【文章內(nèi)容簡介】 (14)員工參與 (Employee Par 如 ipation)：工廠應(yīng)該有書面的計劃，規(guī)定員工或員工代表如何參與工藝安全管理系統(tǒng)各個要素的工作。 為了實現(xiàn)安全生產(chǎn)，工廠需要在整個生命周期中，落實執(zhí)行工藝安全管理系統(tǒng)，表 12 列出了工廠生命周期中不同階段所涉及的工藝安全管理系統(tǒng)的要素。工藝安全事故往往是多個上述管理要素缺失的 結(jié)果，固此，不能將上述諸要素孤立看待，它們共同構(gòu)成了控制危害和防范工藝安全事故的一套完整的管理系統(tǒng)。 第二章 工藝安全信息 工藝安全信息產(chǎn)生于工廠生命周期的各個階 段，是識別與控制危害的依據(jù)，也是落實工藝安全管理系統(tǒng)其他要素的基礎(chǔ)。而且，工藝安全信息對于工廠的重要意義遠遠超出了工藝安奎管理的范疇。 1 引言 工藝系統(tǒng)的危害通常來自兩個方面：所涉及的化學(xué)品本身的危害和工藝處理過程（工藝 技術(shù)和工藝設(shè)備）所帶來的危害。工藝安全信息是那些關(guān)于化學(xué)品、工藝技術(shù)和工藝設(shè)備的 完整、準確的書面信息資料，可以幫助我們理解工廠的工藝系統(tǒng)如何運行，以及為什么要以這樣的方式運行。它是開展工藝危害分析的依據(jù)，也是落實工藝安全管理系統(tǒng)其他要素的基礎(chǔ)。例如，開展以下工作都需要參考相關(guān)的工藝安生信息： (1）進行工藝系統(tǒng)的危害分析； (2)審查對工藝系統(tǒng)的變更； (3)編制操作程序和培訓(xùn)操作人員的材料； (4執(zhí)行投產(chǎn)前安全檢查； (5)測試相關(guān)設(shè)備以實現(xiàn)工藝設(shè)備的機械完整性； (6)編寫應(yīng)急預(yù)案； (7)開展事故調(diào)查； （ 8)幫助 承包商認識工藝過程中潛在的危害。 本章，我們先討論一起因沒有有效使用工藝安全信息而導(dǎo)致的爆炸事故，然后了解 PSM 對于工藝安全信息這一要素的要求，并進一步說明工廠需要編制的工藝安全信息資料以及管 理過程中普遍存在的問題與對策。 2 事故案例（羥胺蒸餾裝置爆炸事故 11 / 98 事故簡介 1999年 2月 19日， C 公司位于美國賓夕法尼亞州的一套羥胺 (Hycboxylamine)裝置發(fā)生爆炸，造成 5 人死亡，包括 4 名 C 公司的員工西 1 名臨近工廠的管理人員，并有多人受傷。生產(chǎn)裝置遭受嚴重破壞（請參考圖 21） ，爆炸還損壞了臨近工業(yè)園區(qū)中的建筑物。 事故發(fā)生時， C 公司的員工正在對羥胺和硫酸鉀（ K2S04）的混臺物進行蒸餾操作，這也是該公司第一次商業(yè)化投產(chǎn)這類工藝裝置。在蒸餾過程中，可能是由于羥胺濃度和溫度過高，工藝設(shè)備或管道內(nèi)的羥胺劇烈分解，導(dǎo)致了本次爆炸事故。 涉及事故的化學(xué)品 —— 羥胺 羥胺（ NH2oH）是氨的氧化產(chǎn)物，通常以水溶液或鹽的形式存在。表 21 中列出了它的基本物性數(shù)據(jù)。表 21 羥胺的基本特性參敲 ┏━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━━┓ ┃ 參 數(shù) ┃ 數(shù) 值 ┃ l 參 數(shù) ┃ 數(shù) 值 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 相對分子質(zhì)量 ┃ ┃爆炸溫度／℃ ┃ 26 ┃ ┃ 焙點／℃ ┃ 34 ┃密度／ (Kg/m3) ┃ ┃ ┃ 擤點／℃ ┃ 110 ┃蒸汽壓（ ℃ )／ kPa ┃ ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━━┛ 羥胺其他特性如下： (1)無色或白色、遇熱不穩(wěn)定的吸濕性針狀晶體； (2)易溶于液氨、水和甲醇，可溶于酸； (3)暴露于明火、火焰或氧化劑耐，可能著止； (4)大面積暴露于空氣中可能自燃； (5)在空氣中加熱，溫度超過 70℃時，會發(fā)生爆炸； (6)與硫酸銅、金屬和氧化物（如氯氣）接觸時能被點燃。 羥胺主要應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，用作集成電路的清潔劑，也用于制 造墨水、油漆和照片顯影劑等等。在全球只有少數(shù)公司生產(chǎn)羥胺，如果 c 公司不發(fā)生這次爆炸事故，它將會是第一家商業(yè)生產(chǎn)這類產(chǎn)品的美國公司。 發(fā)生事故的工藝系統(tǒng) C 公司從 1997 年開始在實驗室開發(fā)羥胺的生產(chǎn)工藝，并于 1998 年上半年建 12 / 98 立了 10 加侖 ()的中試裝置。 1998 年 7 月開始租用面積約 186 ㎡的生產(chǎn)設(shè)（本次事故所在地）擴大生產(chǎn)。 羥氨生產(chǎn)流程包含四個基本單元：反應(yīng)、過濾、減壓蒸餾和離子交換純化。其中的減壓蒸餾是為了將上游來的濃度 30%（質(zhì)量分數(shù)）的羥胺溶液和硫酸鉀分離，并獲 得濃度 50%（質(zhì)量分數(shù)）的羥胺溶液。堿壓蒸餾系統(tǒng)包括進料罐、蒸餾塔、加熱器、冷凝器、冷凍器、真空泵、初餾分罐和產(chǎn)品罐（詳見圖 2 2） 減壓蒸餾的操作過程包括兩個階段： (1)進料罐中濃度 30%（質(zhì)量分數(shù)）的羥胺溶液由循環(huán)泵輸送到蒸餾塔頂部（進料罐內(nèi)的物料是漿料，其中的固相物質(zhì)主要是硫酸鉀），用 49cc 熱水加熱蒸餾；蒸氣經(jīng)冷凝器用冷凍 水冷凝。最初的餾分中主要是水和羥胺，被送往初餾分罐。當初餾分罐內(nèi)的羥胺濃度達到 lO%（質(zhì)量分數(shù)）時，將餾出物切換到產(chǎn) 品罐，并持續(xù)蒸餾；當進料罐內(nèi)液相中羥胺濃度到達 80% 90%（質(zhì)量分數(shù)）時，結(jié)束第一階段蒸餾。用 30%（質(zhì)量分數(shù)）的羥胺溶液清洗進料罐 后，進料罐停用。 (2)對產(chǎn)品罐中收集到的濃度為 45%（質(zhì)量分數(shù)）的羥胺進一步蒸餾：用泵將產(chǎn)品罐中的 物料送入蒸餾塔，用 60℃熱水加熱蒸餾，分離掉溶液中的部分水分后，餾出物直接進入產(chǎn)品罐。當產(chǎn)品罐內(nèi)羥胺濃度為 50%（質(zhì)量分數(shù)）時，蒸餾過程就完成了。 事故經(jīng)過 1999 年 2 月 l9 日，操作人員更換了蒸餾塔的進料管后，在當天早上啟動蒸餾系統(tǒng)，當 時進料罐內(nèi)液相中的羥胺濃度為 57%（質(zhì)量分數(shù)）。此后罐內(nèi)濃度持續(xù)增加， 19 時 15 分前后，進科罐內(nèi)羥胺的濃度達到了 86%（質(zhì)量分數(shù)）。操作人員憑肉眼觀察來控制結(jié)晶，于 19 時 45 分停用加料罐，然后用 30%（質(zhì)量分數(shù)）羥胺溶液沖洗進料罐內(nèi)形成的羥胺晶體；在 20 時 14 分，突然發(fā)生了爆炸。 事故原因 在濃度較高時，羥胺晶體及溶液可能發(fā)生爆炸性的分解，熱源或污染雜質(zhì)會促進分解。在本案例中，從蒸餾塔回到進料罐內(nèi)的物料中，羥胺濃度較高（因為大部分的水被蒸發(fā)掉了）；而且，在工藝過程中存在某些促進分解的因 素，如蒸餾時的過度加熱、無意間混 入 工藝系統(tǒng)的雜質(zhì)、循環(huán)泵輸送時的摩擦等等。當羥胺濃度較高耐，這些因素可以導(dǎo)致進科罐和進料管道內(nèi)的羥胺分解，乃至發(fā)生爆炸。 從管理角度分析，本次事故是多個工藝安全管理要素缺失的結(jié)果。例如，未進行工藝危害分析、未編制適當?shù)牟僮鞒绦蛞约皢T工缺乏必要的培訓(xùn)等等。此外，沒有合理應(yīng)用工藝安全信息是導(dǎo)致本次事故的一個重要固素。 13 / 98 c 公司的管理人員明白，當工藝過程中的羥胺濃度超過 80%（質(zhì)量分數(shù)）時，會析出羥胺晶體，羥胺晶體不穩(wěn)定并有潛在的爆炸性。公司的材料安全技術(shù)說明書 (MSDS)中有相關(guān)的 說明“當水被蒸發(fā)，羥胺濃度超過 70%（質(zhì)量分數(shù)）時，可能發(fā)生著火和爆炸”。但是這一重要信息并沒有充分反映到工藝設(shè)計和操作程序當中，在實際的工藝生產(chǎn)過程中，羥胺濃度選到 85%（質(zhì)量分數(shù)），超出了安全技術(shù)說明書中所記載的羥胺可能發(fā)生爆炸的濃度即 70%（質(zhì)量分數(shù)）。而且，工廠只有草圖，沒有正規(guī)的工藝流程圖和其他圖紙；操作程序也只包含初步的信息，缺乏安全操作相關(guān)的信息和指南。 反之，如果對率案例的工藝系統(tǒng)進行危害分析，并且在危害分析時充分利用材料安全技術(shù)說明書中已知的信息即羥胺濃度超過 70%（質(zhì)量分數(shù)）可能發(fā)生爆炸，就可以及時發(fā)現(xiàn)工藝過程中存在的危害，及時修改工藝設(shè)計或采取其他措施來預(yù)防本次事故。 總之，如果缺乏必要的、準確的工藝安全信息（如工藝系統(tǒng)中介質(zhì)的物性參數(shù)、工藝介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)特性、設(shè)備規(guī)格、物料衡算和操作程序等等），就難以進行工藝系統(tǒng)的安全設(shè)計和實現(xiàn)安全的生產(chǎn)操作。 3 PSM 對“工藝安全信息”要素的規(guī)定 OSHA 要求雇主在開晨工藝危害分析之前，編制好書面的工藝安全信息。在編寫這些書面材料的過程中，有助于雇主及雇員辨別、掌握工藝系統(tǒng)中存在的危害。工藝安全信息應(yīng)該包 括工廠儲存、使用和生產(chǎn)的化學(xué)品的危害、工藝技術(shù)以及工藝設(shè)備相關(guān)的信息。 (l)與工廠儲存、使用和生產(chǎn)的化學(xué)品的危害相關(guān)的信息至少包括： ①毒性； ○ 2 允許暴露極限濃度； ○ 3 韌性數(shù)據(jù)； ④反應(yīng)特性； ○ 5 腐蝕性數(shù)據(jù)； ○ 6 熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，以及與其他物質(zhì)混合時的不良后果。 (2)工藝技術(shù)相關(guān)的信息至少包括： ①方塊流程圖或簡單工藝流程圈； ②工藝流程的化學(xué)反應(yīng)背景資料； ○ 3 設(shè)計的最大物料儲存量； ○ 4 工藝參數(shù)的安全操作范圍（溫度、壓力、流量和組分等等）； ⑤偏離正常工況后果的評估（包括對員工安全和健康的影響）。 (3)工藝設(shè)備相關(guān)的信息至少包括： ①建造材質(zhì)； ②帶控制點的管道儀表流程圖； ③電氣設(shè)備危險等級區(qū)域劃分圖； 14 / 98 ○ 4 泄壓系統(tǒng)的設(shè)計及設(shè)計基礎(chǔ)； ⑤通風系統(tǒng)的設(shè)計； ⑥設(shè)計所依據(jù)的設(shè)計標準或規(guī)范； ⑦物料平衡表與能量平衡表； ○ 8 安全系統(tǒng)（如聯(lián)鎖、監(jiān)測和抑止系統(tǒng)等）。 4“工藝 安全信息”要素相關(guān)實踐 工藝安全信息的重要性 (1)工藝安全信息是對工藝系統(tǒng)的準確描述，也是開展工藝安全管理工作的基礎(chǔ)。依據(jù)書面的工藝安全信息開展工藝危害分析，可以幫助我們識別和掌握工藝系統(tǒng)中存在的各種危害，井采取必要的措施消除發(fā)現(xiàn)的危害或減輕它們可能導(dǎo)致的事故的后果。此外，我們還需要參考工藝安全信息編寫操作程序，培訓(xùn)操作人員，開展機械完整性相關(guān)的檢驗和測試，執(zhí)行工藝系統(tǒng)的變更以及編制應(yīng)急預(yù)案等等。 (2)工藝安全信息是對工藝系統(tǒng)設(shè)計規(guī)格的記錄。假如工廠在建設(shè)之初就經(jīng)歷過系 統(tǒng)的工藝危害分析，找們就設(shè)想在設(shè)計條件下所進行的生產(chǎn)操作是安全的，之所以發(fā)生事故，主要是工藝系統(tǒng)超出了正常的操作范圍，偏離了原本的設(shè)計意圖。工藝安全信息可以幫助我們了解工藝系統(tǒng)的設(shè)計意圖以及偏離正常工況可能導(dǎo)致的后果及其對策，它有助于我們確保生產(chǎn)和維修等活動符臺設(shè)計意圖，從而有效地防范工藝安全事故。 (3)工藝安全信息是工藝系統(tǒng)改造、擴建的重要設(shè)計依據(jù)以及變更管理的基礎(chǔ)。任何工廠的擴建都是在原有基礎(chǔ)上進行的，如果沒有已有工藝系統(tǒng)的信息資料，新的擴建設(shè)計就缺乏必要的基礎(chǔ)。此外，出于各種理由，工廠的工藝 系統(tǒng)和設(shè)施總是在不斷經(jīng)歷改造或變更 ， 據(jù)統(tǒng)計， 80%的工藝安生事故的根源都可以追溯到“不適當?shù)淖兏?，完整和準確的工藝安全信息是有效完成變更的基礎(chǔ)，它們對于變更過程中的事故預(yù)防有特別重要的意義。 (4)工藝安全信息也是積累工廠設(shè)計、操作、維護和維修實踐經(jīng)驗的載體。有些公司忽視文件和文檔的作用，只把注意力放在具體的現(xiàn)場生產(chǎn)活動上，工作任務(wù)完成后不愿意再花更多的時間總結(jié)和記錄，結(jié)果往往是雖然裝置投入運行了很多年，技術(shù)水平的提高和積累仍 非常有限。其中的原因并不復(fù)雜，試設(shè)想，一名工程師進入一套工藝 裝置工作，他在工作中不斷刻苦地學(xué)習(xí)、研究，包括測試各種工藝條件來優(yōu)化工藝系統(tǒng)； 3～ 5 年后，當他離開這套工藝裝置時，如果沒有留下相關(guān)的信息資料，新接替他的工程師可能又要重復(fù)他的老路，重復(fù)同樣的測試、重復(fù)同樣的失敗或成功的經(jīng)驗；如果人員更迭頻繁，即使建廠投產(chǎn)了許多年，工廠的技術(shù)水平還是會停留在較低的水平，難以實工藝上的創(chuàng)新。大多數(shù)跨國化工和石化公司都非常注重技術(shù)信息的總結(jié)、記錄和存檔，平時看起來很小的技術(shù)上的改進都有詳盡的記錄，日積月累，經(jīng)過若干年后就可能從“量變”到“質(zhì)變”，完成對整套工藝技術(shù)的整體革新，選一 點非常值得我們學(xué)習(xí)。無論從安全角度還是從技術(shù)積累和創(chuàng)新的角度看，編制工藝安全信息資料都有非常重要的意義。 (5)工藝安全信息還是工廠遵守安全相關(guān)法律、法規(guī)的證據(jù)。例如，在工藝安全危害分析完成后，工廠會編制和保存分析報告，除了將該報告用于指導(dǎo)設(shè)計、 15 / 98 落實生產(chǎn)和培訓(xùn)員工外，也是工廠努力做好安全工作、遵守相關(guān)法規(guī)的證據(jù)。 與化學(xué)品相關(guān)的信息 工廠需要書面保存其生產(chǎn)、儲存或使用的化學(xué)品（包括原料、中間產(chǎn)品和成品）相關(guān)的信息資料，通常包括： (1)毒性資料對健康的短期或永久的影 響； (2)允許暴露的極限濃度； (3)物性數(shù)據(jù)如沸點、蒸氣壓、密度、溶解度、閃點和爆炸極限； (4)反應(yīng)特性如分解反應(yīng)、聚臺反應(yīng)或與水之間的反應(yīng)； (5)腐蝕性數(shù)據(jù)腐蝕性以及與施工材質(zhì)的不相容性； (6)熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性如受熱是否分解、暴露于空氣或被撞擊時是否穩(wěn)定： (7)與其他