[生产经营管理]工艺安全管理与事故预防Word版.doc

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1、 第一章 工艺安全管理简介 工艺安全事故初期的基本特征是泄露（物料泄漏或能量释 放），它们的后果往往是灾难性的。为了防止灾难性的工艺安全事故，有必要建立和贯彻有效的工艺安全管理系统。 1 引言 目前，在我国工艺安全还不是专门学科。当人们谈及工业领域的“安全”时，指的是一个非常广泛的概念，不但涵盖职业安全，也包含了工艺安全、产品安全和运输安全等等。 自20世纪70年代以来，在欧、美工业发达地区或国家，发生了不少重大的工艺安全事故，政府、公众和工业界开始反思该如何防范类似的事故，并开展了许多有益的工作，从80年代开始，工艺安全逐渐发展成为了一门独立的学科。 本章，我们先来了解一下震惊世界的印度博帕

2、求( Bhopal)化学品泄漏事故，然后讨论工艺安全的概念和工艺安全管理相关法规产生的历史沿革。 2 事故案例（博帕尔化学品泄漏事故） 1984年12月3日发生在印度博帕尔的甲基异氰酸酯(methyl isocyanate，以下简称MIC)泄漏事故，是迄今为止最严重的工业安全事故。 MIC是一种毒性很强的化学品，在事故过程中，从一个储罐泄漏了约25t MIC，造成大量人员和牲畜死亡，具体的死亡人数难以统计。有报道指出，当地80万人口中有约20万人暴露于有毒气体中，并且在事故发生后的两天内，约有5000人死亡，最终总的死亡人数可能有2万人，另外有6万余人需要接受长期治疗（印度政府在1991年公布

3、的一份报告称，车本次事故导致了3800多人死亡和11000余人残疾）。 2.1 事故背景 事故工厂隶属于联台碳化公司(Union Carbidec)rporahon)在印度的一家合资公司，即联合碳化印度有限公司，联合碳化占该公司50.9%的股份。当时，联合碳化公司是财富500强企业之一，也是仅次于杜邦(DuPontc)和道化学(mw (hemical)的世界第三大化学公司（本次事故后，联合碳化公司被拆分，其中部分被道化学兼并）。 事故工厂始建于1969年，从1980年起生产杀虫剂西维因(SEVIN)。MIC是生产该杀虫剂的一种中间产品，它是一种挥发性的、有毒和易燃的物质，相对分子质量为57.0

4、5，室温时为无色液体；沸点39.1t，20时对水的相对密度为0.96，蒸气压为6.4kPa;能与水发生放热反应。美国职业安全健康局(OSHA)规定的8h允许暴露极跟浓度是0.047mg/m3。 工厂投产初期，联合碳化总部委派了一名有良好安全意识和操怍经验的雇员担任厂长，并且实现了50万人工时无误工事故的优良安全纪录。 由于政治等各种原因，1980年公司决定由一名印度本地员工接替厂长职务。新厂长有很好的财务背景，但是对于安全和生产知之甚少。从1982年起，由于干旱等原因，印度国内市场对于该工厂的产品需求减少，1983年工厂的销售额下降了23%。在本次事故发生之前，由于市场需求疲软，工厂停产了6个

5、月。期间，工厂管理层采取了一系列措施来节约成本，诸如： （l）缩短员工的培训时间。最初的人事政策，要求聘请受过高等教育并获得学位者担任操作员，并为他们提供长达6个月的脱产培训。为了节约成本，工厂放弃了这一政策，将操作人员的培训时间由6个月减少至15天。 (2)减少员工数量。原本每个班组有1名班组主管、3名领班、12名操作工和2名维修工，后来减至1名领班和6名操作工，不再设班组主管。 (3) 尽量聘请廉价的承包商（尽首他们缺乏经验）和采用便宜的建造材料。 (4)减少对工艺设备的维护与维修（包括对关键安全设施的维护）。 (5)停用冷冻系统。发生事故的储罐本来有一套冷冻系统，其设计意图是使MIC的储

6、存温度保持在0左右；为了节约成本，工厂停用了该冷冻系统。 联台碳化公司曾派出一个专家小组对该工厂进行安全审计。在审计报告中提出了一系列需要改进的地方，例如阔门泄漏、过滤器清洗时未事先使用盲板隔离、压力计故障和喷淋水系统故障等等。在本次事故发生前，这些审计报告中提出的改进揩施都没有落实。 2.2事故经过 如图1 -1所示，在事故发生的当天下午，维修人员尝试清洗工艺管道上的过滤器。在用水反向冲洗过滤器之前，正常的作业程序要求关闭工艺管道上的阀门，并在“隔离法兰”处安装盲板。在开始这些工作之前，维修人员需要申请并获得作业许可证。 事实上，在本次维修作业前，维修人员没有申请作业许可证、没有通知操作人员

7、、也没有安装盲板以实现隔离。他们认为，只要关闭工艺管道上的阀门就可以对过滤器进行清洗。不幸的是，由于腐蚀，储罐进料管上的阀门发生内部泄漏，在维修员反冲洗过滤器的过程中，冲洗水经过渡阀门进入了MIC储罐。 水进入储罐后，与其中的MIC发生放热反应，储罐内的温度和压力升高。由于缺乏维护与维修，相关的温度和压力仪表未正常工作，控制室内的操作人员没有及时觉察到储罐工况的异常变化。 由于工厂在事故发生前停用了冷冻系统，储罐内MIC的实际温度约为1520（即当地的环境温度），远远高于设计时所期望的0，在较高温度下，MIC与水的反应更加剧烈。 在设计工艺系统时，考虑了少量MIC放空的情形。按照设计意图，它会

8、先通过洗涤器洗涤，然后经火炬燃烧后进入大气，从而最大限度地减少对周围环境的影响。但当事故发生 时，火炬系统正处于维修当中，没有发挥应有的作用。 上述冷冻系统、洗涤器和火炬都是关键的安全设，但当事故发生时，它们都处于非正常工柞状态：工厂停掉了冷却系统和洗涤器，火炬系统刚正好处于维修状态。 12月3日凌晨00时15分，储罐内压力迅速升高，有人在工艺区内发现了泄漏出的MIC。于是，一名操作人员前往现场查看，他听到储罐内发出隆隆声，并感受到来自储罐的辐射热，他立即尝试启动洗涤器，但没有成功。 凌晨00对45分，储罐超压、安全阀起跳，随即大量MIC泄漏到周围环境中。在Zh内，约25t MIC进人大气中，

9、工厂下风向8km内的区域都暴露在泄漏的化学品中，短时间内造成周围居民大量伤亡。事故发生后，应急反应系统没有有效运转，当地医院不知道泄漏的是什么气体，对泄露气体可能造成的后果及急救措施也毫不了解。 2.3造成事故严重后果的因素 博帕尔事故是法律、技术、组织及人为错误各方面综合作用的结果。直接的原因是水进入储罐内与MIC发生化学反应，安全设的失效和缺乏有效的应急反应，是未能减轻事故后果的重要原因。以下归纳了导致本次事故严重后果的一些因素： (1)工厂位置不合适。工厂建造在城市近郊，离火车站只有lkm，距工厂3km范围内有两家医院。当地政府曾要求将该工厂搬迁到高市区Z5 km处的一个工业区，但是搬迁

10、一直没有得到落实。 .(2)未按本质安全的原则进行工厂设计。根据“本质安全”的原则，宜尽量采用无毒或毒性小的化学品替代毒性大的化学品，MIC是该工厂生产工艺过程中的中间产物，在工厂设计阶段，可以考虑其他工艺路线以避免产生如此毒性的中间产物；当时，已有两家类似的工厂采用了其他替代的工艺路线，从而成功地避免了在工艺生产过程中产生MIC。 (3)未按本质安全的原则进行工厂操作。按照“本质安全”的原则，在满足工艺基本要求的前提下，应该尽量减少工艺系统内危险化学品的存储量。事故工厂有三个MIC储罐，每个储罐的储存量约为57m3，有专家质疑储存如此大量危险物料的必要性。 按照操作要求，事故储罐中MIC液位

11、不得超过60%（在美国西弗吉尼亚类似的工厂要求不超过so每），在事故发生时，实际液位是87%。 此外，工艺要求对储罐内的MIc进行冷冻储存，联合碳化的操作手册也规定，当温度超过11时，就应该报警；而在博帕尔工厂，停掉了冷冻系统之后，报警温度被设定在20，实际的操作温度基本上在15左右。 (4)安全设失效。按照原来的设计意图，当发生较小泄漏时，泄漏的气体先经过洗涤器吸收，少量未被洗涤吸收的气体进入炬，在进人大气之前被焚烧掉。洗涤器能够处理温度为35、流量为90kg/h的MIC蒸气，在事故发生时，MIC的排赦量大约是设计处理流量的200倍；而且火炬正处于维修状况，与工艺系统分开了。另一项安全设是喷

12、淋水系统，在3日凌晨1时，操作人员启动了喷淋水，但是最高只能喷到离地面15m处，而泄露的MIC蒸气达到了离地面50m的高度。 (5)应急反应低效率。在该工厂，少量的泄漏早已司空见惯，而且储罐上的压力计早先已经出现故障，操作人员不再相信它们的结果。事故发生之初，工厂操作人员忽视了所发生的泄漏，在发现泄漏2h后才拉响警报。MIC的泄漏持续了约45一60min，在这期间，居住在工厂周围的许多人，因为眼睛和喉咙受到刺激从睡梦中惊醒，并很快丧失了生命。 (6)管理层缺乏安全意识。工厂的管理层为了节约成本，不惟以牺牲安全为代价，这是导致一系列不安全条件和不安全行为的重要原困。 2.4事故启示 (l)管理层

13、对于安全的认可是实现工厂安全的根本前提。管理层的认可不仅利于落实日常的安全管理，也是建设企业安全文化的重要推动力。就实现安全无事故的目标而言，如果没有管理层的承诺，再好的管理系统和技术能力都没有现实的意义。 (2)管理层对于安全的认可解决了“应该去做”的问题，紧接着的问题是“如何去做”。为了防止灾难性的事故，工厂需要做好管理与技术两个方面的工作：一是需要建立科学的安全管理系统；二是管理人员、工程师及操作和维修人员需要具备必要的技术能力。 (3)仅就工艺安全而言，我们可以从本次事故吸取以下教训 需要对危害较大的工艺系统进行系统的工艺危害分析；辨别工艺系统可能出现的偏离正常工况的情形，找出相关的原

14、因与后果，并提出消除或控制危害的改进措施，从而提高系统的安全性能。 建立和切实执行工艺系统的变更管理制度，严肃对待工艺系统和操作、维修程序的变更。工艺系统的重要安全设施（如本案例中的冷冻系统和火炬）之所以存在，都是为了实现一定的工艺意图，不能随意取消或绕过它们；如果确实需要这样做，应事先按照变更管理程序的要求，对新的做法进行必要的危害分析，并依据分析结果落实必要的安全措。 加强对操作员和维修人员（包括承包商）的培训和管理。帮助员工和承包商了解工艺系统中存在的危害、相关的控制措施以及工厂的各项安全管理制度（如作业许可证制度）。 加强对事故和未遂事故的根源分析。在本次灾难性事故发生之前，博帕尔工厂

15、就发生过多次小规模的MIC泄事故，工人们都有过眼睛不适的经历(MIC损伤眼睛、肺部和神经系统等)。但是，这些前兆并没有引起工厂管理层的足够重视。经验表明，后果轻微的事故和未遂事故是重大事故的前兆，需要重视工厂所发生的哪怕是不起眼的小事故，仔细分析和消除它们的根源。 重视职业安全的同时，更需要高度重视工艺安全。职业安全和工艺安全都是工厂总体安全的重要组成部分，但两者又有区别：职业安全事故往往是伤害一个人或几个人；而工艺安全事故的后果通常会严重得多，它不仅仅是伤害几个人而已，有可能严重损坏工艺系统本身、造成大量人员伤亡、使整个公司倒闭、甚至给周围公众或环境带来灾难性的后果，博帕尔事故就是一个典型的

16、例子。 3 工艺安全(Process Safety) 最近几十年来，技术革新给化工和石化等行业带来巨大的变化：新产品不断涌现、控制手段更加先进、装置规模日趋扩大。但是，随之而来的是：涉及化学品的品种更多且储存量更大、应用的工艺技术更加复杂、操作条件更加苛刻、工艺系统的危害更多。例如，广泛采用易燃和有毒的化学品、工艺过程涉及高温和高压、反应大量放热等等。 随着技术进步，愈来愈复杂的工艺系统对安全提出了更高的要求。很多专家甚至认为从某种意义上讲，安全方面的高要求已经成为化工和石化行业发展的一个瓶颈。工艺系统越复杂，化工工程师就需要掌握越多的安全知识，以确保工艺系统的设计和操作满足基本的安全要求。

17、（1）工艺安全的一个基本出发点是预防工艺物料（或能量）泄漏。虽然化工和石化行业发生的各类事故通常表现为着火、爆炸或有毒物暴露等不同的形式，但都可以归咎于物料的泄漏或能量的释放（也可以视为一种泄漏形式）。 工艺系统一旦出现泄露，就有可能导致灾难性的工艺安全事故。化学品泄或能量释放可能发生于正在运行的工艺装置、储存原料或产品的区域、长途输送管道、铁路和公路装运化学品的槽车以及化学品水运船舶等等。 以涉及易燃物料的工艺系统为例，如果仅仅是泄漏且物料在泄漏出来后很快形成蒸气并扩散开去，危害相对较小；较多的情形是，泄漏出来的物料蒸发，并且形成蒸气云，蒸气云体积增大并蔓延，接触到着火源后发生着火或爆炸。可

18、燃物着火燃烧时，烘烤临近的设备或管道，导致它们破裂；爆炸也可以造成周围设备或管道破裂；这样以来，就出现了更多的泄漏，形成更大范围的着火或数量更多的爆炸。 泄漏 蒸气云 ( 着火源） 着火或爆炸 更多泄漏 更多着火或爆炸 反之，如果工艺物科按照原本的设计意图，以预想的状态（温度、压力和相态等等）停留在设备或管道内，整个工艺系统就处于安全的状态； (2)工艺安全的目的是在设计、建造、操作和维修工厂工艺设备和设施过程中，运用工程知识、原理与经验，消除或减少与工艺过程相关的危害。 “工艺过程相关的危害”源自两个方面，一是工艺介质车身的危害，二是工艺过程（对介质的储存、处理和加工）所赋予的危害。例如，氯

19、气有毒属于这种介质本身的危害；将氯气储存在容器内并保持一定的压力，这些氯气就具备了一定的能量，“具有能量”是对这些氯气加压这一工艺过程所带来的危害。固此，工艺安全既关心工艺过程中涉及的各类化学品，又关心如何储存、处理和加工这些化学品。 (3)工艺安全有别于传统的“安全”概念。传统的“安全”主要是指使用各类个人防护用品和建立相应的规章制度来保护作业人员，防止发生人员伤害事放。“工艺安全”所倡导的事故预防方法有别于以上传统的做法，它强调采用系统的方法舡艺危害进行辩识，根据工厂不同生命周期或阶段（研发、设计、投产前和生产过程中）的特点，采取不同的方式辨别存在的危害、评估危害可能导致的事故的频率及后果

20、，并以此为基础，设法消除危害以避免事故，或减轻危害可能导致的事故后果。工艺安全重视应用以往设计的经验教训，强调严格执行相关的设计标准和规范。工艺安全管理的理念和危害控制技术可以应用于各种流程工业，倒如化工、石化、炼油、海上采油、制药及冶金等等。 (4)工艺安全的侧重点是工艺系统或设本身。工艺安全也关注可能导致事故的人为因素，但相对而言，职业安全关注更多的是人的行为，工艺安全则较关心工艺系统或设施本身是否存在技术上的缺陷或安全操作的隐患。除了关心操作人员及工厂周围人员的安全外，工艺安全也重视 泄露事故对环境的破坏和对工厂设施的损坏。 (5)工艺安全已是一门独立的学科。虽然工艺系统的安全在工艺系统

21、产生的那一刻就客观存在了，但是直到20世纪90年代，工艺安全才开始成为一门独立的学科。 20世纪60年代以来，工艺系统变得越来越复杂、操作条件愈加恶劣（如高压与高温等），在欧洲和美国发生了一系列重大的工艺安全事故，工业界开始逐渐意识到，需要应用系统的方法和技术来预防工艺安全事故。其后，在欧、美等地，政府部门陆续颁布了相关的工艺安全管理法规。 自20世纪80年代以来，工艺安全管理及技术获得了长足发展。人们相继开发了不少预防工艺安生事故的方法和工具，例如危险性与可操作性研究(HAZOP)、故障树分析(FrA)等分析方法。同时，也建立了一些后果模拟的计算模型，如火球辐射模型、有毒蒸气扩散模型、两相流

22、泄放模型等等。目前，有一部分欧、美化工及能源公司设有专职的工艺安全专业人员，他们负责为本公司的设计人员和生产人员提供工艺安全技术与管理方面的专业支持。 1985年，美国化学工程师协会(the AmericanInstiLute ofChemical Enpneers，AfChE)设立了化工工艺安全中心(the Center for ChericalProceas Safety，CCPs)，主要从事化工、石化及工艺加工行业的安全技术发展与传播，以帮助企业预防重大工艺安垒事故。4工艺安全管理及相关法规简介 4.1工艺安全管理 工艺安全管理的主要目的是预防危险化学品（或能量）的意外泄漏，特别是防止它

23、们泄露到员工或其他人员活动的区域，使相关人员遭受伤害。完善的工艺安全管理系统不但能帮助减少人员伤害，也能避免重大的财产损失。此外，它还通过消除或减少工艺系统中存在的操作隐患，提高工艺设备的可靠性，减少不必要的停车，提升产品的品质，而且可以提高生产效率、降低生产成本和延长工艺设备的使用寿命。 工艺安全管理的主要对象是处理、使用、加工或储存危险化学品的工厂或设施。它强调运用系统的管理手段，识别、理解、清除和控制工艺危害，在设计上确保工艺系统具备可以接受的安全性，并使工艺设施在建成后按照设计意图安全地运转。 工艺安全管理关心工艺系统的“变化”。许多工艺安全事故是由于工艺系统的“变化”所导致的，如液位

24、偏高、流量过大、车辆撞破工艺管道等等，这种“变化”可能是自发的，也可能是外部作用的结果。如果上述“变化”处于设计预期的范围内，就不-发生事故；反之，当这些“变化”使系统的操作工况超出设计的安全范围，就很可能导致操作问题或事故。这些“变化”可能发生在工艺、设备或人员等诸方面，而且在工厂生命周期中，不可避免会发生这些“变化”，重要的是要将这些“变化”纳入适当的管理中。 4.2工艺安全管理法规的发展沿革 1974年，在英国Flibomugh出的一家化工厂，工厂维修人员用一条临时管道替代6个串级反应器中的第5级反应器，结果该临时管道破裂，泄漏了约50t可燃物。一可燃物形成的蒸气云发生爆炸，造成28人死

25、亡及周围社区重大的财产损失（请参考本书第四章对该事故的详细描述）。 在以往，安全管理的重点是职业安全管理，主要是防止在作业过程中，工人遭受机械伤害或由于跌落等原因所导致的伤害。本次事故使化工行业的管理者和工程师们意识到，对新工厂的设计以及发生变更的工艺系统进行危害分析至关重要，人们需要在设计阶段做更多的工作，来消除工艺系统中潜在的危害，而不是仅仅关注职业安全相关的危害。基于此认识，工艺危害分析( Ptocesa Hazard Review)逐渐成为工程设计的一个重要环节。 1975年，荷兰毕克(Beek)的一套石油裂解装置在投产前发生泄漏，导致了一起严重的蒸气云爆炸事故，造成14死亡。1977

26、年，在意大利的塞维索（Seveso）工厂，因为阀门泄漏，导致大范围的有毒蒸气泄露。这些事故直接催生了第一部针对工艺安全的政府法规，即1982年欧洲颁布的“Seveso I指令”。该指令以意大利发生事故的工厂命名，主要包含了社会公众的知情权和对应急反应相关的要求，为欧盟各成员国所遵守。 1984年，发生在印度博帕尔的灾难性事故夺去了成千上万人的生命。“明天博帕尔灾难还会不会再发生？”和“该如何防止博帕尔事故重演？”成为流程工业学术界的热门议题。鉴于本次事故美国化学工程师怫会在1985年成立了专门的化工工艺安全中心(CCPS)，该中心为化工、石化等行业提供工艺安全技术和管理的全面支持，以防范重大的

27、工艺安全事故。相应地，在加拿大，成立了重大工业事故协调委员会(MLACC)，它的使命是减少工业事故发生的频率和减轻事故的后果。此外，“SevesoI指令”也经历过修订，1996年形成了“Swreso指令”，它吸取了博帕尔事故的教训，更加强调对重大危害的控制和建立工艺安全管理系统的必要性。1988年，美国化学协会(the Amenczm Chemiatrr Councd，ACC)颁布了“责任关怀”（Responsible Care），其中包含了工艺安全相关的规定，并要求其成员企业遵守这些规定。 1989年，在美国体斯顿发生了一起重大的反应器爆炸事故，导致23人死亡。1990年，在美国得克萨斯州又

28、发生了一起污水罐爆炸事故，造成l7人死亡。这些事故或多或少加速了工艺安全相关的立法。1992年2月24且，美国职业安垒健康局（Oecupational Safehr andHealth AdministrIion，OSHA）颁布了危险化学品工艺安全管理系统的相关要求(29CFR1910. 119: Pmcess Safetr M印ent of Hi azardous Chemicals，PSIU)，并于1992年5月26日正式生效。随后，美国环保局( EPA)颁布的“净化空气法案之灾难性泄漏预防”于1999年生效，在OSHA工艺安全管理系统相关要求的基础上，补充了对风险评价和应急预案的要求。

29、韩国参考美国OSHA颁布的工艺安全管理系统的相关要求，也于1996年颁布了该国的工艺安全管理系统要求，即KOSHA PSM。 在我国，中国石油天然气集团公司参考美国石油学会标准API RP750编写了相关的标准SY/T 6230-1997即石油天然气加工工艺危害管理，该标准主要应用于石油天然气加工设施，于1997年8月25日颁布，井于1998年3月1日程执行， 5 0SHA颁布的工艺安全管理系统简介 5.1适用范围 OSHA颁布的工艺安全管理系统相关的法规(29CFR1910. 119)，主要是为了帮助企业防止有毒、易燃、易爆和易反应的化学品出现灾难性泄漏，必及减轻上述物质不幸发生泄漏时的后果

30、。部分典型事故与工艺安全相关的立法见表1-1 OSHA规定的PSM(以下简称PM)主要应用于加工工业。在PSM法规中附录了一个危险 化学品列表，它包含130余种有毒或具有反应性的化学品，对每种化学品规定了一个散量标准。当工厂处理的危险化学品数量达到或超出所列表中的数量标准时，或者处理的易燃液体 或易燃固体的数量等于或大于4535.9kg时，工厂就需要遵守PSM规定。 PSM法规不适用于下列工艺设施： (1)零售设设 (2)油井、气井； (3)无人操作设施。 OSHA对应该遵守PSM规定的“工艺”也进行了定义：“工艺”是指使用、储存、加工、处理或者在工厂范围内转移危险化学品，也可以是上述活动的综

31、合。 5.2工艺安全管理系统执行投产前安全检查； (5)测试相关设备以实现工艺设备的机械完整性； (6)编写应急预案； (7)开展事故调查； （8)帮助承包商认识工艺过程中潜在的危害。 本章，我们先讨论一起因没有有效使用工艺安全信息而导致的爆炸事故，然后了解PSM对于工艺安全信息这一要素的要求，并进一步说明工厂需要编制的工艺安全信息资料以及管理过程中普遍存在的问题与对策。2事故案例（羟胺蒸馏装置爆炸事故2.1事故简介 1999年2月19日，C公司位于美国宾夕法尼亚州的一套羟胺(Hycboxylamine)装置发生爆炸，造成5人死亡，包括4名C公司的员工西1名临近工厂的管理人员，并有多人受伤。生

32、产装置遭受严重破坏（请参考图2-1），爆炸还损坏了临近工业园区中的建筑物。 事故发生时，C公司的员工正在对羟胺和硫酸钾（K2S04）的混台物进行蒸馏操作，这也是该公司第一次商业化投产这类工艺装置。在蒸馏过程中，可能是由于羟胺浓度和温度过高，工艺设备或管道内的羟胺剧烈分解，导致了本次爆炸事故。 2.2涉及事故的化学品羟胺 羟胺（NH2oH）是氨的氧化产物，通常以水溶液或盐的形式存在。表2-1中列出了它的基本物性数据。表2-1羟胺的基本特性参敲 参 数 数 值 l 参 数 数 值 相对分子质量 33.03 爆炸温度 26 焙点 34 密度(Kg/m3) 1.277 擤点 110 蒸汽压（47.2)

33、kPa 1.33 羟胺其他特性如下： (1)无色或白色、遇热不稳定的吸湿性针状晶体； (2)易溶于液氨、水和甲醇，可溶于酸； (3)暴露于明火、火焰或氧化剂耐，可能着止； (4)大面积暴露于空气中可能自燃； (5)在空气中加热，温度超过70时，会发生爆炸； (6)与硫酸铜、金属和氧化物（如氯气）接触时能被点燃。 羟胺主要应用于半导体行业，用作集成电路的清洁剂，也用于制造墨水、油漆和照片显影剂等等。在全球只有少数公司生产羟胺，如果c公司不发生这次爆炸事故，它将会是第一家商业生产这类产品的美国公司。 2.3发生事故的工艺系统 C公司从1997年开始在实验室开发羟胺的生产工艺，并于1998年上半年建

34、立了10加仑(37.8L)的中试装置。1998年7月开始租用面积约186的生产设（本次事故所在地）扩大生产。 羟氨生产流程包含四个基本单元：反应、过滤、减压蒸馏和离子交换纯化。其中的减压蒸馏是为了将上游来的浓度30%（质量分数）的羟胺溶液和硫酸钾分离，并获得浓度50%（质量分数）的羟胺溶液。碱压蒸馏系统包括进料罐、蒸馏塔、加热器、冷凝器、冷冻器、真空泵、初馏分罐和产品罐（详见图2 -2） 减压蒸馏的操作过程包括两个阶段： (1)进料罐中浓度30%（质量分数）的羟胺溶液由循环泵输送到蒸馏塔顶部（进料罐内的物料是浆料，其中的固相物质主要是硫酸钾），用49cc热水加热蒸馏；蒸气经冷凝器用冷冻水冷凝。

35、最初的馏分中主要是水和羟胺，被送往初馏分罐。当初馏分罐内的羟胺浓度达到lO%（质量分数）时，将馏出物切换到产品罐，并持续蒸馏；当进料罐内液相中羟胺浓度到达 80% - 90%（质量分数）时，结束第一阶段蒸馏。用30%（质量分数）的羟胺溶液清洗进料罐 后，进料罐停用。 (2)对产品罐中收集到的浓度为45%（质量分数）的羟胺进一步蒸馏：用泵将产品罐中的 物料送入蒸馏塔，用60热水加热蒸馏，分离掉溶液中的部分水分后，馏出物直接进入产品罐。当产品罐内羟胺浓度为50%（质量分数）时，蒸馏过程就完成了。 2.4事故经过 1999年2月l9日，操作人员更换了蒸馏塔的进料管后，在当天早上启动蒸馏系统，当时进料

36、罐内液相中的羟胺浓度为57%（质量分数）。此后罐内浓度持续增加，19时15分前后，进科罐内羟胺的浓度达到了86%（质量分数）。操作人员凭肉眼观察来控制结晶，于19时45分停用加料罐，然后用30%（质量分数）羟胺溶液冲洗进料罐内形成的羟胺晶体；在20时14分，突然发生了爆炸。 2.5事故原因 在浓度较高时，羟胺晶体及溶液可能发生爆炸性的分解，热源或污染杂质会促进分解。在本案例中，从蒸馏塔回到进料罐内的物料中，羟胺浓度较高（因为大部分的水被蒸发掉了）；而且，在工艺过程中存在某些促进分解的因素，如蒸馏时的过度加热、无意间混入工艺系统的杂质、循环泵输送时的摩擦等等。当羟胺浓度较高耐，这些因素可以导致进

37、科罐和进料管道内的羟胺分解，乃至发生爆炸。 从管理角度分析，本次事故是多个工艺安全管理要素缺失的结果。例如，未进行工艺危害分析、未编制适当的操作程序以及员工缺乏必要的培训等等。此外，没有合理应用工艺安全信息是导致本次事故的一个重要固素。 c公司的管理人员明白，当工艺过程中的羟胺浓度超过80%（质量分数）时，会析出羟胺晶体，羟胺晶体不稳定并有潜在的爆炸性。公司的材料安全技术说明书(MSDS)中有相关的说明“当水被蒸发，羟胺浓度超过70%（质量分数）时，可能发生着火和爆炸”。但是这一重要信息并没有充分反映到工艺设计和操作程序当中，在实际的工艺生产过程中，羟胺浓度选到85%（质量分数），超出了安全技

38、术说明书中所记载的羟胺可能发生爆炸的浓度即70%（质量分数）。而且，工厂只有草图，没有正规的工艺流程图和其他图纸；操作程序也只包含初步的信息，缺乏安全操作相关的信息和指南。 反之，如果对率案例的工艺系统进行危害分析，并且在危害分析时充分利用材料安全技术说明书中已知的信息即羟胺浓度超过70%（质量分数）可能发生爆炸，就可以及时发现工艺过程中存在的危害，及时修改工艺设计或采取其他措施来预防本次事故。 总之，如果缺乏必要的、准确的工艺安全信息（如工艺系统中介质的物性参数、工艺介质的化学反应特性、设备规格、物料衡算和操作程序等等），就难以进行工艺系统的安全设计和实现安全的生产操作。3 PSM对“工艺安

39、全信息”要素的规定 OSHA要求雇主在开晨工艺危害分析之前，编制好书面的工艺安全信息。在编写这些书面材料的过程中，有助于雇主及雇员辨别、掌握工艺系统中存在的危害。工艺安全信息应该包括工厂储存、使用和生产的化学品的危害、工艺技术以及工艺设备相关的信息。(l)与工厂储存、使用和生产的化学品的危害相关的信息至少包括：毒性；允许暴露极限浓度；韧性数据；反应特性；腐蚀性数据；热稳定性及化学稳定性，以及与其他物质混合时的不良后果。(2)工艺技术相关的信息至少包括：方块流程图或简单工艺流程圈；工艺流程的化学反应背景资料；设计的最大物料储存量；工艺参数的安全操作范围（温度、压力、流量和组分等等）；偏离正常工况后果的评估（包括对员工安全和健康的影响）。(3)工艺设备相关的信息至少包括：建造材质；带控制点的管道仪表流程图；电气设备危险等级区域划分图；泄压系统的设计及设计基础；通风系统的设计；设计所依据的设计标准或规范；物料平衡表与能量平衡表；安全系统（如联锁、监测和抑止系统等）。4“工艺安全信息”要素相关实践 4.1 工艺安全信息的重要性 (1)工艺安全信息是对工艺系统的准确描述，也是开展工艺安全管理工作的基础。依据书面的工艺安全信息开展工艺危害分析，可以帮助我们识别和掌握工艺系统中存在的各种危害，井采取必要的措施消除发现的危害或减轻它们可能导致的事故的后果。此外，我们还需要参考