【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (14)員工參與 (Employee Par 如 ipation)：工廠應(yīng)該有書面的計(jì)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(gè)要素的工作。 為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，工廠需要在整個(gè)生命周期中，落實(shí)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(gè)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(gè)階 段，是識(shí)別與控制危害的依據(jù)，也是落實(shí)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(duì)于工廠的重要意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(gè)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(zhǔn)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(yùn)行，以及為什么要以這樣的方式運(yùn)行。它是開展工藝危害分析的依據(jù)，也是落實(shí)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(jìn)行工藝系統(tǒng)的危害分析； (2)審查對(duì)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(cè)試相關(guān)設(shè)備以實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備的機(jī)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(rèn)識(shí)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(duì)于工藝安全信息這一要素的要求，并進(jìn)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(duì)策。 2 事故案例（羥胺蒸餾裝置爆炸事故 11 / 98 事故簡(jiǎn)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(yán)重破壞（請(qǐng)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(shí)， C 公司的員工正在對(duì)羥胺和硫酸鉀（ K2S04）的混臺(tái)物進(jìn)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(duì)分子質(zhì)量 ┃ ┃爆炸溫度／℃ ┃ 26 ┃ ┃ 焙點(diǎn)／℃ ┃ 34 ┃密度／ (Kg/m3) ┃ ┃ ┃ 擤點(diǎn)／℃ ┃ 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(shí)，會(huì)發(fā)生爆炸； (6)與硫酸銅、金屬和氧化物（如氯氣）接觸時(shí)能被點(diǎn)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(huì)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(shí)驗(yàn)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(kuò)大生產(chǎn)。 羥氨生產(chǎn)流程包含四個(gè)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?jǐn)?shù)）的羥胺溶液和硫酸鉀分離，并獲 得濃度 50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的羥胺溶液。堿壓蒸餾系統(tǒng)包括進(jìn)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(gè)階段： (1)進(jìn)料罐中濃度 30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的羥胺溶液由循環(huán)泵輸送到蒸餾塔頂部（進(jìn)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(dāng)初餾分罐內(nèi)的羥胺濃度達(dá)到 lO%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，將餾出物切換到產(chǎn) 品罐，并持續(xù)蒸餾；當(dāng)進(jìn)料罐內(nèi)液相中羥胺濃度到達(dá) 80% 90%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，結(jié)束第一階段蒸餾。用 30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的羥胺溶液清洗進(jìn)料罐 后，進(jìn)料罐停用。 (2)對(duì)產(chǎn)品罐中收集到的濃度為 45%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的羥胺進(jìn)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(jìn)入產(chǎn)品罐。當(dāng)產(chǎn)品罐內(nèi)羥胺濃度為 50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，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(jìn)料管后，在當(dāng)天早上啟動(dòng)蒸餾系統(tǒng)，當(dāng) 時(shí)進(jìn)料罐內(nèi)液相中的羥胺濃度為 57%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。此后罐內(nèi)濃度持續(xù)增加， 19 時(shí) 15 分前后，進(jìn)科罐內(nèi)羥胺的濃度達(dá)到了 86%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。操作人員憑肉眼觀察來控制結(jié)晶，于 19 時(shí) 45 分停用加料罐，然后用 30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）羥胺溶液沖洗進(jìn)料罐內(nèi)形成的羥胺晶體；在 20 時(shí) 14 分，突然發(fā)生了爆炸。 事故原因 在濃度較高時(shí)，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(huì)促進(jìn)分解。在本案例中，從蒸餾塔回到進(jìn)料罐內(nèi)的物料中，羥胺濃度較高（因?yàn)榇蟛糠值乃徽舭l(fā)掉了）；而且，在工藝過程中存在某些促進(jìn)分解的因 素，如蒸餾時(shí)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(shí)的摩擦等等。當(dāng)羥胺濃度較高耐，這些因素可以導(dǎo)致進(jìn)科罐和進(jìn)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(gè)工藝安全管理要素缺失的結(jié)果。例如，未進(jìn)行工藝危害分析、未編制適當(dāng)?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(gè)重要固素。 13 / 98 c 公司的管理人員明白，當(dāng)工藝過程中的羥胺濃度超過 80%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，會(huì)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(dāng)水被蒸發(fā)，羥胺濃度超過 70%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，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(jì)和操作程序當(dāng)中，在實(shí)際的工藝生產(chǎn)過程中，羥胺濃度選到 85%（質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?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(duì)率案例的工藝系統(tǒng)進(jìn)行危害分析，并且在危害分析時(shí)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?jǐn)?shù)）可能發(fā)生爆炸，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)工藝過程中存在的危害，及時(shí)修改工藝設(shè)計(jì)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(zhǔn)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(jìn)行工藝系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)安全的生產(chǎn)操作。 3 PSM 對(duì)“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(chǔ)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(chǔ)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(shí)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(jiǎn)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(jì)的最大物料儲(chǔ)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(píng)估（包括對(duì)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(diǎn)的管道儀表流程圖； ③電氣設(shè)備危險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域劃分圖； 14 / 98 ○ 4 泄壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)； ⑤通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； ⑥設(shè)計(jì)所依據(jù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(cè)和抑止系統(tǒng)等）。 4“工藝 安全信息”要素相關(guān)實(shí)踐 工藝安全信息的重要性 (1)工藝安全信息是對(duì)工藝系統(tǒng)的準(zhǔn)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(shí)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(jī)械完整性相關(guān)的檢驗(yàn)和測(cè)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(duì)工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)條件下所進(jìn)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(jì)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(jì)意圖以及偏離正常工況可能導(dǎo)致的后果及其對(duì)策，它有助于我們確保生產(chǎn)和維修等活動(dòng)符臺(tái)設(shè)計(jì)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(kuò)建的重要設(shè)計(jì)依據(jù)以及變更管理的基礎(chǔ)。任何工廠的擴(kuò)建都是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行的，如果沒有已有工藝系統(tǒng)的信息資料，新的擴(kuò)建設(shè)計(jì)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(jì)， 80%的工藝安生事故的根源都可以追溯到“不適當(dāng)?shù)淖兏?，完整和?zhǔn)確的工藝安全信息是有效完成變更的基礎(chǔ)，它們對(duì)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(jì)、操作、維護(hù)和維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)生產(chǎn)活動(dòng)上，工作任務(wù)完成后不愿意再花更多的時(shí)間總結(jié)和記錄，結(jié)果往往是雖然裝置投入運(yùn)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(jìn)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(cè)試各種工藝條件來優(yōu)化工藝系統(tǒng)； 3～ 5 年后，當(dāng)他離開這套工藝裝置時(shí)，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(cè)試、重復(fù)同樣的失敗或成功的經(jīng)驗(yàn)；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(huì)停留在較低的水平，難以實(shí)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(shí)看起來很小的技術(shù)上的改進(jìn)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(duì)整套工藝技術(shù)的整體革新，選一 點(diǎn)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(huì)編制和保存分析報(bào)告，除了將該報(bào)告用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)、 15 / 98 落實(shí)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(chǔ)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(duì)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(diǎn)、蒸氣壓、密度、溶解度、閃點(diǎn)和爆炸極限； (4)反應(yīng)特性如分解反應(yīng)、聚臺(tái)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(shí)是否穩(wěn)定： (7)與其他