鄒昌鍇

（江西通安安全評(píng)價(jià)有限公司，江西 九江 332000）

0 引言

近些年，化工行業(yè)的快速發(fā)展，化工工藝反應(yīng)的復(fù)雜程度也越來越高，這使得國家針對(duì)化工工藝生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)控制提出了更高要求。為了保證安全生產(chǎn)，許多化工企業(yè)開始優(yōu)化工藝反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及安全評(píng)價(jià)機(jī)制，加大科研力度，迎接新時(shí)代發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。借助于有效的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和科學(xué)的安全評(píng)價(jià)手段，能夠進(jìn)一步完善化工工藝環(huán)節(jié)，完善生產(chǎn)流程，降低安全事故的發(fā)生概率，對(duì)于企業(yè)長期發(fā)展也有著重要意義。

1 化工工藝的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別關(guān)鍵要點(diǎn)

1.1 化工工藝風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別主要內(nèi)容與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

化工工藝風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別基于各類企業(yè)生產(chǎn)要求的不同，其危險(xiǎn)源也略有不同，但大體識(shí)別的內(nèi)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(shí)別方法會(huì)落實(shí)到生產(chǎn)原材料、工藝反應(yīng)流程、材料傳輸過程以及工藝設(shè)備等方面。對(duì)于工藝風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分，通常是依據(jù)危險(xiǎn)工藝辨識(shí)相關(guān)取值表，綜合考慮化工生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)壓力值、溫度值以及其他操作規(guī)范內(nèi)容，一般將為限制劃分為4 個(gè)階段，即0 分段、2 分段、5 分段以及10 分段，用來進(jìn)一步判斷化工生產(chǎn)工藝安全水平，趁早發(fā)現(xiàn)其缺陷并予以改進(jìn)。表1 為危險(xiǎn)工藝辨識(shí)取值表。Q 為所指“物質(zhì)”的臨界量，q 為該物質(zhì)實(shí)際存在量。

表1 危險(xiǎn)工藝辨識(shí)取值表

1.2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法

1.2.1 生產(chǎn)原材料的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

化工工藝在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，先要開展的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別工作就是分析原材料。這是由于工藝生產(chǎn)中使用的材料會(huì)包含許多危險(xiǎn)化學(xué)品，大多數(shù)原材料也多具有化學(xué)性質(zhì)。比如說部分生產(chǎn)原材料會(huì)具有毒性或強(qiáng)腐蝕性，還有一些材料具有易燃易爆特性，具體識(shí)別化學(xué)品材料風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可依據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)的《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》查詢，了解其物理和化學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別，再針對(duì)性加以防護(hù)。危險(xiǎn)性比較高的材料之一就是液化石油氣體，其具有難揮發(fā)的性質(zhì)，也很容易發(fā)生燃爆，因此需要尤為注意存放及使用環(huán)境條件的控制，避免其發(fā)生膨脹爆炸的情況，帶來不可彌補(bǔ)的損失，這類物質(zhì)應(yīng)當(dāng)是化工生產(chǎn)中風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的重點(diǎn)材料，因其應(yīng)用價(jià)值頗高但危險(xiǎn)性強(qiáng)，因此可以針對(duì)性質(zhì)來進(jìn)行特殊存儲(chǔ)以及使用[1]。

1.2.2 工藝反應(yīng)流程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

大多化工工藝的反應(yīng)流程中都具有高風(fēng)險(xiǎn)性特點(diǎn)，因此也是風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別重點(diǎn)，要準(zhǔn)確判定流程中各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素，再對(duì)不穩(wěn)定因素加以定位識(shí)別，最后有效進(jìn)行解決。許多化工反應(yīng)的流程中都會(huì)釋放出大量熱能，反應(yīng)速度頗快，因而也十分危險(xiǎn)。比如說一般對(duì)危險(xiǎn)工藝流程的識(shí)別會(huì)從壓力、溫度、化學(xué)反應(yīng)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(zhì)，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(xué)放熱的狀態(tài)為特別劇烈或臨界放熱，操作處于爆炸范圍臨界點(diǎn)，那么其會(huì)歸屬于極度危險(xiǎn)的類型。目前的相關(guān)技術(shù)正逐漸優(yōu)化，因此工藝反應(yīng)流程的風(fēng)險(xiǎn)也得到了一定控制，但仍舊無法完成消除潛在風(fēng)險(xiǎn)，反應(yīng)過程中的不穩(wěn)定因素較多，需進(jìn)行重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，同時(shí)也要關(guān)注到是否釋放有害氣體或燃爆氣體。許多化工反應(yīng)事故發(fā)生后還會(huì)產(chǎn)生合并化學(xué)污染，因此，為了盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)危害，需科學(xué)選擇優(yōu)質(zhì)的材料和設(shè)備，對(duì)工藝設(shè)計(jì)加以優(yōu)化并制定應(yīng)急方案，有效防控各項(xiàng)安全事故。

反應(yīng)流程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)，也應(yīng)當(dāng)基于生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，著重監(jiān)控薄弱點(diǎn)環(huán)節(jié)，其也是容易產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)節(jié)。比方說煤化工生產(chǎn)的反應(yīng)中通常會(huì)使用F-T 合成工藝（費(fèi)托合成），其具體工藝原理是將煤轉(zhuǎn)換為燃料或其他化工產(chǎn)品，可以制取到高質(zhì)量的燃油料化學(xué)品，具有很高價(jià)值，在該項(xiàng)工藝基礎(chǔ)上還會(huì)加入沸石分子篩處理過程中，進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)，促進(jìn)兩端固定床的合成，這也就成為了MFT 工藝，其可操作性更強(qiáng)，然而由于流程的復(fù)雜度變高，在運(yùn)用反應(yīng)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(fā)危險(xiǎn)事故，因此風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)也會(huì)著重于這兩項(xiàng)薄弱點(diǎn)來加以監(jiān)控。

1.2.3 工藝設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

化工工藝生產(chǎn)反應(yīng)的過程中還會(huì)使用到對(duì)應(yīng)的工藝設(shè)備，其會(huì)基于生產(chǎn)要求的不同而選用不同性能的裝置，因此風(fēng)險(xiǎn)性也會(huì)有差異，在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)應(yīng)進(jìn)行考慮。工藝反應(yīng)設(shè)備會(huì)在生產(chǎn)中發(fā)揮出控制反應(yīng)、收集能量和有害氣體的作用。不同設(shè)備的核心部件不相同，需結(jié)合性能特征采用精細(xì)化的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別手段。比方說在煤化工工藝當(dāng)中，高風(fēng)險(xiǎn)的流程包括催化裂化反應(yīng)與真空蒸餾反應(yīng)，這兩項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)使用的設(shè)備都需進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，主要是動(dòng)態(tài)監(jiān)控其溫度、壓力，也要防止出現(xiàn)能量泄漏情況，還需加強(qiáng)控制操作的精密度，常用的設(shè)備為汽化爐，其內(nèi)部反應(yīng)器裝置會(huì)作為承受化學(xué)反應(yīng)的重要部件，因此要根據(jù)實(shí)際需求來選擇反應(yīng)器類型，不同反應(yīng)器額煤容積氣化強(qiáng)度存在著明顯差異，其相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 反應(yīng)器類型及其煤容積氣化強(qiáng)度數(shù)據(jù)

1.2.4 材料傳輸過程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

在運(yùn)用生產(chǎn)原材料和反應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)化工工藝生產(chǎn)時(shí)，相關(guān)反應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生大量能量，這些能量需要借助化工管道來運(yùn)送、運(yùn)輸，從而推動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)反應(yīng)的順利推進(jìn)。而實(shí)際傳輸過程也要注意風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，主要是要識(shí)別化學(xué)材料是否具有強(qiáng)腐蝕性并給管道帶來不利影響，也要對(duì)材料泄漏風(fēng)險(xiǎn)及管道磨損風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)化識(shí)別，及時(shí)將安全隱患排除[2]。除此之外，也要時(shí)刻觀察管道的性能變化與穩(wěn)定狀態(tài)，基于風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的相關(guān)結(jié)果選擇合適管材，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)強(qiáng)化監(jiān)控，像是管道的接頭與轉(zhuǎn)彎位置都要注意監(jiān)控。

2 化工工藝的安全評(píng)價(jià)方法研究

當(dāng)下大多化工企業(yè)在針對(duì)化工工藝實(shí)施安全評(píng)價(jià)時(shí)采用的方法主要為模糊評(píng)價(jià)法。這種方法在評(píng)價(jià)安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的原理為，依據(jù)相關(guān)模糊學(xué)的隸屬程度理論，將原定性評(píng)價(jià)形式的標(biāo)準(zhǔn)處理轉(zhuǎn)換成定量評(píng)價(jià)形式的標(biāo)準(zhǔn)，以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，切實(shí)針對(duì)各項(xiàng)因素影響的事物和對(duì)象進(jìn)行總體、綜合性的安全評(píng)價(jià)。模糊評(píng)價(jià)法在化工工藝安全風(fēng)險(xiǎn)的范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，這是由于其具有評(píng)價(jià)結(jié)果較清晰的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)過去無法將評(píng)價(jià)內(nèi)容量化的問題進(jìn)行解決，方法應(yīng)用也體現(xiàn)出頗強(qiáng)系統(tǒng)性，彌補(bǔ)了許多缺點(diǎn)。在具體評(píng)價(jià)化工工藝安全時(shí)，其步驟為：先對(duì)工藝加以歸類，為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)；再對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系合理設(shè)計(jì)；最后則是建立模型來開展評(píng)價(jià)工作。

2.1 工藝歸類

化工工藝安全的模糊評(píng)價(jià)中，工藝歸類為最基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)階段，其具體做法是安排風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)部門人員通過調(diào)研與學(xué)習(xí)來切實(shí)掌握生產(chǎn)工藝的概念、各類風(fēng)險(xiǎn)原理與要點(diǎn)，針對(duì)不同企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際情況歸類化工工藝[3]。歸類操作時(shí)需緊緊圍繞生產(chǎn)產(chǎn)品本身用途，從而分類加工的工藝，對(duì)于加工時(shí)的工藝狀態(tài)類型進(jìn)行分析，了解詳細(xì)的加工步驟，具體每個(gè)環(huán)節(jié)中加工工藝是怎樣進(jìn)行的，屬于化學(xué)處理還是物理加工，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工藝的細(xì)化分類，為后續(xù)安全評(píng)價(jià)做準(zhǔn)備。

2.2 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在完成了化工工藝的歸類處理后，合理設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)，依據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)類型來設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體設(shè)定指標(biāo)可包括物質(zhì)材料的危險(xiǎn)性、工藝設(shè)備危險(xiǎn)性以及反應(yīng)過程危險(xiǎn)性。在指標(biāo)確認(rèn)的基礎(chǔ)上搭建起信息化指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.3 搭建模型并展開評(píng)價(jià)

以化工工藝歸類為基礎(chǔ)，參照所建立的指標(biāo)體系，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的具體指標(biāo)，隨后搭建安全評(píng)價(jià)的模型。在模型建立完成之后，將日常化工工藝生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)輸入到模型中，和指標(biāo)評(píng)價(jià)并行實(shí)施進(jìn)一步分析，同時(shí)也可結(jié)合企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理部門所提供的生產(chǎn)記錄文件、日常各項(xiàng)生產(chǎn)資料來加以分析，最后再將生產(chǎn)記錄文件、日常生產(chǎn)資料以及評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果都導(dǎo)入進(jìn)模糊數(shù)學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)最后的推算，即可評(píng)估出具體化工工藝風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)程度。在指標(biāo)評(píng)價(jià)時(shí)，做法如下：第一，以評(píng)價(jià)因素為基準(zhǔn)建立一個(gè)集合對(duì)象，記為U=（u1，u2，u3，…，un），其評(píng)判的因素即為各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)判對(duì)象；第二，依據(jù)評(píng)判因素來建立評(píng)判集合，記為V=（v1，v2，v3，…，vn），該集合主要是可以對(duì)評(píng)判對(duì)象指標(biāo)的評(píng)語進(jìn)行歸類；第三，深入分析和判斷各項(xiàng)因素，以單因素為基礎(chǔ)進(jìn)行分析可以獲得向量，也就實(shí)現(xiàn)了因素指標(biāo)的詳細(xì)評(píng)價(jià)；第四，以建立的向量為基礎(chǔ)進(jìn)一步分析獲得評(píng)價(jià)結(jié)論，最終評(píng)價(jià)結(jié)論會(huì)與危險(xiǎn)工藝辨識(shí)取值表的內(nèi)容相結(jié)合，確定不同工藝的危險(xiǎn)等級(jí)。

3 結(jié)論

文章主要對(duì)化工工藝安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的各項(xiàng)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，主要分析了生產(chǎn)材料風(fēng)險(xiǎn)、化學(xué)反應(yīng)過程風(fēng)險(xiǎn)以及工藝設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的方法，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分并提出了風(fēng)險(xiǎn)防范基本對(duì)策。同時(shí)也針對(duì)化工工藝安全評(píng)價(jià)展開了研究，主要采用的評(píng)價(jià)方法為模糊評(píng)價(jià)法，借助其優(yōu)勢(shì)來獲得客觀、可靠的評(píng)價(jià)結(jié)論，相關(guān)研究可供對(duì)應(yīng)化工企業(yè)工藝生產(chǎn)安全管理工作參考。但需注意的是，不同類型企業(yè)化工生產(chǎn)工藝具有明顯差異，其工藝風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容與發(fā)生概率也各不相同，在具體進(jìn)行工藝風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和安全評(píng)價(jià)時(shí)，還需依據(jù)實(shí)際情況。