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石油化工设备产油主体为石油裂解加工,且石油化生产装置主体为化工原料,化工设备中的很多工艺介质都属于有毒物质,同时还具有易爆、易燃的特征。因此在石油化工生产中必须重视工艺设备的安全性,但现阶段我国石油化工生产中存在一定的危险因素,本文即针对石油化工工艺中所存在的危险性因素,对其安全性工艺技术进行分析与探讨。
一、管线试压工艺技术
1.准备工作
通常大型石油化工设备中的管线系统有多种,管线走向也比较复杂。因此,为保证试压工作有效实施,需要充分做好管线试压相关准备工作。对石油化工管线进行试压前,一定要根据工艺流程图认真编制试压方案,并对具体试压流程予以充分明确,根据要求对具体试压方法、介质、安全技术措施及步骤等予以确定。
2.管线完整性检查
对管线完整性进行检查时管线试压前的必备工作,凡是未检查管线完整性而确认合格的设备均禁止实施管线试压试验。检查管线完整性的主要依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道试压系统图等。此外,检查管线完整性主要有三种检查方法,即:a.管线施工组根据设计图纸对所施工管线实施自行检查;b.具体施工技术人员逐条复检每条试压管线;c.试压系统中,依照设计图纸对管线检查完毕后,再由业主和相关质检部门对所有管线进行终检。对管线完整性内容进行检查内容包括软件与硬件。
3.物资准备
一般可将管线试压介质进行两种类型的划分,即:液体与气体。通常液体采用纯水、水及洁净水等;而气体则采用干燥无油空气、空气以及氮气等,因此,如果对管线没有其它特殊要求,一般试压介质均会对水进行选用。由于试压工作具有一定危险性,因此,试压工作实施前,应该确保物质准备充分,具体包括保养维护、安全监察管线试压设备、进场布置等;采用仪表与仪器等检查、安装、校验各种管线试压;实施试压前,必须充分准备好螺栓、盲板、螺母、垫片等材料;采用设备、阀门、流量计、安全阀、管件、仪表等隔离措施;管线试压时,做好充分的现场布置、物资供应等相关工作。
4.管线压力试验
通常情况下,试验内管线压力相等于设计管线压力的2倍,所以,若设计管道温度高于试验温度,管线试验压力和公式Ps=1.5δ 1/δ 2δ 1/δ2>6.5相符合的情况下,取值为6.5;若在试验温度情况下,Ps产生大于屈服强度应力时,一定要降低管线试验压力,使其低于最高去强度试验压力。此外,在对管线强度试验中气压进行设定时,如果管线强度试验与设计标准相符合,则应该降低管线试验压力,降至等同于气密性试验压力,并稳压半小时,如果无压降、无泄漏现象则为合格。
二、管道工艺技术
1.容器和塔的管线设计
必须对工艺原理进行严格遵循,合理布置容器和塔,在管线布置汽提塔与分馏塔时,通常会将调节阀组设置在分馏塔与汽提塔之间,保证所安汽提塔和调节阀组相接近,同时保证调节阀前液柱足量。在布置回流管和分馏塔间的管线时,如果通过热旁路对分馏塔塔顶压力进行控制,必须保证热旁路短,而且避免产生袋形,且调节阀的位置应给设计于回流管之上。在布置气液两相流管道的过程中,调节阀在管道中必须尽可能与接收介质的容器相接近,以确保管道压降频率下降,避免管道振动。因此,要防治对管线进行随意布放。
2.泵的管线设计
在石油化工生产中应用泵入口偏心异径管,对泵吸入管道进行合理设置,是确保泵可以正常、安全工作的关键。如果泵人口管系统发生变径的情况,应该采用偏心大小头防治变径处堆积气体,对偏心异径管进行正确安装的方法为:通常采用项平对偏心异径管进行安装,如果异径管和弯头为直连状态,应该对其进行底平安装。此安装方式能够有效节省低点排液。对泵入口管线进行布置时,一定要对以下两大因素进行考虑:①设置泵的入口管支架。例如,泵进口位于一侧,那么泵入口管支架必须是可调试性的,而且还要保证阀门与入口管位于石油化工生产泵的侧前方;②气阻。防止进泵管线发生气阻现象。虽然管线布置符合所设计的工艺流程图,然而,也会局部同样会产生气阻,也会对泵的正常运行产生严重影响。
3.冷换设备管线设计
①安装净距。在石油化工生产过程中,为便于设备检修,必须确保换热器阀门法兰、设备封头、进出口管线之间距离适当,通常设定螺栓拆卸净距大约为300mm;②冷换设备。因为冷水走管程是从下部进入,上部排出,所以,如果供水发生故障,而换热器中积存大量水分,所以不会导致冷换设备排空;③热应力。通常换热器固定点位于管箱端,所有与封头管嘴相连接的管道,都要对其由于换热器热胀而影响位移的因素予以充分考虑。
三、结语
从标本兼治角度分析,石油化工设备的质量在很大程度上影响着石油化工的安全生产,安全设计石油化工设备是避免发生爆炸、火灾等事故的重要工作。因此在石油化工生产中,一定要对工艺管道安装质量进行严格控制,避免管道泄漏。在安装石油化工工艺管线时,对法兰连接密闭性与焊缝质量进行检验,做好石油化工生产管线试压工作,以提高工艺设备的安全性,实现安全生产。
参考文献:
关键词:安全管理系统;核心要素;相关分析
化学工业大量的安全事故主要来自于高温高压、易燃易爆和连续作业等事件频繁发生[1]。随着化工工艺安全管理系统(PSM)的普及和应用,该系统的使用已成为研究的重点问题[2]。1982年至2012年,欧盟通过了“化工厂指令”,以防止化学品事故发生,并显著提高安全性[3]。值得注意的是,美国职业安全与健康协会于1992年了过程安全管理标准[4]。作为职业安全与健康协会的标准,过程安全管理系统具有一系列功能,比如化学生产过程中的风险识别、评估和控制,该标准中的一些想法已经在许多国家得到广泛应用。我国政府还制定了有关安全生产的法律,特别是在化工行业的早期阶段。但严格来说,中国化工工艺安全管理系统的立法是基于2012年国家安监总局颁布的“化工企业过程安全管理实施指引”。此外,国家安监总局颁布了2013年“加强化学工程安全管理指导意见”,可以看作是中国版的化工工艺安全管理系统[5]。
1中国化工工艺安全管理系统介绍
1.1中国PSM系统的内容
欧洲和美国的PSM系统包括14个要素,但是中国的PSM系统只有12个要素,包括过程安全信息、过程危害分析、运营流程、培训、承包商管理、启动前安全评估、机械完整性、工作许可证、变更管理、应急管理、过程事故管理和合规审计。与欧盟和美国相比,中国PSM系统根据我们在中国工厂的条件省略了商业秘密和员工参与。
1.2PSM系统在中国化工企业中的应用
毫无疑问,大量的统计数据显示,近年来PSM的应用在一定程度上降低了事故发生[6]。目前,许多中国学者正在努力创建一个解决当前系统弱点的PSM系统。因此,PSM的所有要素的相关方法和指导文件非常广泛和复杂,但是缺乏操作的可行性。中国PSM在实际化工厂应用的观点需要改变,研究人员应寻找一种考虑这些不合格指标与评估要素之间相关性的新思路。位于南京化工园区的惠生清洁能源股份有限公司被选为典型的PSM案例。PSM系统的12个要素尽管看起来比较复杂,但是各要素之间有一定的联系。经过详细分析可以得出以下结论。过程安全信息在一定程度上是不完整的,导致操作程序的不清楚。这种缺乏清晰度进一步影响了工作许可证要求,并降低了安全评估中包含的内容的完整性。对变更管理的注册不及时,导致过程安全信息更新的及时性不足,操作流程不能及时更新。因此,定性和定量过程危害分析不能顺利进行。应急管理缺陷源于过程安全培训不良和定量过程危害分析不足等。一旦了解这些基本的PSM要素之间的相互关系,掌握这些核心要素就可以简化中文PSM的实际应用。
1.3中国PSM系统要素之间的相互关系
如前所述,化学过程安全管理体系可分为四个阶段:过程安全承诺,危害与风险理解,风险管理和经验学习。前三个阶段可以认为是事故前的阶段,而从经验中学习是在事故发生后发生的。此外,我们可以消除事故管理和合规审计要素。此外,承包商管理要素一般不适合所有企业,可以拆除。过程危害分析无疑是PSM系统的核心要素。过程安全信息作为PSM系统的基石,起着重要作用。培训和应急管理是造成意外伤害的主要原因,这些领域的改进将有助于化学工厂更有效地避免意外伤害。简化版的PSM系统将由以上四个核心要素组成。
2结语
中国的12要素化工工艺安全管理系统可以按照基本要素简化为四个阶段的方法。而不是分析个别要素,所有要素之间的相关分析有利于对整个管理系统的理解。根据PSM评估和化学工厂分布情况的详细分析,掌握了PSM的核心要素,为研究人员提出了一种简化中国PSM系统实际应用的新思路。
作者:张发海 单位:青海盐湖佛照蓝科锂业股份有限公司
参考文献:
[1]刘冰.浅论加强化工安全设计在预防化工事故发生中的作用[J].工程技术:引文版,2017,(1):00232-00232.
[2]CrowlDA,LouvarJF.Chemicalprocesssafety:fundamentalswithapplications[M].PearsonEducation,2001.
[3]周厚云.欧盟关于化工装置安全的“萨维索指令Ⅱ”的概述[J].化工安全与环境,2002,(16):9-11
.[4]宁丙文,邢金朵.过程安全管理“全球化”与“本土化”——访美国化工过程安全中心技术总监路易莎•娜拉[J].劳动保护,2014,(2):50-52.
[5]张夏.化工过程安全要抓好“三部曲”——《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见》导读[J].广东安全生产,2013,(17):41-42.
关键词:油库;DOW指数法;安全评价;火灾爆炸指数
Abstract: This paper does the initial evaluation for the oil depot storage area in Zhou kou, Henan by using the DOW index method, according to the storage area status, it determines the process unit risk coefficient and fire explosion index, forecasts the fire and explosion danger degree in the storage tank area. According to the oil depot safety measures, it determines the safety compensating coefficient. This paper introduces the compensation fire explosion index concept, and on its basis, it introduces the safety check table, fire explosion index assessment and system safety analysis these three stages safety evaluation methods.
Key words: oil depot; DOW index; safety evaluation; fire explosion index
中图分类号:V351.19文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
0前言
油库存在大量易燃易爆品,发生火灾爆炸事故的概率相对较高,且一旦发生火灾爆炸事故,火灾蔓延速度快,扑救困难,损失严重。应用合理有效的方法对油库进行安全评价,并采取有效地措施降低油库的火灾爆炸危险性,是目前油库安全研究的重点内容。
DOW指数法是油库安全评价常用方法之一。郑贤斌、张景林、蔡立勇、陈学锋等人均运用DOW指数法对油库进行了安全评价[1-4]。
但是DOW指数法是对生产过程、工艺装置、物质自身的危险性进行评价,而事实上还必须考虑影响事故发生的其它因素,特别是外部因素,对这些因素的分析是DOW指数方法的空白[1]。
本文应用DOW指数法对河南周口某油库储罐区(以下简称周口油库储罐区)进行安全评价,同时,为弥补DOW指数法的不足,在DOW指数法的基础上引入安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法。
1周口油库DOW指数法安全评价`
1.1 DOW指数法安全评价程序[2]
DOW指数法是以工艺过程中物料的火灾爆炸潜在危险性为基础,结合工艺条件物料量等因素求取火灾、爆炸指数,进而可求出经济损失的大小,以经济损失评价生产装置的安全性。
1.2周口油库储油概况
该油库的储罐区现有立式钢制内浮顶罐9座,固定顶罐14座,共计23座,总储存量为41600万m³,其中车用汽油组分油和和轻柴油储量合计37000 m³,约占总储量的88.94%。
1.3确定评价单元物质系数
物质系数MF是表述物质由燃烧或其他化学反应引起火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性,是一个最基础的数值。该评价单元存在的危险物质为柴油和汽油,物质系数以“存在的最危险物质”原则来确定[3],因而物质系数按汽油来选取。汽油闪点为-50℃,可燃性NF=3,化学不稳定性NR=0,通过查取《物质系数表》,可知汽油的物质系数MF=16。
1.4暴露区域面积的确定
暴露半径:R= F&FI×0.84×0.3048m/ft= 43.12m
暴露面积:S=πR2= 5,837.17m2
暴露区域意味着其内的设备将会暴露在本单元发生的火灾或爆炸环境中。为了评价这些设备在火灾、爆炸中遭受的损坏,要考虑实际影响的体积。该体积是围绕着工艺单元的圆柱体的体积,其面积是暴露区域,高度相当于暴露半径。该体积表征了发生火灾、爆炸事故时生产单元所承受风险的大小。
1.5危害系数DF的确定
危害系数是由单元危险系数(F3)和物质系数(MF)按《单元危害系数计算图》来确定的,它代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。由F3=8,MF=16,查表得DF为0.68,它表示一旦发生火灾爆炸事故其影响区域内68%将遭到破坏。
1.6最大可能财产损失(基本MPPD)
最大可能财产损失,即基本MPPD为暴露区域的更换价值与危害系数之积, 由于事故影响范围内的财产更换价值估计有困难,所以一般只评价到影响面积即可[4]。
1.7安全补偿系数的确定
安全措施补偿系数是指采取安全措施以预防严重事故的发生,降低事故的概率和危险性,根据火灾爆炸指数法的规定,安全措施有三类,即工艺控制安全措施C1,物质隔离安全措施C2及防火安全措施C3。
1.8实际最大可能财产损失(实际MPPD)
实际MPPD=基本MPPD×C,亦即,采取安全补偿措施之后,该单元一旦发生火灾其财产损失将会降为原来的0.47倍。
2安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法
油罐区油罐一般均匀分布,因此可假设暴露区域内财产值均匀分布,暴露区域面积S与最大可能财产损失成正比。记作:基本MPPD∝S。
因为
所以MPPD∝(F&FI)2,即F&FI∝(基本MPPD)1/2。
设F&FI’为采取安全补偿措施后的火灾爆炸指数,简称补偿火灾爆炸指数,则补偿火灾爆炸指数F&FI’∝(实际MPPD)1/2。
因为(实际MPPD×C)1/2=(基本MPPD)1/2×C1/2
所以补偿火灾系数F&FI’/F&FI= C1/2 ,即F&FI’=F&FI× C1/2。
据此计算周口油库补偿火灾爆炸指数F&FI’=F&FI× C1/2=128×0.471/2=88,查表4可知,火灾爆炸危险等级由很大降为较轻。
引入补偿火灾爆炸指数F&FI’概念,能够将评价单元固有火灾爆炸指数与安全补偿系数联系起来,量化安全补偿系数对火灾爆炸风险的影响。
在此基础上,引入安全安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法。此法由用于光气及光气化产品企业的安全安全检查表-危险指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法[5]演化而来。油库安全安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法流程如下:
第一阶段采用安全检查表检查油库区全区性危险因素,以消除重大隐患。
第二阶段用DOW指数法进行评价,计算补偿火灾爆炸指数F&FI’,确定危险等级,避免出现非常危险的状态。此阶段考虑安全补偿措施,有利于激励油库管理人员积极采用安全补偿措施。
第三阶段采用事件树(ETA)、危害和可操作性研究(HAZOP)找出消除重大危险的有效途径。
此方法其实是一个安全评价体系,综合了多种评价方法,篇幅所限,此处不再展开。
3结语
3.1通过DOW指数法分析可见,周口油库一旦发生火灾,其最大危害半径为43.12m,最大影响区域面积为5,837.17m2,火灾爆炸指数F&FI为128,危险等级很大。采取安全补偿措施后,安全补偿系数为0.47,一旦发生火灾其实际最大财产损失将降为未采取安全补偿措施的0.47倍。
3.2在暴露区内财产更换价值估计有困难的情况下,为量化安全补偿措施对降低油库火灾爆炸危险的作用,引入补偿火灾爆炸指数F&FI’,F&FI’=F&FI× C1/2。周口油库补偿火灾爆炸指数F&FI’为88,火灾爆炸危险等级由很大降为较轻。可见周口油库采取的安全补偿措施是十分有效的。
3.3为弥补DOW指数法的不足,引入安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法,此方法融合了安全检查表、DOW指数法安全评价和安全系统分析,既能全面检查全区性危险因素又能避免出现非常危险的状态,同时还可找出消除重大危险的有效途径。
参考文献
[1] 郑贤斌与李自力, DOW火灾爆炸指数评价法在油库中的应用. 油气储运, 2003. 22(5).
[2] 张景林,崔国璋.安全系统工程[M].北京:煤炭工业出版社,2002
[3] 蔡立勇,C. Liyong. DOW评价法在贵州某油库安全现状评价中的应用. 石油化工应用, 2010. 29(6).
[4]. 陈学锋等, DOW分析法在石油库安全评价中的应用. 天然气与石油, 2006. 24(1).
关键词:高职化工专业;安全教育;目标要求
化学品是人类生产和生活不可缺少的物品,广泛应用于国民经济的各个领域,与农业、轻工、建材、纺织、电子、国防、医药及日常生活等密切相联。与其他行业相比,化工行业潜在的不安全因素更多,危险性和危害性更大,因此,对安全生产的要求更严格[1]。高职化工专业学生作为未来化工行业的重要力量,将直接负责企业一线的生产操作、管理等工作,其安全素质的高低直接影响行业的安全和发展。
一、开展安全教育的必要性
1.化工安全教育是行业发展的必然要求
安全是行业、企业稳定和发展的前提。化工生产具有易燃、易爆、易中毒、易腐蚀、高温、高压等特点。一些发达国家统计的资料表明,在所有工业企业发生的爆炸中,化工企业约占1/3。化工行业的中毒事故数量及职业病发病率也明显高于其他行业。随着化工科技的进步和产业规模的急剧增长,化学品生产方式及化工行业发展模式都发生了巨大变化。现代化工生产过程的连续化、自动化,生产规模、生产方式的改变,都对安全生产提出了更严格的要求。据公安部消防局统计,从2008年到2012年5年间,因危险化学品泄漏导致的爆炸事故达48000多起,平均每天27起[2],安全形势不容乐观。化工行业的危险性明显高于其他行业。化工生产的安全问题成为影响行业、企业健康发展的重要因素。在化工安全事故中,人往往是事故的受害者,也是事故的肇事者,据世界各国对事故成因进行的分析结果表明:70%以上的事故都与“人的不安全行为”有关,而矫正不安全行为最有效的方法就是教育[3]。因此,对高职化工专业学生开展系统的安全教育势在必行。
2.安全教育是国民经济可持续发展的需要
化学工业作为国民经济重要的支柱和基础产业,为我国国民经济增长最快的领域之一,据有关资料显示,2013年石油和化学工业总产值约14.25万亿元,增长16%。“十二五”期间,石油和化学工业总产值年均增长率达到l0%以上。预计到2015年,全行业总产值增长到l6万亿元左右[4]。在化学品的生产、储存、运输、使用、废弃过程中,危险化学品的泄漏、火灾、爆炸等事故时有发生。化学工业引发的事故造成巨大的人员伤亡、财产损失,有的会引起环境污染事件,引发次生灾害,给人们的生产生活造成严重恐慌,给社会带来极大的危害,也影响了我国的现代化建设进程。因此,面向当前及未来化工行业的生产者和管理者,进行安全教育和培训,预防和避免各类事故的发生,将提高化学工业的整体安全性,为化学工业的继续快速增长提供良好的内部、外部环境。安全教育是化工行业可持续发展的基石,也是国民经济可持续发展的需要。
3.安全教育是化工专业学生职业安全与发展的需要
高职院校化工专业主要培养面向化工生产、技术、管理、服务一线从事生产操作、工艺控制、质量检验、仪器设备操作与维护等工作的高素质技术技能型人才。化工生产要求从业者必须具有较高的安全素养。高职学生大多无化工行业经历,对化工行业及物料的危险性认识不足,普遍存在安全意识淡薄、安全知识基础薄弱等问题,缺乏安全生产理论知识和实践经验,不了解安全生产规程及事故的原因、防范及应对处置措施。在校期间若不采取有效措施提高学生的安全素质,进入企业很难应对复杂的岗位生产环境,势必成为企业安全生产及自身职业生涯的隐患,也会使校企合作、工学结合的人才培养模式难以顺利推进和实施。化工行业固有的危险性与学生薄弱的安全基础间的矛盾,要求学校对学生进行系统的、有效的安全教育,使他们具备必须的安全知识、安全技能,养成良好的职业安全习惯,奠定岗位安全生产基础,成为既懂专业又懂安全的复合型人才,满足当前学习生活及未来职业岗位的需求。
二、安全教育的目标要求
1.明确安全教育的要素
影响安全的主要因素为人、物、环境。人的不安全行为会引起物的不安全状态,物的不安全状态会造成人有不安全行为的环境条件。作业环境和社会环境影响人的心理和生理,某些环境因素也会引发物的性能的变化。因此,安全教育要从系统的观念出发,研究人、物、环境三方面潜在的危险因素以及出现的条件和形成事故的规律,探讨控制危险、预防事故的有效对策和手段,提高系统的安全可靠性[5]。安全三要素中最本质、最重要的因素是人,安全教育要使从业者提高安全意识、掌握安全知识、增强安全技能,从本质上消除人的不安全行为、物的不安全状态,排除生产环境中的不安全因素,从而减少或避免事故的发生。
2.树立安全责任意识
牢固树立“安全第一、预防为主”、“生产必须安全,安全才能生产”、“三不伤害”等安全发展理念,掌握化工生产的主要特点及其工作环境的复杂性、危险性,理解化工安全生产的重大意义。以高度的责任感和紧迫感对待各项安全工作,能在任何活动中始终将安全放在首位,养成遵纪守法、按章办事、严格按岗位操作规程规范操作等良好的职业安全习惯。
3.充实必要的安全知识
开展《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》等国家安全法律法规的学习教育,了解化工生产中的重大危险源及可能发生事故的环境与条件,掌握常用化学危险物质的理化性能、潜在的危害性,能应用相关参数及物质的理化性质辨识物料、储罐、设备、装置等存在的风险,掌握燃烧、爆炸、中毒、触电、灼伤等事故发生的原因及条件,各类危险事故防范和处理处置方法。
4.掌握必须的安全技能
围绕化工企业安全生产要求,掌握化工安全操作技能,能根据安全规程从事生产操作,规范进行电器及压力容器安全操作、安全检修、静电防护,危险化学品生产、储存和运输,安全防护、安全分析与评价。能落实安全生产措施,分析生产、储运等过程中的主要危险和有害因素,识别可能诱发事故的潜在因素,制定有效的防范措施预案,正确排查并及时发现安全隐患,采取工程技术方法和科学管理手段控制危险。掌握防火、防爆、防中毒、防腐蚀、防化学灼伤的方法,并能采取有效措施防止事故扩大,避免伤亡事故、职业中毒、职业病等事故的发生。
5.熟悉安全管理原则和方法
安全管理是安全生产的必要条件,安全管理水平的高低直接决定企业的安全状态。通过安全教育使学生掌握基本的安全管理要素及安全管理原则和方法,能根据安全生产法律法规及生产实际,制定企业安全管理制度、岗位安全操作规程,了解安全生产法制管理、行政管理、监督检查、危险源管理、工艺技术管理、设备设施管理、作业环境和条件管理等基本方法,利用计划、组织、协调、控制等管理机能,将化工安全专业知识与现代信息管理技术和手段相结合,实现控制事故、消除隐患、减少损失的目的。
三、安全教育的实践探索
1.开设化工安全技术相关系列课程
开设《化工安全技术》、《安全生产》、《防火防爆》、《大学生安全教育》等课程,深化学生的安全认识,对学生进行系统的安全教育,包括化工生产的特点与安全、化工生产中的重大危险源、危险化学品、防火防爆技术、工业防毒技术、压力容器安全技术、装置安全检修、电气安全、劳动保护、安全分析与评价、安全管理等内容。使学生对化工安全技术、安全生产与防护、应急处理与处置等有全面的了解。规范课程设计、教学内容、过程控制、考核评价等管理,提高课程教育质量,使学生的安全意识、安全知识和技能都达到化工安全生产的要求。
2.专业课中融入安全教育
高职化工专业开设《化工设计》、《化工工艺》、《化工单元操作》、《化工设备维护》、《化工仪表与自动化》等专业课,其教学内容与生产实际紧密相联,与化工安全密切相关,在教学中融入安全教育,可以起到事半功倍的成效。在《化工设计》课程中,引入企业真实项目,开展综合评价,确定设计方案。对其生产工艺条件确定、设备选型、施工建设到投入运行等每一个环节,进行安全分析,提供防范措施,同时要对化工生产装置进行安全评价,对生产过程中涉及的原材料、中间体、产品及废弃物进行危险性分析。将先进的安全监控方法、设施和预警系统引入课程,通过提升工艺技术水平和安全水平,消除隐患,实现本质安全。在《化工工艺》课程中,要使学生掌握典型产品工艺设计和生产所用的原料、中间体、产成品的理化性质,比较各工艺控制条件(反应温度、压力、投料的速度、配比、顺序等)下存在的风险,学会优化工艺防范事故的发生。《化工单元操作》课程,使学生理解流体流动与输送、吸收-解析、精馏、离心泵、反应器等单元操作的基本原理、控制方法的同时,介绍单元操作中常见事故及处理方法。对于《化工设备维护》课程,要强化设备管理在企业安全生产中的重要作用,重点介绍特种设备、大型生产设备、压力容器、储罐、仓库存储设备的安全管理以及安全装置的管理与维护。同时要强调各类安全环保装置、防电、防雷、防爆设施的重要功能。在《化工仪表与自动化》课程中,采用计算机模拟仿真技术,在虚拟车间里预设安全隐患及安全事故,使学生辨识安全隐患,分析各类事故的发生、发展及危害,引导学生结合化工岗位生产实际情况,利用所学知识与技能,开展安全分析和评价,找出事故隐患,通过仪表与自动化控制进行事故预警和预防,并能提出相应的安全技术、管理措施。
3.加强实践环节的安全教育
校内实验实训、企业实践、顶岗实习等实践教学是学生理论联系实际的重要环节,也是化工专业学生学业期易发生事故的环节,其安全教育具有必要性、直观性、实效性。制定实践环节管理规章制度和安全规程,多途径推进实施,注重科学管理,使安全要求内化为学生的自觉行动。实验实训教学中,要将安全教育作为教学重点,每次实验实训前要求学生查阅资料,在理解实验实训目的、原理、操作规范要求的基础上完成预习报告,将可能出现的安全问题及安全注意事项在预习报告中明确列出。实训课上教师要引导学生进行危险性分析,使学生在实际动手操作前对每次实训工作环境的危险源、危险因素及可能出现的安全问题、防范措施等有清晰地认识,明晰实训的安全要求,规范操作程序。实训结束后要做好安全善后工作,及时关闭仪器设备,清理现场并做好记录,记载实训中的安全隐患,总结存在问题,消除危险。在顶岗实习前进行专门的系列安全教育,包括:企业安全规章制度、安全操作规程、典型化工产品生产的危险性分析流程、企业生产事故的发生发展过程(从运转失灵到故障、异常、事故、灾害)及防范措施等,事故多发部位、原因、特殊规定和安全要求,常见事故和典型事故案例,生产劳动保护要求和注意事项等内容,同时制定企业实习安全须知,与学生和家长共同签订安全责任状,做到岗前安全早预知。充分利用校外实训环节开展企业生产现场安全教育,使学生掌握企业安全生产要求,具有危险隐患辨识能力、电气安全监控能力、防火防爆监控能力、安全环境事故的应急处置能力。
4.将安全教育贯穿学生在校全过程
制定学生在校期间的安全教育计划和实施方案,开展全过程覆盖、全员参与、全方位开展的安全教育活动。从新生入学教育到各重大节假日、各项文体活动、社会实践活动、实习实训环节直至学生毕业前,开展全过程安全教育,使学生在校期间每学期有专项安全教育,每周有普适性安全教育。在以学校为主体进行安全教育的基础上,请企业安全管理负责人、生产一线技术员、专业消防队员、医院急救中心负责人等来校开设多形式的安全讲座,实现安全教育全员参与。按照循序渐进的原则由浅入深开展安全教育活动,通过系列讲座、案例分析、火灾逃生及灭火演练、安全救护演练、视频图片动画观看、化工典型事故处置软件操作等现代教育技术手段,提高学生的安全防范知识和技能。选取企业常见危险化学品安全事故实例,引导学生制定应急处置方案,开展模拟操作训练。指导学生编制重大活动安全应急预案,组织应急演练,使学生熟悉应急处置程序,掌握防护和急救常识,了解应急救援装备的选择、使用、检查及维护方法,培养学生处理突发事故的应急能力及事故现场处置能力,提高防范意识,努力做到防患于未然。
5.营造校园安全文化氛围
校园安全文化建设是教育和引导师生树立科学的安全观,提升安全素质的重要载体。加强校园安全文化建设,以培养和提升全体师生的安全意识和能力,实现本质安全为目标。从精神、物质等多个层面营造安全氛围,形成自觉遵守安全规章制度的价值观、行为准则和思想作风,使参与安全教育和管理活动内化成为师生的自我需求与自觉行动,将“要我安全”转化成“我要安全”。加大校园安全宣传力度,在学生活动密集的公共场所、各实训中心、校园内配电房及可能发生安全事故的场所设计安全提示宣传板块,充分利用校园网、校内广播、橱窗宣传栏、黑板报等校园文化设施,进行安全宣传。开展事故案例、事故预防、应急处理等安全知识图片展,举办安全教育月活动,聘请专家开展安全法规咨询,组织学生开展安全知识竞赛、安全教育演讲会、安全宣传小报制作比赛、暑期安全宣传社会实践、家用化学品安全防护宣传等活动,定期开设安全教育主题班会,通过多种形式营造安全文化氛围。
四、结语
为行业企业培养满足现代化学工业安全要求的,有实践能力、有发展潜力的高素质技术技能人才,是高职院校与行业企业实现双赢的重要保障。面向高职院校化工专业强化安全教育,既是本专业良性发展的内在动力,又是行业企业健康发展的迫切需求,也是学生人身安全、职业可持续发展的基础和保障,更是事关国民经济可持续发展的大事。通过第一课堂和第二课堂相结合,校内和校外相结合等多种途径开展全面的、高效的安全教育,可使学生在校期间了解企业安全生产要求,建立符合时展的安全观,提升学生的社会责任感、职业安全素质和系统安全能力。
参考文献:
[1]刘景良.化工安全技术[M].北京:化学工业出版社,2011,8.
[2]陈晓伟.多种隐患亟待全面排查[J].中国质量万里行,2014,(2):30-31.
[3]欧彦麟.论高职学生职业安全素质教育[J].中国集体经济,2011,(4):207-208.
[4]陈瑞峰,等.石油和化学工业安全事故原因分析及对策[J].化学工业,2012,(Z1):8-10.
关键词:有机废气回收利用 安全使用 活性炭吸附
随着环保法规的日益严格和人们环保意识的不断增强,挥发性烃类的污染越来越为人们所关注,我国大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)规范了14类烃类的排放标准,目前我国正在制定既符合我国国情,又有一定先进性的烃类排放标准。同时世界各国也在不断研究挥发性烃类的回收利用技术。本文着重介绍活性炭吸附技术及安全使用。
1、GAC(活性炭)废气回收装置工作原理概述
活性炭吸附法回收技术是目前最广泛使用的工业废气治理回收技术之一,其原理是利用吸附剂(活性炭)的多孔结构,当有机废气通过吸附剂床层时,其中的绝大部分有机物被吸附剂吸附截留,从而使排放的废气得到净化。当吸附剂吸附有机物达到饱和后,要对吸附剂床层进行脱附再生。通过通入水蒸汽加热吸附剂床层,床层中的有机物被吹脱出来,并与水蒸气形成蒸汽混合物;然后将混合蒸汽混合物冷凝为液体,通过重力分层,分离出有机溶剂,并得以回收再利用;脱附干净的吸附剂床层冷却后重新投入到下一次的循环吸附过程中。
活性炭吸附吸附效果良好,回收率基本可达90%-99%。
随着工业的发展,大量企业生产、储存、使用有机溶剂,这些溶剂在生产过程中挥发出来,若直接排入到大气中,不仅会造成环境污染,而且浪费了可回收再利用的宝贵资源。采用本装置对排放尾气进行吸附净化处理,不但使排放物中的污染物成分大大降低,而且还回收得到了宝贵的资源。
1.1装置组成简介
吸附回收装置主要由工艺、设备、电气和自控系统组成。主要设备配置有三台吸附罐,另有过滤器、空冷器、列管冷凝器、储槽、风机、几种气动阀门和工艺管线;同时整套装置还配制了自动控制系统和电气控制系统,可全自动化的运行。
1.2工艺过程简述
1.2.1吸附过程:由排风机排出的有机废气,首先汇集到吸附装置尾气集气总管,通过总放空三通挡板阀后进入到过滤器,过滤处理后,再经过风机加压和空冷器冷却降温,然后进入本装置的吸附罐上部的一级进气口,由上而下穿过吸附剂床层,到达吸附罐下部,经一级出口阀排出,再进入下一个吸附罐上部的二级进气口,由上而下穿过吸附剂床层,到达吸附罐下部,经二级出口阀排出。尾气在穿越吸附床层的过程中,其中的有机废气被吸附剂床层所吸附,而经过吸附净化后的气体排入到大气中或进行其它处理。
1.2.2脱附(又称解吸)过程:当吸附罐吸附达到饱和后需要进行脱附,蒸汽在吸附罐内由下而上吹扫GAC吸附剂床层,吹扫出的混合蒸汽从吸附罐上部排出,通过列管冷凝器时被冷凝,然后经过气液分离器分离、螺旋板换热器冷却,其中冷凝混合液流入到分层槽进行重力分层,而少量不凝气体被送入到过滤器入口进行再次吸附;分层出来的庚烷会自动的流入到油层槽中,水层则会自动排入到地沟中;当油层槽液位到达浮球液位上(或下)限时,排油泵会自动开启(或关闭),回收的庚烷会自动抽入储罐。
1.2.3排水过程:脱附过程结束后,吸附罐内的温度高达100℃且充满了水蒸气,其中的水蒸汽会凝结成水,如果凝结水不及时被排出,最终会影响下一次的吸附效果;同时也可通过排水过程使吸附罐放空降温,以及通过调节排水时间来调整总的吸附时间。本工艺采用每一个操作周期均进行一次排水,从而避免了吸附罐内的积水。
1.2.4间歇过程:排水过程结束后,吸附罐内的温度仍然较高,通过间歇过程可使吸附罐放空降温,以及通过调节间歇时间来调整总的吸附时间。
2安全使用
2.1电气防爆
由于有机溶剂多具有易燃易爆的特性,故本装置所属区域属甲类防火防爆区,严禁明火、吸烟、高热及违章动火。在电气设计方面时,应考虑使用气动控制。无法使用气动控制的,应使用防爆型的电气元件。在进行电气检修时,必需停电进行。
2.2防止有机废气倒流
废气回收装置利用的是活性炭多孔结构进行吸附,有机废气中含有的尘埃颗粒未经除尘直接进入吸附罐,会将活性炭孔隙堵塞,降低活性炭比表面积,从而降低活性炭活性。故废气入口都设有除尘器(一般为布袋过滤)。
布袋过滤器使用一定时间后,孔隙会被尘埃颗粒堵塞,排气不畅。有机废气会倒流回车间,浓度升高,遇明火或静电极易引发火灾爆炸事故,设计时需要考虑尾气的超压自动排放。
2.2.1需设置超压放空阀,当尾气压力升高至设定值,自动打开放空阀,降低尾气压力,并定期检测放空阀的灵活性
2.2.2定期更换滤袋
2.2.3在管道内安装压力监控装置,时刻监控尾气压力。
2.3非正常停机
活性炭具有可燃性,使用温度一般不超过200℃,吸附罐内一般都设有温度变送器来探测炭床顶部、中部、底部的温升,以保证装置运行的安全性。
当发生了故障停机或启用了急停程序,而且在一小时内不能重新开机时,必须对停机时正在吸附的吸附罐进行手动解析,用蒸汽将吸附的庚烷脱附出来,以免发生自燃。为确保将罐内的有机溶剂解析干净,需保证蒸汽的通入量。一般溶剂回流管道上设有视镜,可通过视镜观察解析出的溶剂量来确定罐内有机溶剂是否解析干净。
2.4进行系统的安全分析
启动前安全检查(Pre-Start-up Safety Review )(以下简称PSSR)
在装置启动前对所有过程安全要素进行核查确认,判定是否能安全启动,并跟踪验证。
PSSR主要从以下方面:人身安全、职业卫生、人机工程、工艺安全信息、工艺安全分析、操作规程/标准/方案、工艺/设备变更、质量保证、机械完成性、设施安全、电气安全、仪表/连锁系统、消防、事故调查、培训、承包商、应急准备、环境,对装置进行全面的检查。
PSSR是保证安全、预防重大事故的一项重要控制环节,它着眼点是确认当前设备的安装是否符合满足设计和标准规范的要求,所有能确保安全开工和生产持续运行的要素是否具备。
3 影响吸附效率的因素-活性炭
3.1由于吸附剂为活性炭,所以活性炭的活性直接影响有机废气的回收效率。在日常使用中要注意活性炭的保养。在进入吸附罐前必须设置除尘装置,防止废气中的灰尘颗粒进入吸附罐,将活性炭的空隙堵塞。并且需要定期清理或更换除尘滤袋
3.2 能用于有机蒸气回收的活性炭,在性能尤其是孔隙结构方面有非常特殊的技术要求,一般的产品可能在首次使用时效果非常好,但因为不能实现有效脱附,残留在孔隙结构中的有机溶剂成分占据了很多的孔容积,造成活性炭吸附能力“逐渐降低”直至“不能使用”。
4 结语
有机溶剂多为易燃易爆危险化学品,国内也出现过此类装置因运行管理不良而发生的火灾爆炸事故,造成重大人员伤亡及财产损失。因此,为确保安全运行,在设计、安装及运行使用时应严格依照相关法规及规范,提高设备本质安全性。
参考文献
1、刘天奇.石油化工环境保护手册.北京:烃加工出版社 1990