化工安全科普：危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)本質(zhì)安全化技術(shù)
2024-08-15
云南安全培訓(xùn)網(wǎng)
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目前，一般的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)都植根于系統(tǒng)本質(zhì)安全化引導(dǎo)詞技術(shù)。
系統(tǒng)本質(zhì)安全化引導(dǎo)詞技術(shù)是通過預(yù)設(shè)的、以本質(zhì)安全化為目標(biāo)的“引導(dǎo)詞”，進(jìn)行逐項(xiàng)對(duì)照，審查系統(tǒng)安全程度，逐項(xiàng)落實(shí)安全技術(shù)措施。
以危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)為例，如果從損失預(yù)防的角度，可以運(yùn)用下列四項(xiàng)實(shí)現(xiàn)“本質(zhì)安全”的策略:減量也可以理解成“最小化"，盡可能減少危險(xiǎn)化學(xué)品的使用量。
本策略的要點(diǎn)是減少儲(chǔ)運(yùn)過程中(儲(chǔ)罐和輸送管道等)危險(xiǎn)物料的滯留量和工廠范圍內(nèi)危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量，以降低工藝系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。具體的做法諸如：
(1)通過創(chuàng)新工藝技術(shù)和改變現(xiàn)有工藝，減少工藝系統(tǒng)中危險(xiǎn)物料的滯留量；(2)減少設(shè)備數(shù)量和采用容積更小的設(shè)備；(3)安排合理的原料和中間產(chǎn)品儲(chǔ)存量；(4)提高工廠維護(hù)和維修水平，減少危險(xiǎn)中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量；(5)應(yīng)用合理的工藝控制，在滿足工藝操作要求的情況下，將危險(xiǎn)物料儲(chǔ)罐的液位控制在較低的范圍內(nèi)，也可以減少工藝系統(tǒng)中危險(xiǎn)物料的滯留量；(6)選擇合適的儲(chǔ)存地點(diǎn)。在決定工廠區(qū)域危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量時(shí)，可以考慮幾個(gè)基本問題：是否有必要將所有的原料都儲(chǔ)存在工廠區(qū)?是否有其他更加安全的儲(chǔ)存地點(diǎn)(如碼頭或第三方儲(chǔ)存設(shè)施等)；(7)盡可能就地生產(chǎn)和消耗危險(xiǎn)物料，以減少它們的運(yùn)輸。
替代即用危害小的物質(zhì)(或工藝)替代危害較大的物質(zhì)(或工藝)。
本策略的要點(diǎn)是用危害小的物質(zhì)替代危害較大的物質(zhì)，或者用危害小的工藝替代危害較大的工藝。例如在儲(chǔ)運(yùn)過程中：(1)改變現(xiàn)有的危害較大化學(xué)品的運(yùn)輸方式；(3)對(duì)管道系統(tǒng)清洗時(shí)，用水溶性的清洗劑替代溶劑清洗劑。緩和是使物質(zhì)或工藝系統(tǒng)處于危險(xiǎn)性更小的狀態(tài)。本策略的要點(diǎn)是通過改善物理?xiàng)l件(如操作溫度、化學(xué)品的濃度)或改變化學(xué)條件(如化學(xué)反應(yīng)條件)使工藝過程的操作條件變得更加溫和，萬一危險(xiǎn)物料或能量發(fā)生泄漏時(shí)，可以將后果控制在較低的水平。儲(chǔ)運(yùn)過程中，“緩和”策略主要有：對(duì)于沸點(diǎn)低于常溫的化學(xué)品，通常儲(chǔ)存在常溫常壓的系統(tǒng)中。假如工藝條件許可，可以采用沸點(diǎn)較高的溶劑來稀釋，從而降低儲(chǔ)存壓力。不幸發(fā)生泄漏時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)、外壓差相對(duì)較小，泄漏程度會(huì)較低，如果容器破裂，泄漏區(qū)的危險(xiǎn)物料濃度則相對(duì)較低，可減輕事故造成的后果；
此種方法通常用來儲(chǔ)存氨和氯等危險(xiǎn)物質(zhì)，與稀釋的效果類似，冷凍可以降低儲(chǔ)存物的蒸氣壓，使儲(chǔ)存系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的壓差降低，如果容器出現(xiàn)破口或裂縫，泄漏速度會(huì)明顯降低；
儲(chǔ)罐區(qū)的圍堤、泵區(qū)的地面圍堰等都是典型的泄漏容納系統(tǒng)，它們?cè)诎l(fā)揮作用時(shí)，不需要有人去開啟，也不依賴自控裝置的觸發(fā)，雖然它們不能夠消除泄漏，但是可以明顯地減輕泄漏后果。
簡化是盡量剔除工藝系統(tǒng)中煩瑣的、冗余的部分，使操作更加容易，減少操作人員犯錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)；即使出現(xiàn)操作錯(cuò)誤，系統(tǒng)也具有較好的容錯(cuò)性來確保安全。簡化策略的要點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中充分考慮人的因素，盡量剔除工藝系統(tǒng)中煩瑣的、不必要的組成部分，使操作更簡單、更不容易犯錯(cuò)誤；而且系統(tǒng)要有好的容錯(cuò)性，即使在操作人員犯錯(cuò)誤的情況下，系統(tǒng)也能保障安全。例如：整齊布置管道并清楚標(biāo)識(shí)，便于操作人員辨別；控制盤上按鈕的排列和標(biāo)識(shí)容易辨認(rèn)等。危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)本質(zhì)安全化技術(shù)示例1984年12月3日發(fā)生在印度博帕爾的甲基異氰酸酯(MIC)泄漏事故是迄今為止最嚴(yán)重的化工事故。事故中有約25t MIC發(fā)生泄漏，造成大量的人員和牲畜死亡。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故工廠在很大程度上依賴工程控制和程序運(yùn)用來保障安全。假如合理地運(yùn)用“本質(zhì)安全”的策略，或許該事故可以避免，至少可以有效地減輕事故的后果：
(1)運(yùn)用“減少”策略
事故工廠的MIC既不是原料也不是產(chǎn)品，而是一種中間產(chǎn)品。在工廠現(xiàn)場儲(chǔ)存足夠量的MIC固然能夠使操作方便，但并不是必需。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在工廠生產(chǎn)中，MIC儲(chǔ)罐的實(shí)際液位也超出規(guī)定的高度。運(yùn)用道化學(xué)指數(shù)法（道化學(xué)，即陶氏化學(xué)）對(duì)本次事故進(jìn)行模擬顯示，如果泄漏的孔徑從50mm減小到30mm，危險(xiǎn)暴露的距離可以減小28%。假如運(yùn)用“減少”策略減少M(fèi)IC的錯(cuò)量，即使發(fā)生泄漏，后果也會(huì)相對(duì)較輕；(2)運(yùn)用“替代”策略
MIC僅僅是工廠中間產(chǎn)品，因?yàn)槠渚哂卸拘�，一些其他類似的工廠選擇了不同的工藝路線來生產(chǎn)同類產(chǎn)品，避免了工藝系統(tǒng)中MIC的存在。如果在開發(fā)該工藝的初期運(yùn)用“替代”策略，就能消除 MIC帶來的危害，或許可以避免本次事故；(3)運(yùn)用“緩和”策略
工廠設(shè)計(jì)的MIC儲(chǔ)存溫度為0℃，而在實(shí)際操作中，工廠停運(yùn)冷凍系統(tǒng)，使得MIC的實(shí)際儲(chǔ)存溫度接近室溫(接近它的沸點(diǎn)，39.1℃)。如果按照“緩和”策略，使儲(chǔ)罐保持較低的溫度，在事故發(fā)生前，即使水進(jìn)入儲(chǔ)罐發(fā)生放熱反應(yīng)，其反應(yīng)的劇烈程度應(yīng)該會(huì)小得多，相應(yīng)地，事故的后果會(huì)更輕一些；(4)運(yùn)用“簡化”策略
事故儲(chǔ)罐有復(fù)雜的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，但缺乏必要的維護(hù)，它們的可靠性一直備受質(zhì)疑。這樣就出現(xiàn)兩方面的問題，一方面，在必要時(shí)，這些檢測(cè)與控制系統(tǒng)不能起到應(yīng)有的作用；另一方面，操作人員對(duì)它們?nèi)狈π湃危Y(jié)果忽視了最初的超壓報(bào)警。這也是該次事故的另一個(gè)重要教訓(xùn)：應(yīng)該盡量簡化操作和監(jiān)控系統(tǒng)，并確保它們處于良好的工作狀態(tài)。
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