第三章 工艺安全信息

1．工艺安全信息的要素

工艺安全信息，是指物料的危害性、工艺设计基础和设备设计基础的完整、准确的文件化的信息资料，主要包括化学品危害信息、工艺技术信息和设备安全信息三大类。这些资料可以帮助员工理解工厂的工艺系统如何运行，以及为什么要以这样的方式运行。它是开展工艺危害分析的依据，也是安全管理系统其他要素的基础。如图3-1所示。

在工厂里，只要是开展以下工作，都需要参考相关的工艺安全信息：

（1）进行工艺系统的危害分析；

（2）审查对工艺系统的变更；

（3）编撰操作程序和培训操作人员的材料；

（4）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。

化学品危害信息主要包括工艺过程中原料、催化剂、助剂、中间产品和最终产品等物料的信息，其中至少包含：毒性、允许暴露限值、物理参数（如沸点、蒸气压、密度、溶解度、闪点、爆炸极限）、反应特性（如分解反应、聚合反应）、腐蚀性数据，腐蚀性及材质的不相容性、热稳定性和化学稳定性（如受热是否分解、暴露于空气中或被撞击时是否稳定；与其他物质混合时的不良后果，混合后是否发生反应）、对于泄漏化学品的处置方法，主要体现为化学品安全技术说明书的信息内容。工厂需要书面保存其生产、储存或使用的化学品（包括原料、中间产品和成品）的安全技术说书，只有这样，才能使员工在遇到相对应的化学品时，能正确评估着火或爆炸的特征、反应对工艺设备的腐蚀及对人体健康的影响。

OHSA规定MSDS必须包括一些必要的内容，但是仍允许供应商按照自己的情况MSDS。依据国际标准ISO 11014-1，目前我国已编制了关于MSDS编写的规定。它要求MSDS包含下列16项内容：

（1）化学品及企业标识；

（2）成分、组成信息中心；

（3）危险性概述；

（4）急救措施；

（5）消防措施；

（6）泄漏应急处理；

（7）操作处置与储存；

（8）接触控制/个体防护；

（9）理化特性；

（10）稳定性和反应性；

（11）毒理学资料；

（12）生态学资料；

（13）废弃处置；

（14）运输信息；

（15）法规信息；

（16）其他信息。

工艺技术信息主要包括方块流程图，或简单工艺技术流程图、工艺流程的化学反应背景资料；设计的最大的物料储存量；工艺参数的安全操作范围（温度、压力、流量和组分等）、技术手册、操作规程、培训材料、安全操作规范（温度、压力、流量、液位或组分等）、偏离正常工况后果的评估（对员工的安全和健康的影响）等信息。与工艺技术相关的这些信息通常包含在技术手册、操作手册、培训材料或其他类似的文件中。

（1）工艺流程及相关化学反应的说明文件。该文件是对工艺过程的简单描述，主要阐述工艺流程中的基本反应和所包含的单元操作。化学反应控制是实现工艺安全的重要环节，工厂的书面文件应该说明哪些反应可能发生，以及哪些工艺条件的改变可能对反应造成影响。比如，可能发生的化学反应及其基本原理；反应原料地和产物的基本特性（是否生成危险的产物）；反应热（放热反应还是吸热反应）；可能导致反应失控的条件；有哪些副反应，可能存在哪些危害；影响反应进程的因素（如反应动力学特征）。

（2）工艺流程图（PFD），能够帮助我们快速了解工艺系统是如何工作的。它不像带控制点的管道仪表流程图那么复杂，它用较少的篇幅对整个工艺流程进行高度概括性的说明。如通过工艺流程图，我们可以了解：工艺系统中的主要设备和主要的单元操作；单元操作之间的相互关系；工艺物料的基本路线：进料、出料和内部循环的路径；主要的工艺控制点；主要的公用工程（如冷冻水、氮气和压缩空气等）。这些资料，对于一个新进入工艺系统的员工或一些承包商、短期施工人员，可以利用工艺流程图快速了解工艺系统，这一点即便是对于复杂的工艺系统，它的作用也尤为重要。而车间主任的操作人员和现场维修人员，可以利用它来开展初步的危害分析、培训操作人员、编写操作程序、审查工艺变更，以及帮助承包商的员工认识工艺过程中存在的危害，做一个最简单、最直接、前期的工艺危害风险分析，提前防范。

（3）设计确定的工艺物料（原料、中间产品和最终产品等）的最大储存量。工艺安全管理制度完善的公司，一般都会建立本公司可以接受的风险标准。而在设计工艺系统时（包括对工艺系统进行风险评价时），应该确保所设计的工厂满足这些风险标准的要求。对于任何工艺过程，如果实际工艺物料的使用或储存数量超出设计允许的最大储量，一旦发生事故，导致的后果就可能超出设计时的预期，使用风险突破公司设定的风险标准。比如，液体仿制储存的液体物料过量时，一旦发生物料泄漏，由于泄漏物料量增大，受影响的区域面积和人的数量都会相应增加，事故造成的后果就可能超出设计时的预期。因此，工厂需要及时跟踪使用和储存物料的储存量，使它们不超出允许的范围。针对这些需要管控物料的最大储存量的，可以通过使用一些液位计或直接利用DCS系统做容量管控来监控物料的实时存储量，以避免出现因对原有储存量判断错误而导致的新进料超过最大储存量而造成的工艺事故。

（4）主要参数（温度、压力、液位、流量和组分等）的安全操作范围。工艺参数超出正常操作范围后，可能导致灾难性的危险化学品泄漏或者能量意外释放。工厂应该有书面的文件说明正常操作时的温度、压力、液位、流量及其他重要工艺参数的范围，如化学品储罐的最高和最低液位、反应器进料的投料比例、反应釜可承受的最大压力等。对于这些影响安全的工艺参数，生产车间必须一一做出识别并编制成“关键参数安全操作范围一览表”，以便于操作人员参考。而在做工艺系统设计时，需要对其做系统的考虑设定必要的报警和联锁保护措施，并且在操作程序中说明这些参数的操作范围与特别注意事项。

（5）非正常工况的后果评估资料。这些资料通常是在工艺危害分析过程中形成的。在运用危险性与可操作性研究等方法进行工艺系统危害分析时，其中一项重要任务是分析非正常工况的原因及其可能导致的后果，并在必要时提出消除或控制危害的措施。因此，非正常工况的后果评估资料可以为实际生产提供指南。比如，在操作程序中，除了包含主要操作参数的操作范围外，还可以根据非正常工况的后果评估资料，说明工艺参数超出安全范围的后果和相应的纠正措施或步骤。

设备安全信息主要包括工艺设备材质、泄压系统的设计及设计基础；电气设备危险等级区域划分图；带控制点的管道仪表流程图；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）。除此之外，还包括平面布置图和设备布置图，它们表达各系统和设备之间的空间位置关系和相互之间的距离。

（1）对于建造材质的要求，要把与生产过程中将用到的原料、半成品等，根据相关的反应原理，去选择合适的设备、管道、阀门或仪表等，避免在生产过程中发生腐蚀，甚至造成危险物料泄漏或能量意外释放。因此，工厂应该有书面文件记录工艺设备或管道的施工材质。

（2）带控制点的管道仪表流程图。它是流程工厂非常重要的图纸文件，包含设备、管道、阀门、仪表、自控和安全保护系统的具体细节。控制危害的工程措施大部分都可以从此流程图上找出来，比如自动调节阀的故障位置（故障开或故障关）、关键安全仪表系统（如关键联锁和事故停车）和泄压装置（如安全阀、爆破等）的安装位置等。而由于此流程图是表达工厂工艺系统的最重要的文件之一，是实现进一步详细设计和日常生产操作的基础。工厂应该确保此流程图与实际存在的工艺系统始终保持一致，特别是在对工艺系统进行变更时，应及时更新此流程图。反之，如果工艺系统改变时没有及时更新此流程图，它的内容不再反映装置的实际情况，应用它来指导生产和其他活动（如工艺系统改造等）就可能酿成严重的后果。

（3）电气设备危险等级区域划分图。工厂需要明确哪些区域存在爆炸性气体、爆炸性粉尘和易燃液体，以便设计、安装在该区域的电气设备达到相应的等级，防止它们成为引燃蒸气、粉尘或易燃液体的着火源。通常，工厂需要编制电气设备危险等级区域划分图，说明工厂中不同区域和不同高和度的电气设备设计危险等级要求。

（4）泄压系统的设计及设计基础。泄压系统是为了防止工艺设备、容器或管道超压损坏和灾难性的危险化学品泄漏或能量释放。对于所有的泄压装置，都需要有书面的设计文件。这些文件可以分成两类：一是与泄压装置本身相关的信息；二是泄压装置上下游相连管道的信息。

（5）通风系统的设计。对于化工企业来说，通风系统是一个重要的设计要点，因为化工企业的生产往往会用到一些易燃、易爆、有毒等化学品，这都需要有合理的通风系统对这些气体进行外排。因此，工厂需要为那些放置工艺设备、分析仪器或可能发生工艺介质泄漏的建筑物设计、安装足够的通风系统。相应的，工厂需要保存通风系统的书面文件，说明设计基础（如建筑物的空间和换气率）、报警与联锁及非连续运转通风设备的自动启动条件等。

（6）设计所依据的标准与规范对于一些压力容器、储罐、管道、消防和泄压装置等都有设计标准要求。因此，工厂应该有书面材料说明工艺系统和设备管理设计时所依据的设计标准和规范。凡是在我国境内的项目，都需要遵守我国的强制标准，某些外交项目甚至还要求满足母公司所在国的标准的。

（7）物料平衡表与能量平衡表。两者可以帮助工厂操作员工掌握工艺生产条件及工艺设备的要求，是开展工艺优化的基础和有助于工艺安全。比如，通过可以了解管道内的流速，以便分析流速是否超出安全许可的范围；还可以了解设备的设计能力及其中的物料滞留量，据此分析或模拟偏离正常工况时的后果。

（8）安全系统（如联锁、监测和抑止系统等）。化工厂都必须对物料的存储安全做最优的处理，并且是高度重视其物料性质及存储状态的，对每一个化工设备（储罐、反应釜、计量设备等）都要有一些安全防护系统。因此，工厂需要有书面文件说明预防危化品泄漏的设备、泄漏监测与报警设备及减轻泄漏后果的设备。如盲板、双阀、阀门锁和铅封，要有相关文件说明它们所处的位置、操作时对阀门和盲板的影响；对于紧急停车的，也同样要有相关文件说明紧急停车按钮的位置、现场紧急切断阀的位置、何时及如何使用紧急停车系统及其响应方式等；对于工厂的消防设施的位置、覆盖的区域，如何搬运开户这些系统、消防栓和消防水流量等信息，都要有相对应的说明文件等。