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如何理解本質(zhì)更安全
發(fā)布時(shí)間：
2024-04-28 10:59
伴隨著(zhù)《化工過(guò)程安全管理導則》2022版的發(fā)布以及應急管部門(mén)的大力推進(jìn)，越來(lái)越多的化工企業(yè)開(kāi)始關(guān)注并建立化工過(guò)程安全管理體系。相對于上個(gè)版本的12個(gè)要素，2022版化工過(guò)程安全管理涉及20個(gè)要素，新增部分要素，其中本質(zhì)更安全就是其中之一。
對于本質(zhì)更安全，該如何理解并運用，企業(yè)目前有很多疑問(wèn)，在同企業(yè)管理人員交流過(guò)程中，很多人一直在問(wèn)“為什么要建立本質(zhì)更安全的管理制度”？目的何在？
一、本質(zhì)更安全發(fā)展歷程
本質(zhì)更安全是一個(gè)古老理念的現代術(shù)語(yǔ)，這個(gè)理念可以追溯到很久以前。例如古人會(huì )盡可能的選擇在河邊高地建造村莊，而不是用堤壩和圍墻防洪，這就是最早的本質(zhì)安全設計理念。
1974年英國的Flixborough爆炸事故是過(guò)程安全和本質(zhì)安全方面的里程碑事件，該事件造成28人死亡。受這一悲劇事件啟發(fā)，當時(shí)擔任英國帝國化學(xué)安全顧問(wèn)的Trevor Kletz博士做了《你沒(méi)有的東西不會(huì )泄露（“What You Don’t Have, Can’t Leak”）》的演講。該演講首次對化工工藝和裝置的本質(zhì)安全理念做了簡(jiǎn)明扼要的討論。
1978年以來(lái)，伴隨著(zhù)幾起重大行業(yè)事故（墨西哥城爆炸事故、印度博帕爾事故等）的發(fā)生，人們對化學(xué)工藝和裝置本質(zhì)安全愈發(fā)關(guān)注。
二、本質(zhì)更安全的含義
首先需要說(shuō)明的是本質(zhì)更安全與本質(zhì)安全二者只是名稱(chēng)不同，實(shí)際含義是一致的，沒(méi)有區別。本質(zhì)更安全是一種通過(guò)消除或減小危害而不是管理或控制危害從而降低風(fēng)險的設計理念，適用于企業(yè)生產(chǎn)的全生命周期，是一個(gè)不斷迭代完善的過(guò)程。一個(gè)系統如果具備“系統出現了問(wèn)題（人的不安全行為&物的不安全狀態(tài)）后仍具有較低危險性”的特性，則可認為其具有“本質(zhì)更安全”的屬性。
本質(zhì)更安全的應用包括更廣泛的共同特征：
? 它是一個(gè)理念一一本質(zhì)安全代表一系列的概念而不是一套具體的方法。它包括本質(zhì)安全(IS)、本質(zhì)安全技術(shù)(IST)和本質(zhì)安全設計(ISD)。
? 它應用于工藝的全生命周期一一本質(zhì)安全應用于工藝的全生命周期，而非只在設計階段考慮。
? 它專(zhuān)注于減少危害以降低風(fēng)險一一本質(zhì)安全謀求從源頭上規避危害而非試圖控制危害。如果不能完全規避，則盡可能降低風(fēng)險可能性和嚴重度。
? 它傾向于一勞永逸地減少危害而不是增加保護層一一運用本質(zhì)安全方法規避或減少風(fēng)險是工藝本身的需求，即它們是永恒的不可分割的。
? 它不搞一刀切，需要具體問(wèn)題具體分析一一比如適用于某種物料、操作條件、位置和其他因素的過(guò)程本質(zhì)安全解決方案可能對其他過(guò)程風(fēng)險降低作用不大，或者不適用。
? 應用時(shí)應通盤(pán)考慮本質(zhì)安全決策一一采用本質(zhì)上更安全解決方案的決策過(guò)程必須考慮工藝的全生命周期、所有的危害風(fēng)險、風(fēng)險從一個(gè)受影響的人群轉移到另一個(gè)受影響的人群的可能性以及該方案的技術(shù)和經(jīng)濟適用性。
? 它能減少危害但不一定減少所有風(fēng)險一一大多數情況下，不應將本質(zhì)安全工藝過(guò)程視為“本質(zhì)上安全”或“絕對安全”。運用本質(zhì)安全理念會(huì )降低過(guò)程風(fēng)險(本質(zhì)更安全)，但不會(huì )消除所有風(fēng)險。
本質(zhì)安全理念無(wú)論是在降低潛在事故頻次還是后果方面都有利于強化整體風(fēng)險管理方案。
三、本質(zhì)安全策略
在《化工過(guò)程安全管理導則》2022版中提出了實(shí)現本質(zhì)更安全的四種策略，分別是最小化、替代、緩和、簡(jiǎn)化。
1.最小化
最小化策略是指減少生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)裝置的物料、能量或能量密度。常見(jiàn)的包括以下四種情形：
1）通過(guò)工藝優(yōu)化減少危險有害物料的在線(xiàn)量;
2）通過(guò)提升生產(chǎn)運行管理,降低危險物料的中間庫存;
3）通過(guò)優(yōu)化供應商管理,降低危險原輔材料的庫存;
4）通過(guò)加強銷(xiāo)售管理,降低產(chǎn)品庫存。
以反應器為例，由于化工過(guò)程大部分風(fēng)險來(lái)自反應器，因此對反應器應用最小化策略可以有效降低風(fēng)險后果。
旋轉盤(pán)式反應器是一種相對較新的反應器設計發(fā)展成果。該反應器在做離心運動(dòng)的加速度場(chǎng)中發(fā)生反應。加速運動(dòng)的流體極大地強化了傳質(zhì)和傳熱過(guò)程，從而在相同的反應速率下所需要的反應體積更小。
另一種比較常見(jiàn)的反應器如微反應器是技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)方向，設備小型化可以使混合和傳熱過(guò)程的傳質(zhì)和傳熱速率更高，當反應器微通道尺寸降低到微米級別時(shí)，反應器內比表面積和物料相的界面面積顯著(zhù)增加，傳熱和傳質(zhì)的效率比傳統反應器提升1~2個(gè)數量級，顯著(zhù)降低了危險工藝過(guò)程的火災、爆炸風(fēng)險，極大地提高了過(guò)程的安全性。
圖1 微通道反應器
2.替代
替代策略是指采用可以消除或減少危害的替代品取代危險物料或工藝。
在我們日常生活中比較常見(jiàn)的如很多涂裝企業(yè)開(kāi)始使用水性漆代替油性漆，安全系數大大提升，同時(shí)更加環(huán)保。再比如為了安全起見(jiàn)，好多地區要求使用更加安全的氟利昂作為制冷劑代替氨制冷劑。 還有一個(gè)例子，如丙烯腈可以通過(guò)乙炔與劇毒的氫氰酸反應來(lái)生產(chǎn)，也可以使用新的氨氧化工藝生產(chǎn)，氨氧化工藝使用的丙烯和氨相對于乙炔和氫氰酸，危害降低不少。
圖2 氨氧化工藝代替傳統丙烯腈生產(chǎn)工藝
3.緩和
緩和策略是指在更低危害或能量的條件下使用物料，或設計工廠(chǎng)時(shí)采取措施以減輕危害引發(fā)的事故影響。緩和可以物理實(shí)現（如采用較低溫度或稀釋?zhuān)?，也可以化學(xué)實(shí)現（較溫和的操作條件）。
比如，某裝置的蒸汽主要用于管線(xiàn)伴熱以及成品物料熟化，最高需求溫度約120℃。優(yōu)化前，使用S5蒸汽（0.5MPaG 160℃），溫度壓力均較高，發(fā)生泄漏時(shí)危險性較大。優(yōu)化后，將蒸汽由S5調整為S2（ 0.2MPaG 135℃ ），危險性大大降低。
4.簡(jiǎn)化
簡(jiǎn)化策略是指減少不必要的復雜設計或操作，從而降低或消除化工風(fēng)險。常見(jiàn)的簡(jiǎn)化應用如下：
1）簡(jiǎn)化工藝流程，減少操作和維護；
2）減少對人機交互的依賴(lài)；
3）減少化學(xué)品的種類(lèi)和數量；
4）更少的操作步驟。
一個(gè)有效的簡(jiǎn)化技術(shù)是將兩個(gè)或多個(gè)功能相近的容器或設備合并成一個(gè)，消除多余的容器或設備。例如，有些情況下反應器氣相管線(xiàn)不必單獨設置冷凝器，氣相管線(xiàn)不加保溫就可以實(shí)現與冷凝器一樣的效果。再比如，之前很多使用液氯的企業(yè)使用液氯鋼瓶，由于使用量大，現場(chǎng)存儲了很多鋼瓶，而且鋼瓶汽化及裝卸時(shí)需要操作人員使用行車(chē)吊運，存在很大的風(fēng)險，為了簡(jiǎn)化操作流程現在改造為液氯儲罐，液氯卸車(chē)及汽化基本實(shí)現自動(dòng)化，減少了人員參與，降低了風(fēng)險。
四、本質(zhì)更安全認知
本質(zhì)更安全提升工作并非僅是設計人員的事情，需要全員參與：
1）本質(zhì)更安全理念既可適用于宏觀(guān)的工藝路線(xiàn)設計，也可適用于具體的操作步驟設計，每個(gè)人能在自己的崗位發(fā)現本質(zhì)更安全提升機會(huì )；
2）在執行作業(yè)安全分析JSA時(shí)和操作維護時(shí)，加強消除風(fēng)險的觀(guān)念，而不僅僅是降低風(fēng)險等；
3）培訓全體員工了解什么是本質(zhì)更安全，幫助員工構建正確的本質(zhì)更安全理念可以使得本質(zhì)安全提升事半功倍。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，本質(zhì)安全被越來(lái)越重視。甚至在某些國家已提出將本質(zhì)安全作為化學(xué)品安全法規的主要要求。目前，本質(zhì)更安全已被寫(xiě)進(jìn)《化工過(guò)程安全管理導則》，相信不久的將來(lái)，本質(zhì)安全策略將提高化工行業(yè)的整體安全性，真正實(shí)現“本質(zhì)更安全”。
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