化工安全科普：危險化學品儲運本質安全化技術
2024-08-15
云南安全培訓網(wǎng)
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目前，一般的本質安全設計都植根于系統(tǒng)本質安全化引導詞技術。
系統(tǒng)本質安全化引導詞技術是通過預設的、以本質安全化為目標的“引導詞”，進行逐項對照，審查系統(tǒng)安全程度，逐項落實安全技術措施。
以危險化學品儲運為例，如果從損失預防的角度，可以運用下列四項實現(xiàn)“本質安全”的策略:減量也可以理解成“最小化"，盡可能減少危險化學品的使用量。
本策略的要點是減少儲運過程中(儲罐和輸送管道等)危險物料的滯留量和工廠范圍內(nèi)危險物料的儲存量，以降低工藝系統(tǒng)的風險。具體的做法諸如：
(1)通過創(chuàng)新工藝技術和改變現(xiàn)有工藝，減少工藝系統(tǒng)中危險物料的滯留量；(2)減少設備數(shù)量和采用容積更小的設備；(3)安排合理的原料和中間產(chǎn)品儲存量；(4)提高工廠維護和維修水平，減少危險中間產(chǎn)品的儲存量；(5)應用合理的工藝控制，在滿足工藝操作要求的情況下，將危險物料儲罐的液位控制在較低的范圍內(nèi)，也可以減少工藝系統(tǒng)中危險物料的滯留量；(6)選擇合適的儲存地點。在決定工廠區(qū)域危險物料的儲存量時，可以考慮幾個基本問題：是否有必要將所有的原料都儲存在工廠區(qū)?是否有其他更加安全的儲存地點(如碼頭或第三方儲存設施等)；(7)盡可能就地生產(chǎn)和消耗危險物料，以減少它們的運輸。
替代即用危害小的物質(或工藝)替代危害較大的物質(或工藝)。
本策略的要點是用危害小的物質替代危害較大的物質，或者用危害小的工藝替代危害較大的工藝。例如在儲運過程中：(1)改變現(xiàn)有的危害較大化學品的運輸方式；(3)對管道系統(tǒng)清洗時，用水溶性的清洗劑替代溶劑清洗劑。緩和是使物質或工藝系統(tǒng)處于危險性更小的狀態(tài)。本策略的要點是通過改善物理條件(如操作溫度、化學品的濃度)或改變化學條件(如化學反應條件)使工藝過程的操作條件變得更加溫和，萬一危險物料或能量發(fā)生泄漏時，可以將后果控制在較低的水平。儲運過程中，“緩和”策略主要有：對于沸點低于常溫的化學品，通常儲存在常溫常壓的系統(tǒng)中。假如工藝條件許可，可以采用沸點較高的溶劑來稀釋，從而降低儲存壓力。不幸發(fā)生泄漏時，儲罐內(nèi)、外壓差相對較小，泄漏程度會較低，如果容器破裂，泄漏區(qū)的危險物料濃度則相對較低，可減輕事故造成的后果；
此種方法通常用來儲存氨和氯等危險物質，與稀釋的效果類似，冷凍可以降低儲存物的蒸氣壓，使儲存系統(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，泄漏速度會明顯降低；
儲罐區(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)，它們在發(fā)揮作用時，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，減少操作人員犯錯誤的機會；即使出現(xiàn)操作錯誤，系統(tǒng)也具有較好的容錯性來確保安全。簡化策略的要點是在設計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、更不容易犯錯誤；而且系統(tǒng)要有好的容錯性，即使在操作人員犯錯誤的情況下，系統(tǒng)也能保障安全。例如：整齊布置管道并清楚標識，便于操作人員辨別；控制盤上按鈕的排列和標識容易辨認等。危險化學品儲運本質安全化技術示例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用來保障安全。假如合理地運用“本質安全”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)場儲存足夠量的MIC固然能夠使操作方便，但并不是必需。調查發(fā)現(xiàn)，在工廠生產(chǎn)中，MIC儲罐的實際液位也超出規(guī)定的高度。運用道化學指數(shù)法（道化學，即陶氏化學）對本次事故進行模擬顯示，如果泄漏的孔徑從50mm減小到30mm，危險暴露的距離可以減小28%。假如運用“減少”策略減少MIC的錯量，即使發(fā)生泄漏，后果也會相對較輕；(2)運用“替代”策略
MIC僅僅是工廠中間產(chǎn)品，因為其具有毒性，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)運用“緩和”策略
工廠設計的MIC儲存溫度為0℃，而在實際操作中，工廠停運冷凍系統(tǒng)，使得MIC的實際儲存溫度接近室溫(接近它的沸點，39.1℃)。如果按照“緩和”策略，使儲罐保持較低的溫度，在事故發(fā)生前，即使水進入儲罐發(fā)生放熱反應，其反應的劇烈程度應該會小得多，相應地，事故的后果會更輕一些；(4)運用“簡化”策略
事故儲罐有復雜的監(jiān)測與控制系統(tǒng)，但缺乏必要的維護，它們的可靠性一直備受質疑。這樣就出現(xiàn)兩方面的問題，一方面，在必要時，這些檢測與控制系統(tǒng)不能起到應有的作用；另一方面，操作人員對它們?nèi)狈π湃�，結果忽視了最初的超壓報警。這也是該次事故的另一個重要教訓：應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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