石油化工装置本质安全设计

化工生产过程通常会涉及多种危险化学品，具有易燃易爆、有毒有害、高温高压、危险源集中等特点，一旦发生安全事故，将给人民生命健康、生态环境、社会稳定等带来严重损害。

当前，数字化变革正在重塑化学品生产、消费模式，工业互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与安全管理深度融合，“工业互联网+安全生产”成为有效提升行业安全治理水平的必然选择。

此外，我国作出“碳达峰、碳中和”的战略部署，未来能源结构将产生重大变革，以氢能、太阳能、风能等为代表的新能源形式将会逐步代替传统的化石能源。

因此，在相当长的时期内传统化石能源将与新能源共存发展，安全风险叠加。

化工生产过程在新时期、新发展阶段面临的安全问题需要通过科技创新、技术进步来解决，安全技术的进步是防范和化解安全生产风险的重要途径，过程强化、风险感知与监测预警、风险管控与处置等一系列技术手段能够有效降低和控制安全风险，实现化工生产过程的本质安全化。

本文将系统介绍化工生产过程本质安全技术的研究进展，并分析未来化工生产过程安全化技术的发展趋势，为化工过程安全生产技术开发提供指导。

一、化工过程本质安全化概述本质安全（i n h e r en t sa f e t y）概念最早由英国的T re vo r K l e tz 于1976年提出，其理念是从工艺源头上永久地消除风险，而不是单独靠控制系统、报警系统、联锁系统的使用来减小事故发生概率和减轻事故后果的严重性。

本质安全是绝对安全的理想状态，生产运行上很难达到，实际中需要通过本质安全化（i n h e r e n t l y s af e r）的一系列技术措施降低过程风险，使化工过程本质上更安全。

化工过程全生命周期的本质安全如图1所示，最小化、替代、缓和、简化这4个本质安全化策略适用于研发、设计、建设、操作、变更和维护等化工过程的整个生命周期。

工艺过程的本质安全化与被动型、主动型和程序型安全防护措施一起构成了化工过程的保护层，其中本质安全化工艺技术在所有保护层中处于最核心的部分，对安全风险控制起到决定性作用。

本质安全术语解释
本质安全是指在设计、构建和运营阶段考虑安全问题，采取有效的措施确保系统或设备在故障或失误情况下也能保持安全状态的一种技术手段。

在本质安全设计中，采用了多层次和多重保护措施，以实现对人员、环境和财产的全面保护。

本质安全的概念已经广泛应用于化工、石油、天然气、核电等行业，并在工业安全领域具有重要的地位。

在本质安全术语中，以下几个术语需要解释：
1. 本质安全级别：指对设备或系统进行本质安全设计的程度和要求。

根据国际标准，本质安全级别分为四个等级，从高到低分别为第一类、第二类、第三类和第四类。

其中第一类为最高级别，要求采用最严格的措施确保系统的安全性。

2. 安全壳：是指在本质安全设计中采用的一种措施，通过构建一个包围设备的物理屏障来保护设备。

安全壳通常由防爆钢板等材料构成，具有高强度、高耐腐蚀性和高抗震性能。

3. 安全系统：是指在本质安全设计中采用的一种措施，通过采用多个保护层次和多种故障检测手段，确保设备在发生故障或意外情况下仍能保持安全状态。

安全系统通常包括硬件和软件两部分，具有高可靠性和高稳定性。

4. 安全控制：是指在本质安全设计中采用的一种措施，通过采用先进的控制技术和算法，确保设备在正常和异常情况下都能安全运行。

安全控制通常采用多种控制方法，如逻辑控制、故障检测、安全检查和预警等，以保证设备的安全性和稳定性。

5. 安全评估：是指在本质安全设计中采用的一种措施，通过对设备或系统进行全面的安全评估，确定设备的安全性和可靠性。

安全评估通常包括风险分析、安全性能评估、安全检查和测试等多个环节，以确保设备在各种情况下都能保持安全状态。

2024年化工装备的本质安全化1本质安全与本质安全化1）本质安全是指机器、设备本身所带有的安全。

是指一般水平的操作者，即使发生人为的误操作，虽然发生有不安全行为，但人身、设备和系统仍能保证安全。

2）本质安全化是将本质安全原来的内涵加以外延，本质安全化的新定义：对于一个人—机—环境系统，在一定的历史技术经济条件下，使其有较完善的安全防护和安全保护功能，系统本身有相当可靠的质量，系统运行中具有可靠的管理质量。

3）本质安全化的基本内容(1)人员本质安全化：(2)机具本质安全化：(3)作业环境本质安全化：(4)生产管理本质安全化：2石油化工装备的本质安全化1）石油化工装备安全运行的特点人一—机系统。

安全性的要求也会与经济条件产生矛盾。

但是从长远来看，安全性和经济性的要求是一致的。

特别对昂贵复杂的大型自动化设备尤为如此。

对安全性的研究范围：①设备运行安全性②工作安全性③环境安全性④元件的可靠性和功能的可靠性2）石油化工装备的本质安全化(1)本质安全化的概念综合运用现代化科学技术，使整机系统各要素和各个组成部分之间达到最佳匹配和协调，使整个系统具有可靠的安全、预防事故和失效保护的机能，使生产设备达到即使操作者发生失误或设备本身发生故障时，仍能自动保障操作者人身安全和生产设备本身不受破坏。

(2)本质安全化的主要标志①生产设备应具有可靠且稳定的安全品质特性；③生产设备应具有完善的自我安全保护功能；③生产设备应有安全舒适的工作环境和良好的人机工程的要求；④系统的故障率及损失率在当代公认可接受水平以下。

3安全设计准则国家标准《生产设备安全卫生设计总则》(GB5083—85)对各类生产设备的安全卫生设计提出了基础标准。

凡各类生产设备安全卫生设计的专用标准，均应符合该标准的有关规定，并使其具体化。

1）生产设备安全设计的准则(1)生产设备及其零、部件必须具有足够的强度、刚度和稳定性(2)生产设备设计必须符合人机工程学准则(3)在整个使用期内生产设备应符合安全卫生要求的准则(4)优先采用本质安全化措施的准则(5)应对生产设备设计进行安全评价的准则2）生产设备安全设计的一般要求(1)适应能力(2)预防破裂(3)材料①不得使用对人有危害的材料制造生产设备。

论化工企业的本质安全化徐宏发布时间：2021-10-27T03:01:24.264Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：徐宏[导读] 科学技术的发展迅速，我国的化工工程的发展也有了改善。

化工行业属于高危行业，是我国国民经济发展的重要基础，化学行业使用的化学品具有易燃、易爆、高毒的特点，一旦出现燃爆、泄漏现象将会严重危害周围环境和人们的生命。

新疆中泰矿冶有限公司新疆阜康市 831500摘要：科学技术的发展迅速，我国的化工工程的发展也有了改善。

化工行业属于高危行业，是我国国民经济发展的重要基础，化学行业使用的化学品具有易燃、易爆、高毒的特点，一旦出现燃爆、泄漏现象将会严重危害周围环境和人们的生命。

因此，化工过程的本质安全化设计成为相关从业人员必须深入探讨并逐步规范化的问题。

本质安全是指作构成工艺设计各个元素之间存在的关联。

本质安全设计能够从过程设计、流程开发设计等方面来降低设备的应有损害。

化工过程开发中本质安全化设计主要是从内源方式来控制系统应用安全，而不是从外部形式来控制系统安全。

本质安全化设计强调系统化先进设计技术在确保化工企业安全生产管理起到了十分重要的作用。

关键词：电石生产；本质安全化；措施引言化工企业在生产过程中面临着很多危险隐患，这些危险因素一旦没有及时排查并处理很容易导致危险事故的发生，不仅给人员造成生命健康的破坏，同时也给化工企业带来直接的经济损失。

新的时代给化工企业提出了新的要求，不仅要关注生产质量，更要注重生产的安全性和环保性。

对化工企业来说，化工过程的本质安全考虑是一个重要的环节，直接关系到日常的生产安全，因此本文对化工过程的本质安全化设计进行了论述，希望给业内人士一些思路和启发。

1电石特点1.1电石生产过程石灰窑烧好的石灰经破碎、筛分后，送入石灰仓贮藏、待用，把符合电石生产需求的石灰、焦兰炭按照规定的配比进行配料，利用皮带输送机送至电石炉料仓，经过料管均匀向电石炉加料，炉料在电石炉内经过电极电弧和炉料的电阻热反应加热至1900-2200℃生成电石。

化工安全设计第三章化工安全设计一、概述化学工业与炼钢、造船、机械、电气设备制造等工业相比，由于大量使用可燃性或有毒性的物质，所以由这些物质引起的火灾、爆炸或中毒的危急性很大。

另外，随着设备本身的大型化、处理量明显增大，其操作也是在危急的反响和高温、高压等苛刻条件下进行的。

由于装置规模大，操作条件苛刻，一旦发生火灾、爆炸等事故，其灾难的涉及范围也就大的多，而且增加消防灭火的困难，造成企业和社会的灾难。

所以，对化工装置来说，安全设计比什么都重要。

执行严格的强制性安全生产法令、法规、标准、标准、规程，在化工装置的设计中是不行少的，不符合规定技术标准的化工装置不准投入使用。

二、工艺的本质安全设计化工装置的安全设计，以系统科学的分析为根底，定性、定量地考虑装置的危急性，同时以过去的事故等所供给的教训和资料来考虑安全措施，以防再次发生类似事故。

化工装置安全以设备和工艺设计为主，再要依靠工艺和设备的正确运转和适当的维护治理，才能把事故降低到最低。

安全设计根本的原则可以归纳如下三点：1、工艺的安全性、工艺必需实现以下三项可行性争论：〔1〕设计条件和设计内容确定是在系统危急分析，事故模型与机理争论根底上进展的，在设计条件下能安全运转。

〔2〕承受现代安全技术措施和掌握技术，实现过程的自适应性和调控作用，即使多少有些偏离设计条件也能将其安全处理并恢复到原来的条件。

〔3〕确定安全的启动和停车系统。

因此，必需评价化工工艺所具有的各种潜在危急性，争论排解这些危急性或加以限制。

化工装置有很多工艺组成，还要考虑各操作的相互影响，以到达整个工艺过程的安全化。

2、防止运转中的事故、应尽力防止由运转中所发生的事故而引起的次生灾难。

事故的对象有废物的处理，停顿供给动力，混入杂质，误操作，发生特别状态，还有其他外因等。

3、防止扩大受灾范围、万一发生爆炸毒物泄漏灾难，应防止灾难扩大，把灾难局限在某一范围内。

考虑到工厂厂址、化工装置的特别性，企业内组织的不同及其他状况，必需具体问题具体分析，补充必要的事项。

石油化工装置的安全设计针对石油化工装置中存在的危险因素，从工艺路线的选择、工程设计（包括工艺系统设计、仪表及自动控制设计、设备设计、装置布置设计、管道设计、土建设计、供排水设计、通风设计、消防设计）多方面保证石油化工装置安全的设计方法和措施，强调了安全设计的重要性。

石油化工装置多以石油、天然气，煤及其产品为原料进行加工处理，以得到社会各种产品。

装置的原料和产品多属可燃、易爆、有毒物质，装置必然存在着潜在的火灾、爆炸和中毒危险。

一、装置危险因素石油化工装置类型甚多，由于技术路线、原料、产品、工艺条件的差异，存在的危险因素不尽相同，大致归纳如下：1.中毒危险石油化工生产过程中，以原料、成品、半成品、中间体、反应副产物和杂质等形式存在的职业性接触毒物，工人在操作时，可经过口、鼻、皮肤进入人体生理功能和正常结构的病理改变，轻则扰乱人体的正常反应，降低人在生产中作出正确判断、采取恰当措施的能力，重则致人死亡。

2.火灾爆炸危险可燃气体、油气、粉尘与空气形成的混合物，当其浓度达到爆炸极限时，一旦被引燃，就会发生火灾爆炸，火灾的辐射热和爆炸产生的冲击波可能对人、设备和建筑物造成杀伤和破坏。

尤其大量可燃气体或油气泄漏形成的蒸汽云爆炸，往往是毁灭性的。

3.反应性危险化学反应过程分吸热和放热两类。

通常，放热反应较吸热反应更具危险性，特别是使用强氧化剂的氧化反应；有机分子上引入卤原子的卤化反应；用硝基取代化合物中氢原子的硝化反应；一旦失控可能产生严重后果。

此外，石油化工过程中使用的某些原材料具有很强的反应活性，稍有不慎同样会对安全造成威协。

4.负压操作负压操作易使空气和湿气进入系统，或是形成爆炸性气体混合物，或是空气中的氧和水蒸汽引发对氧、水敏感物料的危险反应。

如炼油的常减压装置中的减压塔系统。

5.高温操作可燃液体操作温度超过其闪点或沸点，一旦泄漏会形成爆炸性油气蒸汽云；可燃液体操作温度等于或超过其自燃点，一旦泄漏即能自燃着火或成为引燃源；高温表面也是一个引燃源，可燃液体溅落其上可能引起火灾。