴格剖析化學物料為管道運行安全帶來的影響,結合物料的性質選擇對應的管道材料,消除管道運輸中的安全風險;考慮管道運輸中的氣液共存問題,解決柱塞流等難題,維護生產安全。
7結語
隨著人們對安全問題重視程度的提高,安全意識也逐步滲透于不同的行業。在化工工藝設計當中,安全問題是核心問題,只有關注并且處理好安全隱患,才能降低安全風險,減少安全事故,生產出高質量的化工產品,促進整個行業的發展。化工工藝設計是煩瑣復雜的,其間要考慮的問題有很多,其中安全問題是要著重考慮和研究的內容,只有充分識別風險,并采取科學有效的風險防控措施,才能確保化工企業安全生產目標的實現。
【參考文獻】
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【關鍵詞】化工企業;安全生產;事故預防措施
1化工企業安全生產的重要性分析
化工企業在我國的經濟社會中占有一個非常重要的位置,可以說化工是我國的支柱行業,而化工生產由于其特殊性,往往帶有其他行業不具有的危險性,在化工生產過程中,任何一項設備的故障,或者個人工作的疏漏都可能造成安全事故的發生,這就需要我們更加關注化工生產的安全性,并提出相應的保障措施來保證化工生產的安全性,而目前國內對于化工安全生產僅僅只依靠環保部門和安監部門是不夠的。化工企業要想獲得長足發展,其生產的安全性是最基本的保障和前提,實踐經驗告訴我們,沒有安全的生產條件和生產基礎,就沒法讓化工企業健康持續的發展。在保障化工企業安全生產的過程中必須要發揮出現代化工生產的優勢,努力實現化工生產的安全性能夠持續運行。
2化工企業安全事故原因分析
2.1企業危險物品較多,火災危險性級別高
通常來說化工企業的生產加工和生產原料都具有易燃易爆的特性,因此一旦發生火災事故,就會引起爆炸,致使爆炸范圍擴大,這對于化工企業來說是極具殺傷力的。這種爆炸火災事故不但會導致企業生產停滯,設備,甚至會危及到周邊地區,給社會和人民帶來財產甚至的人身的安全威脅。
2.2企業使用危險物品多,易造成環境污染和火災發生
化工企業在生產過程中利用一些工藝使用一些產品導致有污染甚至有毒的排放物的產生在所難免,而這些污染物一旦排放到江河中將會造成嚴重的后果,必須氯氣、硫化氫、含磷的污水如果排放到江河中甚至會對人們的生命造成威脅,而另一些有毒化工原料由于安全事故的發生泄漏后,則會對大氣和水造成嚴重的污染,甚至引發大火、爆炸等更嚴重事故的發生。
3化工企業安全事故預防措施分析
3.1搞好規劃,合理布局,從源頭管理開始
化工企業在正式運行之前,各部門應當對企業資質,各方面的運行條件進行審核與評估,并依據相關法律法規和技術規范結合企業的實際情況進行總體的規劃和布局,在化工企業建立之初就應當審核周邊環境是否適合化工企業的建立,必須考慮到一旦發生事故是否會影響到周邊地區的安全,對散發可燃氣體和可燃粉塵廠房的設置必須與風向、安全距離進行嚴格的審核,以此確保化工企業消防安全的源頭管理落到實處。
3.2加強消防安全管理,建立健全各類管理制度
加強化工生產安全管理,尤其是針對消防的安全管理,不能只憑口頭說說,或者宣傳宣傳了事,而應當建立一些安全管理制度,以此來規范基本的生產工藝的安全性。另外對于安全制度要分類建立,對于各類生產工藝、生產設備必須進行相應的評估和測定其安全性,以此為制定的安全防范對策提供基本依據;另一方面要強化員工的消防安全意識,明確消防安全責任,并建立相應的消防安全制度及操作規程,只有這樣,一旦事故發生,才能夠把損失降到最低。
3.3采用先進工藝方法,減小火災隱患的發生概率
化工行業不同與其他行業,其危險性是其他行業沒法相比的,由于其生產工藝非常復雜,常常會因為小小的疏漏而引起火災事故,所以化工企業在考慮經濟利益長足發展的同時,更應該加大企業生產工藝的技術改造,目的就是為了防止安全事故的發生,與此同時,對生產設備、生產條件進行全方位的改造,適當引進先進的工藝設備,實現生產工藝的智能化,這樣就能在很大程度上降低化工生產安全事故的發生。
3.4強化教育培訓,做好事故預案
保證化工生產的安全性,人在其中扮演者最最重要的角色,因為人不僅是各種安全制度規則的約束者,同時也是安全事故應急措施的執行者,因此化工企業必須加強對員工的安全意識的培訓,比如對員工的處置事故的能力進行培訓,對事故應急預案的培訓及演練,以此不斷提高員工的事故預防和應急能力從而保障生產的安全性。
4結語
【關鍵詞】化工工藝;工藝問題;安全評價
引言
化工自誕生以來就伴隨著不可避免的危險性。化工生產過程對化工工藝要求較高,而化工工藝是化工生產中最復雜、最難管理、最容易產生問題的部分。化工生產通常是在比較嚴苛的化工工藝條件下進行,相對于常溫常壓而言,更容易發生安全事故,并且安全事故通常影響范圍比較大、傷亡人數較多。長期以來化工領域的專家們一直致力于安全性更高、生產成本更低、環境更友好的生產工藝。
1 化工工藝概述
化工工藝通常指的是化工原料進行化學反應并生產出化工產品的一系列過程和方法。通常化工工藝包括三個步驟:化工原料的預處理、化工原料向化工粗產品的轉化、對化工粗產品的純化。對化工原料的預處理主要是為了達到化學反應要求的規格和條件,通常包括:凈化、提濃、混合、乳化或粉碎(對固體原料)等不同預處理手段。化工原料向化工粗產品的轉化主要是指通過一定的反應條件使得化工原料發生化學反應并轉化為粗產品。對化工粗產品的純化主要是通過蒸餾、萃取等分離手段將雜質除去,得到純度較高的化工產品。
2 我國化工工藝的現狀及問題
2.1 我國化工工藝現狀
經過幾十年的發展和對外開放,我國不斷引進新的化工生產技術,化工工藝日趨成熟。就目前而言,我國已基本掌握一般性化工生產工藝,但我國對一些特殊化學材料的生產工藝掌握尚不完全,在一定程度上還長期依賴外國技術。由于我國制造業發展水平還不是很高,許多國產化工設備不能完全滿足嚴苛的反應條件。我國在化工工藝前期設計、化工工藝流程建設、化工工藝后期維護等方面的發展正處于新的變革時期,整體上還有許多需要提升之處。由于化工企業規模大小不一,導致我國化工工藝沒有統一的改革方向和技術研究方向。
2.2 我國化工工藝存在的問題
總體而言我國化工生產中的化工工藝還存在許多問題。對化工物料而言,化工物料的存放安全性不高,在化工物料的預處理過程中對于可能造成環境污染的因素未進行排除。對化工工藝路線而言,目前我國存在的問題較多。由于我國國有體制改革,許多化工企業私有化,企業在化工廠的新建和擴建過程中急功近利,對化工工藝路線的選擇十分潦草,未全面考慮生產過程中的需求,埋下了長期的安全隱患。對化工設備而言,在化工廠建廠初期選購化工設備的時候,一味追求低成本忽略了化工設備的質量和規格問題。在化工設備的安裝過程中通常隨意性較大,在化工設備安裝后不及時進行維護和安全檢查。
在化工生產監管上,我國化工生產管理的信息化程度偏低,大部分依靠化工人員的現場監管,導致生產信息的監控不及時,這在很大程度上加大了化工生產的危險性。以上諸多問題只是我國化工工藝存在問題的冰山一角,存在的其它問題就不一而足了。
2.3 我國化工工藝安全評價的意義
安全生產一直是化工行業不懈追求的目標,對于任何一個化工企業而言,企業利潤的持續,很大程度上依賴于安全生產。定期進行化工工藝安全評價可以有效保證化工生產的安全性。同時定期進行化工工藝安全評價可以及時發現和排除安全隱患,使得化工生產的連續性得到有力保證,提高了化工生產效率。化工工藝安全評價作為一種危險預防性措施,能夠降低化工生產的安全成本、降低化工生產過程中的傷亡。化工企業在有效的化工工藝安全評價指導下,能夠高效率地進行化工生產管理,降低化工生產的管理成本。
3 我國化工工藝存在問題及安全評價的對策
3.1 化工物料存在問題及安全評價的對策
化工物料通常包括:化工生產原料、反應中間體、反應副產物、反應產物等等。一個化工廠通常存放著種類繁多的化工物料,不同物料的物理化學性質各異。需要建立所有化工物料的數據庫并及時更新。對于危險程度較高的化工物料,需要單獨管理和監控。要安排專門的化學人員對化工物料的性質、危險系數、處理方法等進行收集和更新,使得化工物料所產生的危害降到最低。
3.2 化工工藝路線存在問題及安全評價的對策
化工工藝路線的選擇是化工生產安全的重要保證,工藝路線的選擇出現失誤將產生長期的安全問題。工藝路線的選擇應當遵循安全系數高、生產成本低、環境污染程度低等原則。工藝路線的選擇同時也應當結合生產場地、化工原料的來源、化工原料的價格、化工設備的承受程度等化工生產中的實際因素。在當前我國環境污染嚴重的情況下,化工工藝路線還應當增加物料的循環利用環節、副產物的回收處理環節、化工生產的后續處理環節等。
3.3 化工工藝設備和裝置存在問題及安全評價的對策
3.3.1 反應裝置存在問題及安全評價的對策
化工生產通常包含物料傳遞、動量傳遞、熱量傳遞和化學反應幾個部分,俗稱“三傳一反”,反應裝置主要解決“一反”的問題,是化工生產的核心設備,對化工生產產量起決定性作用。對反應裝置而言前期的選擇需要經過周密的評估和計算。為了保證反應裝置內部平衡和穩定,反應裝置在安裝完成投入使用后要合理的控制物料的進出、合理設定反應溫度和壓力。對于反應裝置內的溫度、壓力、物料體積、反應速率、進出口物料流量等要嚴格檢測并記錄,對于異常現象要及時報告并進行有效地控制。此外,為了減小反應裝置的生產壓力,可以采取多級并聯式反應裝置排列方式,保證反應裝置不因局部出現問題而導致停產。
3.3.2 傳輸管道存在問題及安全評價的對策
由于大多數化工物料易受空氣等外界因素影響,化工物料的傳輸通常采用管道輸送。傳輸管道通常會產生物料傳遞、動量傳遞、熱量傳遞的“三傳”過程。在傳輸管道的鋪設之初應當充分考慮到物料的流量、溫度、速率等因素。對于易燃易爆易分解的化工物料,需要單獨鋪設管道進行傳輸并標記。在化工物料傳輸管道鋪設完成后,要及時監測管道各個部位的溫度、流量等參數。由于大多數化工物料傳輸管道的材質是鋼鐵,化工物料通常對傳輸管道有一定的腐蝕性,因此,需要定時對化工物料傳輸管道各個部位進行監測和維護。
3.3.3 安全防護裝置存在問題及安全評價的對策
化工生產安全防護裝置是有效降低化工生產危險系數的必要設備,安全防護裝置包括危險控制裝置和危險檢測裝置。對于易于產生高溫、高壓的反應裝置和傳輸管道需要安裝降溫減壓安全防護裝置,以保證化工物料的穩定性。對于易燃易爆的反應部位應當安裝防爆阻燃裝置。在整個化工工藝流程中的人工檢測部位,應當設立化工人員防護裝置,保證化工人員的安全。
4 結語
隨著科學研究和化工生產的不斷發展,化工工藝不斷發展,日趨完善。但是,世界上很難存在絕對安全的化工工藝,日常管理和安全評價成了化工生產的必要工作。同時,國家和企業應當根據化工生產的實際需求,設立化工工藝研究專項基金,加強化工工藝的理論研究,才能不斷發展和完善我國化工工藝水準。
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為有效預防和控制化工企業生產過程中發生的泄漏現象,防止和減少由泄漏引起的事故,國家安全監管總局于2014年9月了《關于加強化工企業泄漏管理的指導意見》(以下簡稱《指導意見》),指導化工企業泄漏管理,提升企業的本質安全水平。
泄漏引發系列危害
化工企業生產過程中,工藝過程復雜,工藝條件多涉及高溫、高壓,設備、管道的種類和數量較多,工藝波動、違規操作、使用不當、設備失效、缺乏正確維護等情況,均可能造成易燃易爆、有毒有害介質泄漏,從而導致事故發生。
“近些年,國家安全監管總局以遏制事故為突破口、標本兼治,采取了一系列措施加強企業安全管理,收到初步成效。但是,我國化工行業起步較晚、基礎比較薄弱,產業工人的素質和企業管理水平有待進一步提高。”國家安全監管總局總工程師、監管三司司長王浩水認為,目前我國安全生產形勢依然嚴峻,特別是因為泄漏造成的爆炸、著火事故,還時有發生。
2013年11月22日,發生在青島的中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故的直接原因,就是管道疏于維護,被腐蝕泄漏原油,因維修作業的火花引發爆炸事故。
化工企業發生的泄漏事故除了會引發火災、爆炸事故外,還容易導致次生事故、環境污染、社會恐慌等不良后果,另外還會對從業人員的職業健康產生影響。
“因此,加強泄漏管理是預防事故發生的有效措施。”王浩水介紹說,歐美日等發達國家企業研究和實施泄漏檢測和管理技術已經很多年,并形成了較為完整的泄漏管理體系。國家安全監管總局在借鑒國外過程安全管理經驗的基礎上,研究泄漏管理措施,制定了《指導意見》,從治本抓起,指導化工企業全面認識泄漏管理,并科學實施泄漏管理。
源頭入手 治本為上
由于我國的化工安全管理人員對化工企業泄漏的表現形式沒有統一的認識,對如何加強泄漏管理、泄漏管理需要做哪些工作尚不清楚,因此《指導意見》專門在第二部分對此進行了介紹。
化工生產過程中的泄漏,主要包括易揮發物料的逸散性泄漏和各種物料的源設備泄漏兩種形式。
“所謂逸散性泄漏就是平時肉眼看不到的‘跑冒滴漏’,一些微小的泄漏,主要是易揮發物料從裝置的閥門、法蘭、機泵、人孔、壓力管道焊接處等密閉系統密封處,發生非預期或隱蔽泄漏。”王浩水說,逸散性泄漏不光造成物料損失,更危害職業健康。
源設備泄漏主要是物料非計劃、不受控制地,以潑濺、滲漏、溢出等形式,從儲罐、管道、容器、槽車及其他用于轉移物料的設備進入周圍空間,產生無組織形式排放。“假如儲罐破了,或被腐蝕透了而產生物料泄漏,也算是源設備泄漏。設備失效泄漏是源設備泄漏的主要表現形式。”
針對這兩種形式的泄漏,《指導意見》分別給出了泄漏檢測的技術手段和監測流程。“其實,最主要的措施是要從根本上減少泄漏的可能性。”王浩水指出,《指導意見》正是秉承這種原則,突出源頭治理,從裝置的設計、設備的選型開始,全面提升防泄漏水平。
在設計階段,要盡可能選用先進的工藝路線,減少設備密封、管道連接等易泄漏點,降低操作壓力、溫度等工藝條件。在設備和管線的排放口、采樣口等排放閥設計時,要通過加裝盲板、絲堵、管帽、雙閥等措施,減少泄漏的可能性;對存在劇毒及高毒類物質的工藝環節,要采用密閉取樣系統設計,有毒、可燃氣體的安全泄壓排放,要采取密閉措施設計。
除了優化裝置設計,優化設備選型也必不可少。為減少泄漏事故的發生,新建和改擴建裝置的管道、法蘭、墊片、緊固件等的選型,必須符合安全規范和國家強制性標準的要求;壓力容器與壓力管道,要嚴格按照國家標準要求進行檢驗。“選型不符合現行安全規范和強制性標準要求的已建成裝置,泄漏率符合規定的,企業要加強泄漏檢測,監護運行;泄漏率不符合要求的,企業要限期整改。”王浩水強調。
《指導意見》十分重視泄漏風險的辨識與評估,要求企業組織工程技術和管理人員,或者委托具有相應資質的中介機構,對可能存在的泄漏風險進行辨識與評估,結合企業實際設備失效數據或歷史泄漏數據分析,辨識出可能發生泄漏的部位,根據設備類型、物料危險性、泄漏量等因素,對泄漏部位進行分級管理,提出具體防范措施。
“最終形成健全的泄漏管理規章制度,使其常態化運行,并建立和不斷完善泄漏檢測、報告、處理、消除等閉環管理制度。當然,萬一真的發生泄漏事故,《指導意見》也給出了具體的應急處置要求。”王浩水補充說。
持續完善泄漏管理
我國部分化工企業除了對泄漏管理不重視之外,還存在對泄漏管理的方法不科學、不系統的問題。王浩水表示,《指導意見》出臺后,國家安全監管總局將首先在中央企業、中外合資企業、外商獨資企業等安全管理基礎較好的企業開展,同時逐步向所有化工企業延伸,指導化工企業從治本入手,加強泄漏管理,防止事故發生。
【關鍵詞】反應釜;醫藥中間體
1反應釜爆炸類型分析
1.1泄露性火災爆炸反應釜在應用過程中由于某種原因干擾導致開放、可燃物質泄漏,遇到火種后即會發生爆炸,常見包括容易容器工藝泄露、外來因素破壞、操作失誤。1.2反應失控累火災爆炸反應釜在反應的過程中放熱速度明顯大于散熱,導致整個容積熱量超出一定的反應、反映發生速度進一步加快、容易加大壓力,進而造成爆炸。根本原因在于未能及時控制化學反應產生的熱量,導致出現大量蒸汽生成氣體造成緊急處理系統失效。1.3燃燒類火災爆炸反應釜的可燃物質遭遇火種出現爆炸,常見爆炸類型包括:混合氣體爆炸、爆炸性物質爆炸、氣體分解爆炸。1.4自燃類火災爆炸長期生產造成管道內沉積大量的焦炭等物質,在高溫高壓作用下即會發生自燃爆炸。例如設備長期停用,接觸空氣就會快速自燃。1.5破壞平衡類蒸汽爆炸帶壓容器內的液相、蒸汽兩者之間平衡遭到破壞,源于:液相部分溫度較高,液體量增大;容器內液溫、常壓沸點溫度相差大;空間器壁發生裂縫、容器內壓力下降。1.6熱傳類蒸汽爆炸熱量從高溫物體快速向低溫液體進行傳遞時,低溫液體液相轉化為蒸汽發生爆炸。例如在一些設備中盲目添入冷水、撲救高溫加熱爐,就容易發生該類型爆炸。
2反應釜爆炸原因分析
2.1企業對反應釜危險性認識不足企業對反應釜的危險性認識不到位,管理不嚴謹,沒有安全防范意識。沒有按照反應釜的操作要點進行生產工藝設計,且沒有在風險評估的基礎上設置相關防范措施和制定詳細具體的操作規定;且安全設備并未配置到位。通過對大量相關事故資料進行研究,發現多數發生爆炸事故生產企業均未有反應釜液位計、計量儀等設備,現場均有壓力計和溫度計,未安裝工藝安全評估、聯鎖、可燃氣體濃度測量裝置。2.2生產工藝不合理例如操作人員在反應釜中添加原料以及反應發生過程中,進行反應情況觀察、控制時找不到有效的措施度對反應進行防護,無法對反應溫度、壓力進行調控。因此在原料投入后需要再次打開人孔觀察反應情況,會導致空氣進入形成二氯乙烷等氣體,氣體相互混合后極易發生爆炸。2.3設備存在質量問題部分生產企業一味追求經濟利益,忽略了設備的維修以及引進,有些設備陳舊或者出現小問題,管理人員未引起足夠的重視,也是導致發生爆炸的重要因素。反應釜在反應過程中使用的金屬材料如果存在裂紋、疏松組織、夾雜、空洞等不良結構,會降低設備本身的力學性能;例如反應釜腐蝕程度嚴重,都會增加發生爆炸事故的風險。2.4操作人員技能水平不到位企業注重于追求經濟收益,忽略了對技能人員的培訓,老操作水平人員雖然經驗豐富,但往往比較懈怠,且部分知識存在脫節;部分新員工雖然理論知識扎實,但是經驗缺乏,再加之部分企業未安裝一些安全防護措施,導致操作不到位,也有員工本身對相關知識就不甚了解,造成生產工藝操作水平不高。
3反應釜爆炸防范措施
3.1提高安全生產意識無論是企業還是操作人員都對反應釜危險性重視程度不夠,企業自身要認識到不足,吸取其他事故的經驗教訓,加強安全生產意識建設,分析總結發生事故的原因并積極予以改善,并開展講座,邀請行業相關技術人員進行安全生產宣傳,讓員工提高對反應釜生產工藝安全生產的重視。思想上重視,行為上才會有所轉變,無論是企業還是員工都要意識到安全生產才是企業長遠發展的正確途徑。3.2加強安全管理,落實安全生產責任制除了意識上重視,制度上也要進行保障,企業要加強安全管理,根據反應釜的生產特點開展標準化工作,特別要注重對新工藝的安全管理,做好安全設施與主體工程的同時設計、同時施工、同時投入使用,保證工藝安全后投入使用。這個過程中企業要加強工藝風險評估,利用風險分析原理對工藝進行改進,最大程度做到精益求精;此外要做好生產工藝基礎安全設置建設,例如防護措施(反應釜液位計、計量儀等設備)、循環設施、消防設施等。3.3加強員工培訓企業要真正將安全生產落到實處,加強員工培訓工作。培訓形式要多樣靈活,例發放宣傳手冊、播放相關視頻資料、舉辦講座等,內容包括危險崗位人員職責、安全操作流程、工藝操作要點、自救措施等,提高員工的技能操作水平,并充分促使其履行安全崗位職責,提高整個工藝生產的安全性。3.4加強科學技術引進和研發時代在進步,行業發展也要跟上時代的步伐,要充分利用網絡信息技術的優勢,實現反應釜運行流程的智能化、自動化。例如DCS系統的應用,該系統是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統,具有分散控制、集中管理的特性,同時可良好兼容、開放、拓展,實現了反應釜整個生產工藝的控制管理,開放靈活。實施過程中,可對多個環節進行控制,如對反應釜內部溫度進行調節;在現場設置多種狀態開關可實現自動與人工的作業轉換,同時設置有步序狀態指示燈,便于操作人員了解整體作業情況;此外系統強大的組態軟件可在操作站上定義出直觀的流程圖和控制分組,促使整個作業狀態在畫面上體現,有助于實現信息的實時通訊,降低安全事故發生率。3.5改進生產工藝在工藝設備上安裝計量器具,保證所有的物料投放都能精確無誤,而且能夠測量反應狀態,無需打開觀察增加危險性;在反應釜內增加氧氣監測報警、聯鎖裝置,通過實時監測防止空氣入內,在此情況下一旦可燃氣體超標即可報警、自動停止投料,并將氣體排空,危險性明顯降低。3.6加強設備的人維護和管理定期對設備進行檢查和維修,如果設備陳舊無法正常使用要及時進行更換,保證所有的設備均處于有效狀態。同時嚴禁使用超出使用壽命、腐朽的設備以及儀器,此類靈敏度低,使用風險高。3.7定期進行安全檢查設置專門的安全檢查小組,定期對企業的各種產品生產線進行檢查,對于存在安全隱患的生產線要采取有效的措施進行整改。在一些危險場所設置導除裝置,定期維護、更換場內安全生產設施。
4結語
反應釜生產工藝具有較高的危險性,企業要認識到位,采用有效的措施對工藝各個環節進行把控,提高生產安全性。
參考文獻:
關鍵詞:控制系統;優化;性能試驗;系統管理
中圖分類號:TE966 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)20-0173-03
1 大唐多倫煤化工化工區控制系統的組成
化工控制系統是化工生產的指令部件,它對化工生產的安全、經濟運行起著不可估量的作用,優化、管理控制系統勢在必行。大唐多倫煤化工化工區控制系統主要包括以下幾個組成部分:
①大唐多倫煤化工工藝流程長,包括6個主工藝裝置:空分裝置、煤氣化裝置、酸脫裝置、甲醇裝置、MTP裝置及PP裝置。
②整個煤基烯烴裝置由聯合控制系統來進行監視和控制,包括:DCS、ESD/ITCC、PLC、輔控網、SIS等系統組成。
③全廠裝置控制系統結構分為三層,包括工廠信息管理網(MES)、本地控制網(通訊網)、萬能控制網(UCN)等,具體見圖1全廠裝置系統拓撲圖。
2 化工區控制系統優化
設計初期控制系統處于雜、亂、散、功能發揮不全等問題,依據控制系統設計原則和控制導則對控制系統進行分析診斷、理念優化18個方面的問題,解決問題的同時根據石油化工生產工藝SIL3級的要求,ESD系統所有軟硬件最終通過了TüV的AK6級認證。
2.1 控制系統系統CPU負荷率優化
①凈化和MTP裝置主系統DCS的CPU負荷率超過70%,增加控制器,平衡各控制器的負荷率,經優化后,各控制器的負荷率不超過45%。
②空分界區ITCC控制系統負荷率優化。增加PLC系統,實現了空冷系統風機變頻控制功能同時降低ITCC系統的負荷,使空分三套ITCC控制系統得到優化,提高了ITCC控制系統的穩定性,安全性。
③預干燥界區MODICON PLC系統CPU負荷率優化。預干燥界區三套工藝裝置共用一套MODICON PLC系統,配置為一對冗余的CPU,負荷率過高同時PLC系統出現故障三套工藝裝置全部無法控制和監視,將中斷給下游煤氣化裝置的供煤,新增2套CPU及其附屬設備,將三套工藝裝置的控制與監視分控制器控制,實現分散控制,既降低了單個PLC系統CPU的負荷率,也實現了危險分散。
2.2 使用合理可靠的通訊方式,提高控制系統之間通訊
可靠性
①對于控制系統之間的通訊點采取聯鎖保護優化為硬接線、DCS只允許從ESD系統中讀取數據禁止向ESD系統寫數據,即通訊不能用于聯鎖跳車的原則。
②控制系統內部控制器之間的通訊點采取聯鎖保護優化為硬接線。
③取消小型(I/O點數僅有幾點或幾十點)PLC,直接進入DCS控制,免除了與DCS之間的通訊,降低通訊負荷同時解決了MODBUS通訊的非冗余性,提高了控制的可靠性,也克服了MODBUS通訊的距離限制。
④參與ESD緊急停車同時又在DCS參與控制的信號,均采用一拖二安全柵實現信號安全傳輸。否則采用通訊或按ESD優先的原則從ESD輸出后送入DCS顯示。
2.3 重要壓縮機增加操作站,提供全面監視和控制
重要壓縮機分別在現場控制室和中央控制室增加操作站,給工藝操作人員提供具有全面的監視和控制功能,并實現中央控制控制室的遠程控制功能。
2.4 統一各控制系統時鐘源,與GPS時鐘實現同步
①統一化工區DCS系統時鐘同步功能。全廠所有DCS系統使用一個時鐘源,即在中央控制室配置GPS時鐘,利用Honeywell LCN網絡載入時鐘信號,同步了中控室所有操作站,通過光纖將時鐘信號廣播至現場各界區DCS系統,完成現場DCS各設備的同步。
②實現和統一化工區各ITCC系統、ESD系統時鐘同步功能。ITCC和ESD系統在各界區獨立配置GPS時鐘源,即在現場控制室配置GPS時鐘系統,通過以太網分別接入ITCC、ESD系統完成時鐘同步。
③PLC則采用通訊的方式實現了同步。
2.5 提升中央控制室控制和監視功能,各裝置實現一體
化控制
①優化中央控制室輔助操作臺的功能設計,在各裝置原有輔助操作臺新增加部分重要設備的緊急停車按鈕,提升輔助操作臺的安全性、可靠性,滿足工藝操作人員遠程實現緊急停車的目的。
②利用系統擴展功能,建立系統權限令牌,規定中央控制室高于現場控制室的操作權限。
③為適應中央控制室與現場控制室遠程信號傳輸的要求,特別配置了Tricon TMR遠程控制系統,使中央控制室與現場控制室之間的信號以三重化I/O BUS的形式傳輸,極大地提高了系統的可靠性和可用性。在遠程機架的配置方案中,遵循生產實際要求,采用一對一的配置方式,即中央控制室中的一套主系統將在現場控制室中配置一套獨立的遠程機架。最終通過了TüV的AK6級認證。
④整合公用工程控制系統和全廠電氣設備控制系統,實現中央控制室集中操作與監視。
2.6 優化控制系統電源系統,提升控制系統的安全性
檢查評估控制系統UPS電源可靠性,對存在隱患的UPS系統進行改造優化。存在問題的電源系統主要為以下五類。
①多套控制系統共用一套UPS系統。空分三套DCS系統及ITCC控制系統共用一套UPS電源系統。
②部分控制系統的UPS電源無冗余配置,為單路。
③部分控制系統的UPS電源雖然配置了兩套UPS電源,但配置結構并未實現冗余機構;