西方石化企业本质安全审查实践

时间:2025-05-18 11:09:03 作者:乐虎 分享到:

  如何进行本质安全审查需要一套系统且完整的方法论。本质安全审查的最终输出是一份针对工艺设计的变更建议清单,以确保设计在安全、健康和环保方面更加优化。

  安全管理的本质是风险管理,其主要目标是通过识别、评估和控制风险来预防事故。在此背景下,本质安全的概念逐渐兴起,成为风险管理的未来方向。通过将安全性直接嵌入设施、流程和产品中,本质安全减少了对二次防护和应急响应的依赖,这种方法不仅降低了事故发生的概率,还减少了设备故障和操作失误带来的潜在威胁。本质安全代表了一种更高的安全管理标准,它对于提升企业安全水平和实现可持续发展至关重要。

  本质安全的概念最早由英国帝国化学工业公司(ICI)的化学工程师特雷弗·克莱兹博士于20世纪70年代提出,它将安全管理的重点从控制危险转向从源头消除或减轻危险,强调安全必须融入设计过程中。在本质安全理念提出后的几十年里,一系列灾难性的事故逐步推动了人们对该理念的重视。

  最具代表性的事故之一是1984年印度博帕尔灾难,该事故导致数千人死亡,根本原因是现场存储了大量不必要的剧毒化学品甲基异氰酸酯(MIC),而后来的调查发现,只需少量的MIC即可满足生产需求。另一起事故是2008年在美国西弗吉尼亚州学院市拜耳作物科学农药厂发生的化学反应失控引发的爆炸事故,导致两名工人死亡,并对工厂设施导致非常严重损坏。虽然此次爆炸没有直接引发MIC泄漏,但爆炸发生地点与MIC储存区的近距离引起了公众对潜在灾难性泄漏的极大担忧。拜耳公司因此受到起诉,结果最终决定放弃使用MIC,使一个争论了几十年的安全问题尘埃落定,这是工厂本质安全性进步的典型案例。

  美国化学安全委员会(CSB)对拜耳事故进行了深入调查,揭示了传统安全管理方法的局限性,这一些方法过于依赖外部的保护措施和应急响应,无法从根本上预防灾难。因此,该事故进一步强调了工业设计中优先采用本质安全原则的必要性。

  事故发生后,美国化学安全委员会还委托美国国家科学院(NAS)发起了一项专项研究,评估化工生产的全部过程中,尤其是涉及高危险化学物质如MIC的本质安全性。NAS的研究报告呼吁化工行业广泛采用本质安全原则,强调持续研究与开发新技术和方法,使本质安全设计在工业应用中更加可行且具成本效益。

  近年来,本质安全的概念在我国安全管理领域慢慢的受到广泛关注。然而,怎么样做本质安全审查仍然需要一套系统且完整的方法论。下面对西方石化企业的本质安全审查实践做一些介绍,希望能为国内相关实践提供有益启发。

  本质安全审查是一种系统化的方法论,基于最小化、替代、缓和和简化四大核心原则,对项目设计的本质安全来进行系统性审查。其主要目标是识别重大危险源,寻找减少或消除这一些危险源的方法,并最好能够降低投资和降低风险。

  化工安全设计的基础要求是确保设备故障或操作失误不会危及厂内外人员的安全或对环境能够造成损害。传统的安全设计往往通过增加外部控制来满足这些要求,例如增加安全阀(PSV)或紧急停车系统。然而,这些设备和系统不可避免地增加了工艺的复杂性,且维护和测试这些系统所需的成本和工作量也大幅增加。

  相反,本质安全设计的重点在于通过材料特性、工艺条件和使用量来减少或消除危险,最好能够降低对外部控制的依赖,以此来降低系统的复杂性和相关的运营成本。

  概念设计阶段。审查的重点是工艺及化学反应和材料的选择,目的是选择反应性较低的工艺,并最好能够降低使用或生产危险材料(包括危险废料)。这通常称为第一阶段的本质安全审查。

  初步设计阶段。一旦确定了工艺流程图,审查将涉及危险材料清单、设备选择、操作条件和工艺复杂性等问题。这是第二阶段的本质安全审查。

  详细设计阶段。此阶段的重点是设备选择及如何确保工艺能够容忍操作和维护错误。这可以称作第三阶段的本质安全审查。

  第一、二阶段的审查尤为关键,因为在项目早期阶段识别出本质安全设计的改进机会,可以最大化其价值。在这些阶段实施设计变更的成本通常很低,且易于实现。对于小型项目,可能不需要专门的本质安全审查,但仍建议在项目安全研究中考虑本质安全设计。

  本质安全审查由一位经过专业培训并具备认证资格的审查组长带领团队进行。该团队需具备化学、操作、工艺设计等方面的专业相关知识,以确保能够解答审查过程中提出的问题,并为工艺设计和化学反应提供替代解决方案。

  不同阶段的本质安全审查团队的构成可能会有所不同。例如在第一阶段审查中,典型的小组成员包括本质安全审查组长、工艺设计工程师、化学工程师、职业卫生和/或环境健康专家、环境工程师、安全工程师、产品技术专家等。

  本质安全审查的过程是一场集思广益的会议,其目的是探索所有可能的方法来提升被审查设计的本质安全性。在审查开始前,必须确定工艺中使用的所有危险材料,了解其化学特性和毒性,并估算其用量和储存量;明确潜在的化学反应、操作条件(温度和压力)等;还需要评估工艺过程产生的废物,估算其数量并分析其环境影响;最后确定工艺的主要危害。为便于审查,企业通常会准备一套详细的检查清单,尽可能涵盖与本质安全原则相关的所有问题。

  审查团队会根据检查清单,对工艺流程图、化学反应(包括主反应和副反应)、重大危险源及本质更安全的设计替代方案进行逐一评估。

  本质安全审查的最终输出是一份针对工艺设计的变更建议清单,以确保设计在安全、健康和环保方面更优化。审查组长负责将这些建议提交给项目负责人,项目负责人再组织技术团队对这些变更建议进行可行性评估,比较变更后的成本与原设计的真实成本及风险收益。设计的真实成本应包括设备测试、维护、管理安全关键设备和系统的费用,以及额外的库存和运营成本。

  历史上的重大工业事故反复证明了传统安全管理方法的局限性,尤其是在处理复杂且高风险的工艺时。通过减少危险物质、简化工艺流程和优化设计条件,本质安全从源头上消除危险,这种方法比事后的控制措施更有效。随工业技术的发展,尤其是人工智能的快速进步,本质安全设计的应用空间逐步扩大。这为安全生产和风险管理提供了更加坚实的基础,也将逐步推动更可持续、可靠的安全实践。

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