如何理解本質更安全
發布時間：
2024-04-28 10:59
伴隨著《化工過程安全管理導則》2022版的發布以及應急管部門的大力推進，越來越多的化工企業開始關注并建立化工過程安全管理體系。相對于上個版本的12個要素，2022版化工過程安全管理涉及20個要素，新增部分要素，其中本質更安全就是其中之一。
對于本質更安全，該如何理解并運用，企業目前有很多疑問，在同企業管理人員交流過程中，很多人一直在問“為什么要建立本質更安全的管理制度”？目的何在？
一、本質更安全發展歷程
本質更安全是一個古老理念的現代術語，這個理念可以追溯到很久以前。例如古人會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，這就是最早的本質安全設計理念。
1974年英國的Flixborough爆炸事故是過程安全和本質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，當時擔任英國帝國化學安全顧問的Trevor Kletz博士做了《你沒有的東西不會泄露（“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安全理念做了簡明扼要的討論。
1978年以來，伴隨著幾起重大行業事故（墨西哥城爆炸事故、印度博帕爾事故等）的發生，人們對化學工藝和裝置本質安全愈發關注。
二、本質更安全的含義
首先需要說明的是本質更安全與本質安全二者只是名稱不同，實際含義是一致的，沒有區別。本質更安全是一種通過消除或減小危害而不是管理或控制危害從而降低風險的設計理念，適用于企業生產的全生命周期，是一個不斷迭代完善的過程。一個系統如果具備“系統出現了問題（人的不安全行為&物的不安全狀態）后仍具有較低危險性”的特性，則可認為其具有“本質更安全”的屬性。
本質更安全的應用包括更廣泛的共同特征：
? 它是一個理念一一本質安全代表一系列的概念而不是一套具體的方法。它包括本質安全(IS)、本質安全技術(IST)和本質安全設計(ISD)。
? 它應用于工藝的全生命周期一一本質安全應用于工藝的全生命周期，而非只在設計階段考慮。
? 它專注于減少危害以降低風險一一本質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安全方法規避或減少風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程本質安全解決方案可能對其他過程風險降低作用不大，或者不適用。
? 應用時應通盤考慮本質安全決策一一采用本質上更安全解決方案的決策過程必須考慮工藝的全生命周期、所有的危害風險、風險從一個受影響的人群轉移到另一個受影響的人群的可能性以及該方案的技術和經濟適用性。
? 它能減少危害但不一定減少所有風險一一大多數情況下，不應將本質安全工藝過程視為“本質上安全”或“絕對安全”。運用本質安全理念會降低過程風險(本質更安全)，但不會消除所有風險。
本質安全理念無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險管理方案。
三、本質安全策略
在《化工過程安全管理導則》2022版中提出了實現本質更安全的四種策略，分別是最小化、替代、緩和、簡化。
1.最小化
最小化策略是指減少生產過程或生產裝置的物料、能量或能量密度。常見的包括以下四種情形：
1）通過工藝優化減少危險有害物料的在線量;
2）通過提升生產運行管理,降低危險物料的中間庫存;
3）通過優化供應商管理,降低危險原輔材料的庫存;
4）通過加強銷售管理,降低產品庫存。
以反應器為例，由于化工過程大部分風險來自反應器，因此對反應器應用最小化策略可以有效降低風險后果。
旋轉盤式反應器是一種相對較新的反應器設計發展成果。該反應器在做離心運動的加速度場中發生反應。加速運動的流體極大地強化了傳質和傳熱過程，從而在相同的反應速率下所需要的反應體積更小。
另一種比較常見的反應器如微反應器是技術發展的另一個方向，設備小型化可以使混合和傳熱過程的傳質和傳熱速率更高，當反應器微通道尺寸降低到微米級別時，反應器內比表面積和物料相的界面面積顯著增加，傳熱和傳質的效率比傳統反應器提升1~2個數量級，顯著降低了危險工藝過程的火災、爆炸風險，極大地提高了過程的安全性。
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的如很多涂裝企業開始使用水性漆代替油性漆，安全系數大大提升，同時更加環保。再比如為了安全起見，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。 還有一個例子，如丙烯腈可以通過乙炔與劇毒的氫氰酸反應來生產，也可以使用新的氨氧化工藝生產，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，或設計工廠時采取措施以減輕危害引發的事故影響。緩和可以物理實現（如采用較低溫度或稀釋），也可以化學實現（較溫和的操作條件）。
比如，某裝置的蒸汽主要用于管線伴熱以及成品物料熟化，最高需求溫度約120℃。優化前，使用S5蒸汽（0.5MPaG 160℃），溫度壓力均較高，發生泄漏時危險性較大。優化后，將蒸汽由S5調整為S2（ 0.2MPaG 135℃ ），危險性大大降低。
4.簡化
簡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險。常見的簡化應用如下：
1）簡化工藝流程，減少操作和維護；
2）減少對人機交互的依賴；
3）減少化學品的種類和數量；
4）更少的操作步驟。
一個有效的簡化技術是將兩個或多個功能相近的容器或設備合并成一個，消除多余的容器或設備。例如，有些情況下反應器氣相管線不必單獨設置冷凝器，氣相管線不加保溫就可以實現與冷凝器一樣的效果。再比如，之前很多使用液氯的企業使用液氯鋼瓶，由于使用量大，現場存儲了很多鋼瓶，而且鋼瓶汽化及裝卸時需要操作人員使用行車吊運，存在很大的風險，為了簡化操作流程現在改造為液氯儲罐，液氯卸車及汽化基本實現自動化，減少了人員參與，降低了風險。
四、本質更安全認知
本質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）本質更安全理念既可適用于宏觀的工藝路線設計，也可適用于具體的操作步驟設計，每個人能在自己的崗位發現本質更安全提升機會；
2）在執行作業安全分析JSA時和操作維護時，加強消除風險的觀念，而不僅僅是降低風險等；
3）培訓全體員工了解什么是本質更安全，幫助員工構建正確的本質更安全理念可以使得本質安全提升事半功倍。
經過多年的發展，本質安全被越來越重視。甚至在某些國家已提出將本質安全作為化學品安全法規的主要要求。目前，本質更安全已被寫進《化工過程安全管理導則》，相信不久的將來，本質安全策略將提高化工行業的整體安全性，真正實現“本質更安全”。
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