研究和设计等过程中基本安全要求

研究和设计等过程中基本安全要求化工过程需要加强安全管理与检查，制定一系列的安全管理法规，在过程设计中引入安全装置等，毫无疑问这些都是很重要的，但问题是在设计和操作过程里是否考虑到了所有可能导致事故的危险情况？所设计的系统的安全性如何？特别是新的工艺过程的设计，无经验可供借鉴，又如何在设计过程中考虑到所有的危险情况呢？既然在化工过程存在着危险性，为什么不在设计过程中尽可能地发现这些危险并加以消除，让过程本身就是安全的（即固有安全）呢？在装置建成之后，或者装置的改造之后进行危险性分析，根据对装置的操作及安全管理经验可以进一步发现安全问题，经过改进，可以进一步提高过程的安全性。为此，在每一个项目（包括各种技术改造项目）建设之初必须从工艺、设备、自控、操作、维修、人员安全、防火、环境保护、管理及政策等方面进行全面系统的危险性分析，研究所等设计部门都需要在日常工作中考虑设计和操作过程中的安全问题，安全科、环保科有责任进行监督检查。一、工艺（一）物料和性质1、有哪些危险物料（如原料、中间产品、产品、废物、事故反应产品、燃烧产品）？会形成蒸气云吗？○哪些是剧毒物质？○哪些是慢性有毒物质、致癌物质、诱导有机体突变的物质或导致胎儿畸形的物质？○哪些是易燃物质？○哪些是可燃物质？○哪些是不稳定、震敏性、或能自燃的物质？○哪些物质的排放有法律和法规的限制？2、工艺物料的性质如何？考虑以下问题：○物理性质（如沸点、熔点、蒸汽压）○剧毒物质的性质及暴露极限（如IDLH、LD50）○慢性有毒物质的性质及暴露极限（如TLV、PEL）○反应性质（如不相容或腐蚀性物质、聚合）○燃烧性质（如闪点、自燃温度）○环境性质（如生物降解性，对水生物的毒性、气味）3、将发生哪些不希望的危险反应或分解：○因为贮存不当？○因为挤压或震动？○因为外来物质？○因为非正常工艺条件（如温度、PH值）？○因为非正常流速？○因为无某组分、或反应物比例不当、或使用的催化剂不当？○因为机械故障（如泵关闭、搅拌停止）或操作不当（如开始过早、迟、或顺序不对）？○因为设备突然或逐渐堵塞或堆积？○因为设备中（如底部）的残留过热？○因为公用系统故障（如惰性气体）？4、物质的反应或分解速度及热效应数据？5、如何避免失控反应？一旦失控反应发生如何降低反应速度、将反应停止、或者放空？6、需要时如何迅速使反应物不参与反应或进行处理？7、对伴热设备，当一路或多路流体流动停止时如何保持温度控制？8、某些化合物（如硫化铁、高氯酸铵）从溶液中取出或溶液干燥后会自燃或对挤压或震动敏感吗？9、工艺物料如何贮存？○易燃或者有毒物质贮存温度在正常沸点以上吗？○低温或冷冻贮存是为了减少贮存压力吗？○可爆炸粉尘贮存在较大的贮存柜里吗？○建筑物内贮存了大量的易燃或有毒物质吗？○需要抑制剂吗？如何保持抑制剂的效力？10、贮存的物质与其他化学物质不相容（不能配装）吗？11、如何保证对原料的鉴别和质量控制？与水、空气、油、清洗剂或金属接触会有危险吗？所使用的物质相互间容易混淆吗？12、极端气候条件对原料或工艺物料将产生哪些不良影响？13、能消除危险物质吗？可采用低毒、或低反应活性、或不易燃的原料、中间产品、或副产品的工艺路线吗？危险物料可在稀释状态下贮存吗？（如用氨水代替无水液氨、硫酸代替发烟硫酸）14、能减少工艺过程中危险物的量吗？○能减少贮槽的数量或大小吗？○所用工艺设备的设计和选用能使工艺过程中危险物的量最小吗？（如用膜蒸发器、离心萃取、闪蒸干燥器、连续反应器、管理混合器）○危险性物料的进料能以气体而不是液体进料吗？○有可能直接生成产品而减少中间产品的贮存吗？15、工艺过程能在安全条件下完成吗？○原料的进料压力能在容器工作压力之下吗？○能通过使用或改进催化剂、增加循环量以弥补产率降低的方法让反应条件（如温度、压力）更温和一些吗？16、能将危险废物的量降到最小吗？○废物流能循环吗？○所有溶剂、稀释剂或“载体”能循环吗？如果不能，它们能消除或让它们的量保持最小吗？○所有的冲洗操作都已最优化，以减少废水的排放量？○废物流中的有用副产品能回收吗？能将危险副产品萃取出来以减少危险废物的总体积吗？○危险废物与非危险废物分开了吗？17、设备的材质能与危险物料配装吗？18、根据已进行的安全分析对工艺或操作参数进行了哪些修改？19、原料、中间物、或产品的组成发生了哪些变化？如何改变工艺以适应这些变化？20、根据上一次安全分析所作的工艺修改，下列设备的尺寸是否恰当：○其他工艺设备？○减压阀和报警系统？○放空和排污？21、改变设计或操作（如减少投资、增加能力、提高质量、改变产品）使哪些安全裕量降低？22、如果没有某股进料将产生哪些危险？如果同时没有两股或多股进料会产生哪些危险？23、如果某个公用系统发生故障，以及两个或多个公用系统同时发生故障将产生哪些危险？如：○电？○工艺空气？○高、中、低压蒸汽？○冷却水？○仪表空气？○致冷剂或盐水？○惰性气体？○去离子水？○燃烧气或燃料油？○通风？○天然气或点火气？○工艺排污或处理系统？24、可能发生最严重的事故是什么？（最坏的情况同时发生）25、外部可能着火吗？（产生危险工艺条件）26、对工艺过程有多少经验？如果经验有限，有相似装置的经验吗？从行业协会能得到特殊化学过程的经验吗？27、所有设备中哪些是关键性的设备？这些设备停车需要其他设备停车吗？（二）设备位置与布置1、设备所处位置能让危险物料的输送量最少、距离最短吗？2、设备中的危险物质以何种方式对社区和控制室的人员、相邻设备、附近的办公室、商店的工作人员造成伤害或破坏：○有毒、腐蚀、易燃物质喷射、烟、雾或蒸气？○热辐射？○爆炸产生的高压？○污染？○噪声？○公用系统（如饮用水、空气、下水道）被污染？○危险物质从其他位置的输送？3、对相邻设施的人员（如高速公路、机场、地下管道）或相邻设备带来的危险，包括：○有毒、腐蚀、易燃物质喷射、烟、雾或蒸气？○热辐射？○爆炸产生的高压？○污染？○噪声？○公用系统（如饮用水、空气、下水道）被污染？○撞击（如飞机坠毁、火车出轨、涡轮叶片破碎）？○溢流（如贮槽破裂、下水道堵塞）？4、哪些外来力可对装置产生影响？考虑：○大风（如飓风、龙卷风、台风）○地球运动（如地震、滑坡、地陷、结冰、海岸或堤坝冲蚀）○雪或冰（如积雪很厚、雪崩、冰雹）○外部原因导致公用系统故障○相邻装置的排放○破坏、恐怖事件、战争○空气夹带颗粒（如花粉、沙粒、火山灰、沙尘暴）○自然火灾（如森林火灾、灌木丛火灾、火山爆发）○极限温度（如导致易碎钢制品的破裂）○洪水（如飓风、大坝坍塌、巨浪、雪融）○光○干旱（如导致地下水位降低等）○陨石○雾5、对建筑物或操作区域发生爆炸采取了哪些预防措施？6、在下水道、容器、深坑等处可能发生惰性、有毒、易燃蒸气的积累吗？7、应该有保护相邻设备或人员不受爆炸危险的防护墙或隔离带吗？8、设备的间距是否能将爆炸或火灾的破坏程度降到最低？是否有足够的消防设施？有足够的灭火作业空间？有安全通道吗？9、设备的空间是否适当以便于维修操作（如更换换热器的管束、更换催化剂、吊装）？10、原料与最终产品的临时贮存位置是否恰当？11、对设备有何修改或发展计划？12、设备的安装和维修不需要将重的设备从正运行的设备和管道上举过吗？13、紧急情况下交通工具有无合适的通道？通道会因火车、高速公路拥挤而堵塞吗？14、通道有没有急转弯？有交通信号吗？15、对车辆是否有限制以免伤害行人或破坏设备？16、对交通流量大的区域是否设置交通障碍以保护邻近的关键设备？二、设备（一）压力和真空安全阀1、设计的设备能承受工艺过程波动产生的最大压力吗？2、哪些地方需要紧急减压装置（如排气孔、安全阀、爆破片、液封）？这些装置的尺寸大小的依据是什么（如公用系统故障、外部起火、阀的位置不对、失控反应、热膨胀、管道破裂）？3、减压系统是为两相流设计的吗？应该是什么？4、有未安装安全阀保护但在操作时有可能因为工艺故障而超压的设备吗？5、在哪些地方爆破片和安全阀串联安装？○有压力指示器吗（如测量、变送、开关）？爆破片与安全阀之间有放空吗？○多长时间读一次压力指示器？要安装自动泄放装置或压力报警器吗？○安全阀的尺寸考虑了压力降吗？6、在什么地方用爆破片来放空爆炸产生的高压（如过氧化物的分解）？其尺寸与容器的容量和设计相适应吗？7、安全阀的压力设置和尺寸正确吗？○至少有一个安全阀的压力设置为设计压力或设计压力以下？○需要考虑分级多重设置泄放装置吗（特别是在许多情况下安全阀的负荷比最大能力低25%）？○泄放装置的最大反压力是多少？该反压力下的能力经过校正吗？○工艺条件改变后（如流量升高、不同的反应物）泄放装置的尺寸重新进行了调整吗？8、泄放装置的输入输出管道是否适当？○管道尺寸是否满足要求的流量和压力降？○进出口管道的等级和尺寸是否与泄放装置法兰的等级和尺寸一致？○排出时如何避免对管道末端的冲蚀？○排出管道能承受液体冲击？○冷凝液或雨水如何从排出管道排出？○蒸汽能进入排出管道灭火或者分散排出物吗？如果行，排出管可以完全排放并有防冻保护吗？○如何避免固体物质进入排出管或吸入管造成堵塞？有置换或反吹系统吗？需要加热吗？要使用爆破片吗？有防鸟罩吗？○所有阀门是否加封条？多长时间检查一次？9、放空、安全阀、爆破片的排放位置能避免对设备和人员造成危险吗？液体会喷入空气中吗？泄压装置的放空（如爆破片和安全阀之间）位置也是在安全位置吗？安装了灭火器吗？10、泄压装置所处的位置，当它打开时工艺流体能继续使关键设备冷却吗（如蒸汽过热器）？11、火炬、焚烧炉、热氧化器联锁或熄灭后有何影响？如果火炬气体压缩机被联锁会有什么后果？12、有可靠的火炬熄灭检测装置吗？火炬装备有可靠的点火系统吗？13、如果火炬、焚烧炉、热氧化器或洗涤器停止运行需要采取何种措施？有操作程序使排放量最小直到系统恢复吗？14、火炬、泄料、排气系统经过置换、密封或其他保护以防止空气进入？在管道上安装了合适的灭火器吗？15、泄放装置能承受放出物质或其他物质（如腐蚀、自冷作用、变脆）的破坏作用吗？会在泄放装置内部导致堵塞吗？16、拆除、检查、测试和替换放空、真空调节阀、安全阀和爆破片时有什么规定和要求？谁对这些工作负责并检查完成情况？17、一个或多个泄放装置失效后的操作有何规定（如拆除、替换、或修理）？按规定执行吗？18、火炬、泄料、排气系统能对付过压的情况（包括公用系统失效）？工艺过程排放到这些系统的最坏情况是什么？19、是否是独立的冷却和增湿泄放系统？安全阀直接排放到合适的系统吗？（二）管道和阀门1、管道是否符合工艺条件的要求，考虑：○与工艺物料和其他物料相容（如腐蚀和防腐）？○与清洗剂和清洗方法相容？○正常压力和温度？○过压（如热膨胀、液体气化、泵出口关闭、压力调节器故障）？○高温（如上游冷却器走旁路）？○低温（如冬天、使用冷却剂）？○循环条件（如振动、温度、压力）？○管道特别易受外部腐蚀（如管道材质、管道保冷）、位置（如浸在水池中）或环境（如盐水喷淋）？2、在正常和非正常操作条件下某些特殊因素促使管道发生故障？例如：○液体闪蒸使管道自冷却到设计温度以下？○在较低位置、管道的一端或管道中间积累的水冻结？○致冷剂将使其输送管道的温度降到设计温度以下吗？○伴热会促进在管道内发生放热反应、导致固体堵塞管道或者使管道局部腐蚀？○真空条件下管道会抽瘪吗？○过程波动将把腐蚀物料带入管道或使腐蚀物质增浓（如硫酸）、在阀体处积累、排放，等等？○金属尘会导致灾难性故障吗？管道经过化学保护吗？（如硫化物）○管道受腐蚀易破裂吗？（如碳钢管道中的碱液、不锈钢管道中的氯）会降低管道的强度吗？○阀门的快速开关或两相流会对管道产生水力学锤打吗？阀门的开关速度是否应慢一些以免损坏管道？○软连接会扭曲或裂开吗？3、能减小管道的尺寸或长度使其中的危险物的量最小吗？4、安装在管道上的泄放装置当其中的流体发生热膨胀（如氯）时会使法兰分开或损坏垫圈吗？5、管道系统是否有防冻保护，特别是冷水管道、仪表连接、一端不流动的管道如备用泵的管道？管道系统中的物料能完全排尽吗？6、因为热膨胀和