烧碱生产工艺过程安全管理

烧碱生产工艺过程安全管理

张小波

新疆华泰重化工有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830014

摘要：烧碱企业的安全生产及安全管理系统的投入一直是安全生产部门较为关注的问题，安全管理体系应从企业自身工艺、安全预警分析、安全应急预案、隐患排查等及自动化控制角度进行论证，这些都是保障烧碱企业安全生产、持续运行的重要途径。烧碱生产中的工艺过程安全管理要素包括：工艺参数偏离报警的控制和管理；工艺操作执行确认和作业风险辨识管理；工艺事件、事故管理；设备完整性及预防维修管理；工艺变更管理。工艺过程安全管理可以有效预防重大事故。

关键词：烧碱；生产；过程安全管理

近年，国内化工行业事故时有发生，尤其是带有燃烧爆炸等明显特征的事故更是在全媒体社会环境的传播下凸显严重与恐怖。事故带来的是社会各层人群对化工生产安全管理怀着严正期望的关注。安全，说起来简单，没有危险，不出事故就是安全，但是企业真正做到安全需要的是全专业的尽责与履职，全过程的辨识与管控，全员参与的意识与主动。在企业生产活动中，日常工艺过程安全管理是有效阻断一些重大事故发生的基础性防护工作。

1工艺过程安全管理

1.1工艺过程安全管理

工艺过程安全管理形成体系来源于美国职业与健康管理局于1992年颁布的一个标准，该标准适用于所有涉及危险化学品的活动，包括使用、存储、生产和操作等。通过防止危险化学品的泄漏，保证工艺设施安全运行。工艺安全管理专注于预防重大事故，如火灾、爆炸、有毒化学品泄漏等。通过对工艺设施整个生命流程中各个环节的管理，从根本上减少或消除事故隐患，从而保障工艺设施的安全。

1.2工艺过程安全管理在国内的发展

早在2010年9月6日，原国家安监总局就发布了《化工企业工艺安全管理实施导则》(AQ/T3034－2010)，于2011年5月1日起实施。其内容包含12个相互关联的要素:工艺安全信息、工艺危害分析、操作规程、培训、承包商管理、试生产前安全审查、机械完整性、作业许可、变更管理、应急管理、工艺事故/事件管理、符合性审核。但是这一化工行业安全管理指导文件作为行业标准，在行业内成体系的推广却并未得到应有的重视。其实不管企业应用哪个管理体系或国家标准，只有将其真正落实到位，才能起到应有的作用，这是安全的基础，也是安全管理的出路。

2烧碱生产工艺过程安全管理内容

离子膜电解制碱是目前世界上工业化生产烧碱方法中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少及操作管理方便等优点。核心反应是以超纯盐水为原料，在离子交换膜电解槽中进行强烈的电化学反应而生成的，同时产出氢气、氯气作为原料供应给下游工序利用。

烧碱生产过程涉及2个国家重点管控的危险工艺———电解、氯化工艺，对生产工艺过程有比较明确的安全控制要求，诸如压力、流量控制联锁;动力电失电、压缩机跳停联锁等已经在工艺过程安全管理上打下了本质安全的基础。在本质安全设计的基础上，也要做好多个方面的工艺过程安全管理工作。

2.1工艺参数偏离报警的控制和管理

离子膜电解生产工艺上设置了足够多的流量、压力、液位、在线分析等自动化控制元素，实现了负荷升降、设备开停的远程操作。在整个工艺过程中，进槽盐水流量、碱液流量，出槽氢气压力、氯气压力，电解槽的电压、电流、零点电位差、分组电压等参数能够有效监控核心设备———电解槽的运行情况。

过程控制一般设置了各个参数的高、低限值，代表运行过程的可接受范围，自控程序在参数偏差时作出反应进行对应调节，以期得到纠偏和恢复。在有些异常情况下，自控纠偏得不到恢复，就会触发高低限值联锁停车，来保护装置的安全。这里的控制就涉及到工艺过程安全管理的保护层分级管理的层面。 在正常运行中，所有工艺参数值必须控制在规定的范围之内，所有的操作过程围绕控制参数不偏离去展开。必须让工艺操作人员理解工艺过程保护层的概念，进而认真执行参数控制，对工艺报警做到有效管理。工艺偏离是事故的诱因，如果得不到应有的关注和管理，就有可能引发不可预期的恶果。树立工艺偏离即是事故的认识，重视事故诱因的解决，分析偏离的原因和控制失效的原因，及时完善措施和落实改进。工艺参数偏离报警要规范执行，明确坚守的“红线”，不断在报警事件记录中总结问题，追求根源，增加技术控制手段，降低失控概率。

2.2工艺操作执行确认和作业风险辨识管理

工艺操作是生产过程中必要的工艺人员作业内容，比如设备的手动开停、阀门开关、负荷调整、检修工艺处理等操作事项，都是由工艺人员参与的生产过程，在这些作业内容中，必须根据风险大小、频次高低、过程难易进行分类分级管理，这项管理与国家现行推动的“风险双控”的风险辨识过程异曲同工。工艺作业内容会带来生产过程的改变，尤其是错误的操作更是可能带来严重偏离控制的事件或事故。所以，工艺操作必须执行确认，由不同层级的人员对相应级别风险的作业过程进行确认，类似于特殊作业许可审批工作。

简单的工艺操作也会带来严重后果，在事故总结中总能找到其影子的根源。“简单”只是过程简单，但其带来风险显著就不再是简单的工艺作业。因此，简单的操作必须在相应受控条件下去执行。企业里曾经发生过在倒换离心氯气压缩机油站部分的备用油冷却器时机组跳车的事故，原因很简单，备用设备排气不到位，倒换后因润滑器携带气泡致使油压联锁停机。

同时，工艺操作必须进行风险辨识，判断操作环境是否有变化，作业过程是否有异常，如偏离正常工况及出现不一致的变化响应，必须立即停止作业，进行作业环境评判后才能继续操作。一起氢气管路排凝的事故佐证了这一情况。正常生产时，每个班组都要定期对设备管路进行排放，避免管路积液，影响设备运行，但曾有多日未进行操作的行为，由于是两个管路并行，致使其中一路缓慢积液阻断。在有人恢复执行排液时，因排液导致管路突然快速恢复，造成了生产波动的事故。

2.3工艺事件、事故管理

因操作失误、维护不周、操作不当等各种原因，已构成事故发生条件，造成工艺指标偏离范围，经过采取措施调整，未造成后果的，称为工艺事件;因工艺操作失误、巡检不到位、故障处理不及时、技术整改方案落实不力，造成停产、减产或产品质量问题等称为工艺事故。也就是工艺参数偏离、工艺操作失误内容组成工艺事件、事故的主体。这些是化工企业生产中经常遇到的工作内容，也是容易在不断重复中被忽视、漠视的内容。

工艺事件、事故管理的目的是通过事件/事故调查识别性质和原因，制定纠正和预防措施，防止类似事故的再次发生。管理上要鼓励员工报告各类事件/事故，包括未遂事故，对这些事项进行经验分享，分析产生的直接原因和根源，及时落实管理中发现的消除缺陷的措施和技术手段。

在这个方面，国内企业欠缺的比较多，之前很少有行业组织这些失误分享，导致信息得不到有效利用，使问题反复出，出反复，安全管理漏洞频出。不过随着国家对安全管理的重视，一些事故企业的案例分析也逐步在各个宣传渠道中铺开，在一定程度上让事件事故管理得到重视。其实最重要的是在事件层面去管理和分享，才是体现安全要预防为主的思想。

2.4设备完整性及预防维修管理

任何工艺过程都离不开设备，设备是工艺生产得以运行的载体。工艺操作与设备的完美配合才是化工生产安全的终极要义，单纯强调人的因素，不能解决工艺过程安全管理问题。

设备的现场安装应符合设计规格要求和制造商提出的安装指南，以避免出现防止材质误用、安装不规范等情况，影响设备的正常使用。在这一点上，笔者觉得氯碱行业中普遍采用的西门子氯气离心压缩机就能作为典型例子来代表。严苛的设计要求、安装要求、设备完善的保护程序、辅助手段得以支撑压缩机以稳定运行著称的“霸主”地位。

投入运行后的设备也必须要进行定期有计划的预防性维修。往往多数企业在安装阶段都遵从了相关要求，但是运行后预防性维修工作跟不上需求，导致设备罢工、运行不稳的事故，估计走过弯路的大有人在。唐山三友氯碱有限责任公司就在电机轴承日常维护加油上、委托资质欠缺的单位进行设备检修等事项上出过问题，导致多次电机故障、导叶卡死、漏油等设备故障。设备完整性做的不到位就让生产处于不稳定的工况，让工艺操作人员承压，补足设备缺陷。但是多次事件说明，这种方式多数不能有效解决根本问题，必须要在投入的资金上毫不犹豫，在该做的维修上绝不动摇，科学高效的人与完整稳定的设备有效预防组合起来才能达到预期的工艺过程安全管理目标。

2.5工艺变更管理

工艺变更管理源于1974年英国NyPro公司爆炸事故后总结。事故发生首先起因在未经设计而随意执行的的不耐压的管道替代设备变更，结果造成在生产中破损泄漏引发严重事故。其实还有更多的事故调查结果指向失败的变更管理是发生事故的根本原因。

工艺变更如同“蝴蝶效应”的翅膀，一个看似微不足道的、毫不相关的小变化，在其他因素的累积下，就会造成严重的事故后果。所以对于任何工艺变更管理，必须要严肃和进行必要的风险分析。工艺变更管理要考虑技术基础、对员工安全和健康的影响、相应授权，对于是否影响操作规程变化、是否需要更新工艺信息等也要考虑到。变更实施之后还必须要对涉及人员进行告知和培训，让其了解与变更有关的所有信息内容，以促使其掌握日常操作和应急处置的必要能力。

举个例子说明:1台设备底部设置1台排污罐，排污罐用来积存并定期向外排放冷凝液，有2个管路连接进入排污罐。正常情况下排污罐液位不低于下部进液管路时，设备内高温物料不会经由排污罐向外释放。投用后并未对工艺操作人员进行有效培训，在某一天有人忘记排液时间和液位控制，导致高温物料进入排污罐，烧毁了管路和接口。

3工艺过程安全管理对企业的重要性

工艺过程安全管理专注于预防阻断诸如火灾、爆炸、有毒化学品泄漏等恶性工艺安全事故。因为贯穿于整个危险化学品生产活动过程的是带有巨大能量的物料，如果控制不力、导致意外释放泄漏，会造成人员伤亡、财产损失或环境破环。在目前社会环境下，这些严重后果都是不愿意看到的。

对于危险化学品生产经营企业而言，工艺过程安全管理才是核心工作内容，其阐述的相关管理要素囊括了生产安全的各个方面。这一管理工作中若干环节得不到重视，或者是在管理中因为某些经营因素影响下偏离方向，比如工艺参数偏离报警管控不足、设备的完整性及预防性维修得不到保证、承包商管理得不到关注、变更及安全信息培训不能宣贯到位，企业安全状况就如同处于“活动的火山口”上，随时有事故发生的可能。

安全管理要求的是科学理性的看待每个安全因素，工艺过程安全管理需要得到更多的人员关注和企业重视，藉以破解目前化工企业生产经营的安全管理难题。

参考文献：

[1]李学伟.烧碱生产工艺过程安全管理[J].氯碱工业,2019,484(12):48-51.

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