化工工艺的风险识别与安全评价研究
摘要
关键词
安全评价;化工工艺风险;识别;
正文
引 言:
近年来,伴随着化工行业的迅速发展,化工工艺反应的复杂性不断增加,国家对化工工艺生产风险控制提出了更为严格的要求。为确保生产安全,许多化工企业已经着手优化工艺反应的风险识别和安全评估机制,加大科研力度,以迎接新时代发展的重要挑战。通过有效的风险识别和科学的安全评估手段,能够进一步优化化工工艺环节,改进生产流程,减少安全事故发生的概率,这对企业的长期发展具有重要意义。
1 化工工艺的风险识别关键要点
1.1 化工工艺风险识别主要内容与风险等级划分
化工工艺风险识别涵盖了各类企业的生产要求,因此危险源略有不同。然而,总体而言,风险识别的内容可以划分为液化气体、爆炸品、有害物质、压缩盘、自燃固体以及易爆固体等。具体的识别方法涉及生产原材料、工艺反应流程、材料传输过程以及工艺设备等方面。对于工艺风险的等级划分通常基于危险工艺辨识相关取值表,综合考虑设计压力、温度以及其他操作规范内容。一般分为4个阶段,即0分段、2分段、5分段以及10分段,以进一步评估化工生产工艺的安全水平和缺陷。表1列出了危险工艺辨识的取值表,其中Q表示"物质"的临界量,q表示该物质的实际存在量。
表1 危险工艺辨识取值表
1.2 风险识别方法
1.2.1 原材料风险识别
在化工工艺中,首要的风险识别任务涉及原材料的评估。因为工艺生产常需使用多种危险化学品,而且大多数原材料都具有化学性质。一些原材料具有毒性或强腐蚀性,而其他则易燃易爆。针对化学品材料的准确识别,我们可依据我国标准的《危险化学品名录》来查询其物理和化学性质,以实现精确的识别,并采取相应的防护措施。举例来说,液化石油气体是一种高风险材料,由于其不易挥发且容易引发爆炸,因此必须特别关注存储和使用条件的控制,以防止严重损失。在化工生产中,应将其列为重点风险材料之一,并根据其特性采取特殊的存储和使用措施。
1.2.2 工艺反应流程的风险识别
化工反应流程通常伴随高风险,成为风险识别的核心任务。必须精确评估各种风险因素,并快速定位不稳定因素,以采取有效措施。许多化工反应具有高热能释放和快速反应的特点,因此存在显著危险。危险工艺流程的识别通常需要考虑多个方面,包括压力、温度、化学反应放热、腐蚀率和操作等因素。例如,对于甲类可燃液体、气体或固体等危险介质,当气体温度、液体温度、腐蚀率、压力值、化学放热等达到极端条件或操作位于爆炸范围临界点时,都属于极度危险的情形。尽管相关技术不断进步,但工艺反应流程仍潜藏潜在风险,需要重点识别不稳定因素,并密切关注是否释放有害气体或爆炸性气体。化工反应事故可能伴随化学污染,因此为减少风险危害,必须科学选择高质材料和设备,优化工艺设计,并制定应急方案,以有效预防和控制各类安全事故。在风险识别工作中,还应根据生产工艺的特点,特别关注薄弱环节,因为这些环节更容易产生风险。例如,煤化工生产中采用F-T合成工艺将煤转化为高质燃料或其他化工产品,包括沸石分子筛处理,形成MFT工艺,具有更强的操作性。然而,由于流程复杂,必须确保催化剂保持活性,避免局部温度过高,以免引发危险事故。因此,在风险识别中,需要特别关注这两个薄弱点并进行持续监控。
1.2.3 工艺设备的风险识别
在化工工艺生产的反应过程中,使用相应的工艺设备,根据不同的生产要求选择不同性能的设备。因此,风险性也各不相同,需要在风险识别中考虑。工艺反应设备在生产中发挥控制反应、收集能量和有害气体的作用。不同设备的核心部件不同,因此需要根据性能特征采用精细的风险识别方法。例如,在煤化工工艺中,催化裂化反应和真空蒸馏反应是高风险的流程,其使用的设备需要进行严格的风险识别。这包括动态监测温度、压力,防止能量泄漏,并提高操作的精确度。常用的设备之一是汽化炉,其内部反应器装置作为承受化学反应的重要部件,需要根据实际需求选择反应器类型。不同类型的反应器的煤容积气化强度有明显差异,相关指标数据如表2所示。
表2 反应器类型及其煤容积气化强度数据
2 化工工艺的安全评价方法研究
当前,大多数化工企业在进行化工工艺的安全评价时采用模糊评价法。该方法基于模糊数学理论,将原本定性的安全标准处理转化为定量评价,以便全面综合评估各种因素对安全风险的影响。模糊评价法在化工工艺安全风险评估中得到广泛应用,其优点在于评估结果清晰明了,能够解决过去难以量化评估的问题,并具有较强的系统性。在具体的化工工艺安全评价中,其步骤包括工艺归类、评价指标体系设计和建立评价模型。
2.1 工艺归类
工艺归类是化工工艺安全评价的基础阶段。在这一阶段,评价部门的工作人员通过研究和学习,掌握生产工艺的概念、各种风险原理和要点,并根据不同企业的生产情况对化工工艺进行分类[3]。在归类过程中,需要根据生产产品的用途,对工艺进行分类,并分析加工工艺的类型。这包括详细了解加工步骤,每个环节的工艺是如何进行的,是化学处理还是物理加工等,进一步细化工艺分类,为后续安全评价做准备。
2.2 设计评价指标体系
在完成工艺归类后,需要合理设计评价指标,根据安全风险类型建立评价指标体系,包括物质材料的危险性、工艺设备的危险性和反应过程的危险性等。在确定指标的基础上,建立信息化指标数据库,并对各项指标进行详细分析。
2.3 建立评价模型并进行评价
基于工艺归类,参考建立的指标体系,获取相关数据库中的具体指标,然后建立安全评价模型。完成模型建立后,将日常化工工艺生产的数据输入模型中,同时结合企业安全风险管理部门提供的生产记录文件和其他资料进行进一步分析。最终,将生产记录文件、日常生产资料以及相关指标分析结果导入模糊数学方法中,进行综合评估,得出具体化工工艺风险的等级。在指标评价过程中,步骤如下:首先,以评价因素为基础建立一个集合对象U=(u1,u2,u3,…,un),其中评判因素是各项指标的评判对象;其次,根据评判因素建立评判集合V=(v1,v2,v3,…,vn),该集合用于对评判对象指标的评语进行分类;接着,进行深入的因素分析和评判,以单因素为基础进行分析以获得向量,从而实现因素指标的详细评价;最后,基于建立的向量进行进一步分析,得出评价结论,最终的评价结论将与危险工艺辨识取值表相结合,确定不同工艺的危险等级。
3 结论
综上所述,本文综述了化工工艺安全风险识别的关键要点,着重分析了生产材料、化学反应过程以及工艺设备的风险识别方法,并对风险等级进行了分类,提出了基本的风险防范措施。此外,本文还进行了化工工艺安全评价的研究,主要采用了模糊评价法作为评价方法,以充分利用其优势来获取客观可靠的评价结果。这些研究成果可供化工企业在工艺生产安全管理方面的参考。
参考文献:
[1] 化工工艺的风险识别与安全评价要点构架分析[J]. 黄文城.石化技术,2019(10)
[2] 化工工艺的风险识别与安全评价研究[J]. 李卫平;耿来红;蒋捷;王振.中国石油和化工标准与质量,2019(12)
[3] 化工工艺和设备安全性评价分析[J]. 程永海.化学工程与装备,2012(01)
[4] 化工工艺设计中安全危险的识别及控制探究[J]. 朱亮.辽宁化工,2023
[5] 化工工艺及设备生产的安全分析[J]. 田璐瑜;周国永.现代盐化工,2023
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