化工工艺的风险识别与安全评价研究

邹昌锴

（江西通安安全评价有限公司，江西 九江 332000）

0 引言

近些年，化工行业的快速发展，化工工艺反应的复杂程度也越来越高，这使得国家针对化工工艺生产风险控制提出了更高要求。为了保证安全生产，许多化工企业开始优化工艺反应的风险识别及安全评价机制，加大科研力度，迎接新时代发展的重要挑战。借助于有效的风险识别和科学的安全评价手段，能够进一步完善化工工艺环节，完善生产流程，降低安全事故的发生概率，对于企业长期发展也有着重要意义。

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

化工工艺风险识别基于各类企业生产要求的不同，其危险源也略有不同，但大体识别的内容可以划分为液化气体、爆炸品、有害物体、压缩盘、自燃固体以及易爆固体等，具体识别方法会落实到生产原材料、工艺反应流程、材料传输过程以及工艺设备等方面。对于工艺风险等级的划分，通常是依据危险工艺辨识相关取值表，综合考虑化工生产中的设计压力值、温度值以及其他操作规范内容，一般将为限制划分为4 个阶段，即0 分段、2 分段、5 分段以及10 分段，用来进一步判断化工生产工艺安全水平，趁早发现其缺陷并予以改进。表1 为危险工艺辨识取值表。Q 为所指“物质”的临界量，q 为该物质实际存在量。

表1 危险工艺辨识取值表

1.2 风险识别方法

1.2.1 生产原材料的风险识别

化工工艺在实际应用时，先要开展的风险识别工作就是分析原材料。这是由于工艺生产中使用的材料会包含许多危险化学品，大多数原材料也多具有化学性质。比如说部分生产原材料会具有毒性或强腐蚀性，还有一些材料具有易燃易爆特性，具体识别化学品材料风险时，可依据我国标准的《危险化学品名录》查询，了解其物理和化学性质，实现精准识别，再针对性加以防护。危险性比较高的材料之一就是液化石油气体，其具有难挥发的性质，也很容易发生燃爆，因此需要尤为注意存放及使用环境条件的控制，避免其发生膨胀爆炸的情况，带来不可弥补的损失，这类物质应当是化工生产中风险识别的重点材料，因其应用价值颇高但危险性强，因此可以针对性质来进行特殊存储以及使用[1]。

1.2.2 工艺反应流程的风险识别

大多化工工艺的反应流程中都具有高风险性特点，因此也是风险识别重点，要准确判定流程中各项风险因素，再对不稳定因素加以定位识别，最后有效进行解决。许多化工反应的流程中都会释放出大量热能，反应速度颇快，因而也十分危险。比如说一般对危险工艺流程的识别会从压力、温度、化学反应放热、腐蚀率以及操作等方面入手，像甲类可燃液体与气体、甲类固体，都是危害极大的介质，若气体温度超过了1 000 m2，液体温度超过1 000 ℃，腐蚀率大于1.0 mm/a，压力值在100 MPa 以上，化学放热的状态为特别剧烈或临界放热，操作处于爆炸范围临界点，那么其会归属于极度危险的类型。目前的相关技术正逐渐优化，因此工艺反应流程的风险也得到了一定控制，但仍旧无法完成消除潜在风险，反应过程中的不稳定因素较多，需进行重点风险识别，同时也要关注到是否释放有害气体或燃爆气体。许多化工反应事故发生后还会产生合并化学污染，因此，为了尽可能降低风险危害，需科学选择优质的材料和设备，对工艺设计加以优化并制定应急方案，有效防控各项安全事故。

反应流程的风险识别时，也应当基于生产工艺特点，着重监控薄弱点环节，其也是容易产生风险的环节。比方说煤化工生产的反应中通常会使用F-T 合成工艺（费托合成），其具体工艺原理是将煤转换为燃料或其他化工产品，可以制取到高质量的燃油料化学品，具有很高价值，在该项工艺基础上还会加入沸石分子筛处理过程中，进一步优化技术，促进两端固定床的合成，这也就成为了MFT 工艺，其可操作性更强，然而由于流程的复杂度变高，在运用反应器上还需注意确保催化剂始终具有活性以及避免局部温度过高，否则可能引发危险事故，因此风险识别时也会着重于这两项薄弱点来加以监控。

1.2.3 工艺设备的风险识别

化工工艺生产反应的过程中还会使用到对应的工艺设备，其会基于生产要求的不同而选用不同性能的装置，因此风险性也会有差异，在风险识别时应进行考虑。工艺反应设备会在生产中发挥出控制反应、收集能量和有害气体的作用。不同设备的核心部件不相同，需结合性能特征采用精细化的风险识别手段。比方说在煤化工工艺当中，高风险的流程包括催化裂化反应与真空蒸馏反应，这两项化学反应使用的设备都需进行严谨风险识别，主要是动态监控其温度、压力，也要防止出现能量泄漏情况，还需加强控制操作的精密度，常用的设备为汽化炉，其内部反应器装置会作为承受化学反应的重要部件，因此要根据实际需求来选择反应器类型，不同反应器额煤容积气化强度存在着明显差异，其相关指标数据如表2 所示。

表2 反应器类型及其煤容积气化强度数据

1.2.4 材料传输过程的风险识别

在运用生产原材料和反应装置实现化工工艺生产时，相关反应还会产生大量能量，这些能量需要借助化工管道来运送、运输，从而推动整个生产反应的顺利推进。而实际传输过程也要注意风险识别，主要是要识别化学材料是否具有强腐蚀性并给管道带来不利影响，也要对材料泄漏风险及管道磨损风险进行精准化识别，及时将安全隐患排除[2]。除此之外，也要时刻观察管道的性能变化与稳定状态，基于风险识别的相关结果选择合适管材，对高风险环节强化监控，像是管道的接头与转弯位置都要注意监控。

2 化工工艺的安全评价方法研究

当下大多化工企业在针对化工工艺实施安全评价时采用的方法主要为模糊评价法。这种方法在评价安全风险时的原理为，依据相关模糊学的隶属程度理论，将原定性评价形式的标准处理转换成定量评价形式的标准，以模糊数学为基础，切实针对各项因素影响的事物和对象进行总体、综合性的安全评价。模糊评价法在化工工艺安全风险的范围内得到广泛应用，这是由于其具有评价结果较清晰的优点，针对过去无法将评价内容量化的问题进行解决，方法应用也体现出颇强系统性，弥补了许多缺点。在具体评价化工工艺安全时，其步骤为：先对工艺加以归类，为风险等级评价奠定基础；再对安全风险评价指标体系合理设计；最后则是建立模型来开展评价工作。

2.1 工艺归类

化工工艺安全的模糊评价中，工艺归类为最基础的评价阶段，其具体做法是安排风险评价部门人员通过调研与学习来切实掌握生产工艺的概念、各类风险原理与要点，针对不同企业的生产实际情况归类化工工艺[3]。归类操作时需紧紧围绕生产产品本身用途，从而分类加工的工艺，对于加工时的工艺状态类型进行分析，了解详细的加工步骤，具体每个环节中加工工艺是怎样进行的，属于化学处理还是物理加工，再进一步实现工艺的细化分类，为后续安全评价做准备。

2.2 设计评价指标体系

在完成了化工工艺的归类处理后，合理设计评价的指标，依据安全风险类型来设置评价指标体系，具体设定指标可包括物质材料的危险性、工艺设备危险性以及反应过程危险性。在指标确认的基础上搭建起信息化指标数据库，同时针对各项指标进行详细分析。

2.3 搭建模型并展开评价

以化工工艺归类为基础，参照所建立的指标体系，获取相关数据库中的具体指标，随后搭建安全评价的模型。在模型建立完成之后，将日常化工工艺生产中的数据输入到模型中，和指标评价并行实施进一步分析，同时也可结合企业安全风险管理部门所提供的生产记录文件、日常各项生产资料来加以分析，最后再将生产记录文件、日常生产资料以及评价指标的相关分析结果都导入进模糊数学方法，实现最后的推算，即可评估出具体化工工艺风险的等级程度。在指标评价时，做法如下：第一，以评价因素为基准建立一个集合对象，记为U=（u1，u2，u3，…，un），其评判的因素即为各项指标评判对象；第二，依据评判因素来建立评判集合，记为V=（v1，v2，v3，…，vn），该集合主要是可以对评判对象指标的评语进行归类；第三，深入分析和判断各项因素，以单因素为基础进行分析可以获得向量，也就实现了因素指标的详细评价；第四，以建立的向量为基础进一步分析获得评价结论，最终评价结论会与危险工艺辨识取值表的内容相结合，确定不同工艺的危险等级。

3 结论

文章主要对化工工艺安全风险识别的各项要点进行总结，主要分析了生产材料风险、化学反应过程风险以及工艺设备风险识别的方法，对风险等级进行划分并提出了风险防范基本对策。同时也针对化工工艺安全评价展开了研究，主要采用的评价方法为模糊评价法，借助其优势来获得客观、可靠的评价结论，相关研究可供对应化工企业工艺生产安全管理工作参考。但需注意的是，不同类型企业化工生产工艺具有明显差异，其工艺风险内容与发生概率也各不相同，在具体进行工艺风险识别和安全评价时，还需依据实际情况。