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本质安全内涵及我国化工企业管理实践

来源:《中国石化》杂志2024年第11期 时间:2024-11-11 11:00

王如君

中国安全生产科学研究院特聘专家

实现化工企业本质安全化发展,不仅是经济发展和技术进步的必然导向,同时也是防范化解重大安全风险、保障我国化工品产业链供应链安全稳定、保障人民群众生命财产安全的重要任务。

当前,我国化工特别是危险化学品领域安全生产任务仍十分艰巨,部分企业设备设施与工艺设计本质安全水平不高,导致事故风险常年居于高位。作为管控安全生产风险、防范遏制重特大事故的重要途径和抓手,实现化工企业的本质安全,还任重道远。

化工领域实现本质安全的重要意义

我国化工产业规模大、行业领域多、分布范围广。从2010年起,我国就已成为世界第一化工大国,2023年石油和化工行业产值达15.95万亿元,占全国经济总量的12.65%,占全世界同行业比重超过40%。据统计,全国危化生产经营单位及企业共20余万家,生产企业约1.1万家,重大危险源2.5万余处。当前,我国化工和危险化学品各类安全风险和事故隐患交织叠加,部分企业生产方式仍以中低端、高风险生产模式为主,设备设施与工艺本质安全水平不高,过去长期积累的传统风险还没有完全消除,有的甚至仍在集中暴露。大量化工企业建成时间早,全国累计排查出危险化学品生产使用企业老旧装置1567套,主要分布在石油化工、有机化学原料制造、合成树脂等领域。部分新建项目选址布局先天不足、装置设备设计水平相对偏低、安全投入不足,生产安全事故风险高。天津港“8.12”、江苏响水“3.21”等事故,不断为我们敲响“基础弱、风险高”问题的警钟,充分暴露了本质安全方面存在的不足,安全生产形势依然严峻复杂。

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央对安全生产工作高度重视,习近平总书记站在总体国家安全观、推进国家治理体系和治理能力现代化、发展新质生产力的高度,坚持以人民为中心,多次强调发展决不能以牺牲安全为代价,坚决防范化解重大安全风险,切实保障人民群众生命财产安全。2020年2月26日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》,以习近平总书记关于安全生产系列重要论述和讲话精神为指导,着眼提升危化品安全生产治理体系和治理能力现代化,坚持目标和问题导向,总结实践经验,吸收创新成果,提出强化基础支撑保障,要求加强化工危险工艺本质安全技术及装备研发,提升本质安全水平。根据今年印发的《安全生产治本攻坚三年行动方案(2024—2026年)》,通过三年治本攻坚,化工和危险化学品企业统筹发展和安全的理念进一步增强,安全生产责任体系和安全风险防控机制不断健全,本质安全水平和人员技能素质能力进一步提升,风险监测预警体系和基础支撑保障体系更加完善,化工和危险化学品安全治理模式向事前预防转型取得新进展。

因此,实现化工企业本质安全化发展,不仅是经济发展和技术进步的必然导向,同时也是防范化解重大安全风险、保障我国化工品产业链供应链安全稳定、保障人民群众生命财产安全的重要任务。

本质安全的内涵和基本原理

1974年6月1日,英国林肯郡弗利克斯堡发生环己胺泄漏爆炸事故,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,引起了社会各界对工业安全的强烈关注,也使工业安全研究人员对安全防护的思想方法和技术路线进行重新思考。1978年,英国化工安全专家特雷弗·克莱兹(Trevor Kletz)首创性提出本质安全理念,“预防事故的最佳方法不是依靠更加可靠的附加安全设施,而是通过消除危险或降低危险程度以取代那些安全装置,从而降低事故发生的可能性和严重性”。这一理念引发美国、英国、加拿大等工业发达国家广泛关注并开展研究。根据美国化学工程师协会的定义,本质安全是一种为了降低和消除危害、进而减轻事故后果的设计方法。

传统安全是依靠建立在危险与人、机器、环境之间的附加安全防护层,包括防护设施或程序(控制系统、警报、联锁装置、物理保护装置、人员监管程序、应急响应系统等),控制系统中的危险或者减小系统发生事故后产生的损坏程度。而本质安全是从根源上预先考虑工艺、设备可能存在的潜在危险,从而在设计过程中予以避免,是以系统中物质的物理和化学基本性质、工艺,以及其他与工艺密切联系的有关特性为基础,其主要思路是通过工艺、设备本身的设计来消除或减小系统中的危险,是对传统安全的继承和发展。

本质安全理论的基本原理和方法可概括如下:

1.最小化原理:减少系统中危险物质的数量。在必须使用危险物质的情况下,应尽可能减少危险物质的数量。通过优化工艺流程、改进工艺设备,降低原料和产品的中转周期,减小设备尺寸,使其更有效、更经济、更安全。系统中危险物质数量或能量越少,发生事故的可能性及事故可能造成的严重程度就越小。

2.替代原理:使用安全的或危险性比较小的物质或工艺替代危险的物质或工艺。通过采用危险程度低的物质替代危险程度高的物质,例如使用二(三氯甲基)碳酸酯(即三光气固体)替代危险性极高的碳酰氯(即光气)。该原理有助于减少非必需的附加安全防护装置、降低设备的复杂程度、降低经济成本。

3.缓和原理:采用危险物质的最小危害形态或者是危害最小的工艺条件。在进行危险操作时,采用相对更加安全的工艺条件,或者采用相对更加安全的方式存储、运输危险物质。例如高温、高压的工艺过程采用更低的温度、更低的压力;纯物质或高浓度物质采用溶解、稀释等方式降低反应浓度;易燃气体、毒性气体等以液化或溶液形式储存运输等。

4.简化原理:通过工艺设计优化,简化反应流程和步骤,简化人员操作项目,减少部件的复杂程度和安全防护装置的使用,进而减少人为失误的可能性,节约成本。

我国化工企业本质安全管理的实践

一是强化新建项目立项和设计阶段的本质安全。化工本质安全最核心的落脚点仍在项目选址、设备装置设计制造和工艺流程设计阶段的本质安全。例如,以防火间距、外部安全防护距离、多米诺效应、卫生防护距离及风向风频影响等技术要求约束化工项目的本质安全化选址和布局;限定危险程度较高的储存设施容积、存量等;大力推进高危工艺全流程自动化控制、特定重大危险源罐区独立安全仪表系统、重大危险源在线监控预警系统、先进反应工艺和先进反应器设计等。以液化烃储罐为例,《化工企业液化烃储罐区安全管理规范》(AQ3059—2023)对化工企业厂区内新建液化烃储罐从容积、布置、工艺、设备、材质、自动化控制等领域提出了基于本质安全原理的技术要求,包括压力式储罐单罐容积不应大于3000立方米、公共管廊与储罐间距应不小于7.5米、进出料管道第一道阀应为紧急切断阀、SIS和GDS应独立设置、罐区设计应进行数字化交付等。

二是持续推动在役装置设施本质安全化改造。我国化工企业建成年代跨度大,几十年前的设计水平、设备制造能力已无法满足当前对本质安全的要求,因此开展在役装置设施的本质安全化改造也成为推进安全生产工作的重要抓手。近年来持续开展的化工企业安全设计诊断改造、装置设施带病运行整治、老旧装置淘汰退出和更新改造、高危细分领域“2+X”指导服务、定期出台淘汰落后工艺设备目录等,均是为提升在役装置设施的本质安全水平。以装置设施带病运行治理为例,近年来大量事故案例均是由于设备微泄漏、腐蚀超裕量、机泵异常振动、安全附件故障等局部患“病”,长期拖延带病运行直至最终演化为生产安全事故。开展带病运行的专项整治,正是为提升在役装置设施本质安全水平的重要举措。

三是不断深化安全管理体系和安全文化建设。我国在企业安全管理实践进程中,通过借鉴西方先进管理经验和管理技术,结合我国国情,逐步建立起一套具有我国特色的完备的企业安全管理体系。无论是国家层面推动的安全生产标准化、化工企业过程安全管理体系、国际通行的ISO(国际标准化组织)管理体系,还是各大型企业结合自身特点打造的HSE、QHSE等安全管理体系,都已经成为传统的硬件本质安全向系统性本质安全延伸的重要补充,着重从安全管理的角度提升化工企业本质安全水平。

四是注重强调人的能力素质和责任。生产安全事故的发生,人为因素占比通常达到80%以上。装置设施的本质安全化设计和控制系统流程化自动化搭建可在一定程度上降低人为失误造成的影响,但人的能力素质提升仍是提高企业本质安全水平的重要环节。从《安全生产法》到有关各项法规、政策性文件和标准规范,明确建立了生产经营单位主要负责人、安全生产负责人、安全生产管理人员和全体员工共同负责的全员安全生产责任制度,始终强调加强领导力建设,落实人员培训、持证上岗、遵章作业等要求,强化承包商管理,就是为降低人为失误造成事故风险。

( 责任编辑:孙艳 )