《化工過程安全管理》是危險化學品安全叢書(第二版)的一個分冊。
化工過程安全管理(PSM)是風險管理在化工企業(yè)安全管理領(lǐng)域的實踐,是企業(yè)安全管理科學化的重要工具,是預防重大化工事故的關(guān)鍵手段。本書的編寫努力體現(xiàn)以案例教學為特點,以描述方法論為重點的理念,在介紹風險管理相關(guān)概念的基礎(chǔ)上,以問題為導向,逐步解釋了化工過程安全管理的重要性和必要性,厘清了傳統(tǒng)的健康、安全和環(huán)境(HSE)管理與PSM的區(qū)別與聯(lián)系。本書用十四章的篇幅介紹了PSM要素的內(nèi)容、相關(guān)規(guī)定、難點和國內(nèi)外工程應用實例,包括:緒論,過程安全信息,過程危害分析,變更管理,開車前安全審查,操作規(guī)程,培訓,機械完整性管理,動火作業(yè)管理,承包商管理,應急準備和響應,事故調(diào)查,符合性審核,過程安全管理指標。為了充分發(fā)揮化工過程安全管理的作用,必須牢固掌握和理解其系統(tǒng)性。為此,本書重點介紹了各個要素之間的內(nèi)在聯(lián)系。
《化工過程安全管理》可供化工、材料、制藥、食品等流程工業(yè)的工程技術(shù)人員和安全管理人員閱讀,還可作為高等院;ゎ、材料類、制藥類、環(huán)境類、食品類、輕工類、安全科學與工程類及相關(guān)專業(yè)師生的參考書。
加強化工過程安全管理是國際先進的重大工業(yè)事故預防和控制方法,是企業(yè)及時消除安全隱患、預防事故、構(gòu)建安全生產(chǎn)長效機制的重要基礎(chǔ)性工作。
化工過程安全管理是企業(yè)安全管理科學化的一個重要工具。
本書的編寫努力體現(xiàn)以案例教學為特點,以描述方法論為重點的理念,在介紹風險管理相關(guān)概念的基礎(chǔ)上,以問題為導向,逐步解釋了化工過程安全管理的重要性和必要性,厘清了傳統(tǒng)的健康、安全和環(huán)境(HSE)管理與PSM的區(qū)別與聯(lián)系。
為了充分發(fā)揮化工過程安全管理的作用,必須牢固掌握和理解其系統(tǒng)性。為此,本書重點介紹了各個要素之間的內(nèi)在聯(lián)系。
化學工業(yè)是世界各經(jīng)濟強國的基礎(chǔ)性和支柱性行業(yè)。進入21世紀以來,在有關(guān)政府部門、企業(yè)、科研院所、工程公司、咨詢公司、大專院校等相關(guān)單位的共同努力下,我國化工行業(yè)安全生產(chǎn)取得了顯著進步,但是偶有發(fā)生的重大事故給整個行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。2013年11月青島黃島輸油管道泄漏爆炸、2015年3月福建漳州對二甲苯(paraxylene, PX)裝置爆炸、2018年11月張家口盛華化工氯乙烯泄漏爆燃、2019年3月江蘇鹽城響水化工園區(qū)爆炸、2019年7月河南省煤氣集團有限責任公司義馬氣化廠空分裝置爆炸等事故在不斷地向我們提出嚴峻的問題:如何有效預防重大化工事故?如何讓化學工業(yè)在服務經(jīng)濟發(fā)展的同時,避免對生命、財產(chǎn)和環(huán)境的破壞,進而為建設美麗中國做出更大貢獻?
除了做好事故應急準備和應急響應,更重要的是做好事故預防工作。但是要做好事故預防工作就需要培養(yǎng)一大批掌握先進的事故預防理論和方法的人才。什么是先進的化工事故預防理論和方法? 2013年7月29日國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布的《關(guān)于加強化工過程安全管理的指導意見》給出了很好的回答:加強化工過程安全管理是國際先進的重大工業(yè)事故預防和控制方法,是企業(yè)及時消除事故隱患、預防事故、構(gòu)建安全生產(chǎn)長效機制的重要基礎(chǔ)性工作。在2019年江蘇響水3·21特別重大爆炸事故后,應急管理部于2019年4月19日召開全國危險化學品安全生產(chǎn)專題視頻會議,深入學習貫徹習近平總書記關(guān)于安全生產(chǎn)工作的系列重要指示精神和總理等中央同志批示要求,深刻吸取江蘇響水3·21特別重大爆炸事故和山東濟南4·15重大著火中毒事故教訓,采取有力措施,堅決防范遏制重特大事故。會議強調(diào),要認真做好危險化學品安全專項巡查工作,突出強化重大安全風險防控,全面推進化工過程安全管理,提升企業(yè)安全管理科學化水平?梢,化工過程安全管理是企業(yè)安全管理科學化的一個重要工具。
經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(簡稱經(jīng)合組織,OECD)在《調(diào)整公司治理結(jié)構(gòu),實現(xiàn)過程安全高危行業(yè)高層領(lǐng)導指南》中對過去幾十年發(fā)生的重大化工事故進行了總結(jié),指出領(lǐng)導不善和不良的企業(yè)文化往往是事故發(fā)生的根源,具體表現(xiàn)在:
(1)企業(yè)未能識別可能失控的情況;
(2)企業(yè)在作出戰(zhàn)略決策時所依據(jù)的信息缺失或不充分;
(3)企業(yè)未能認識到包括組織機構(gòu)變化在內(nèi)的變化所導致的全部后果;
(4)未針對過程安全進行有效管理并采取行動。
為此經(jīng)合組織建議企業(yè)領(lǐng)導要將重大事故當作切實的商業(yè)風險來認識,給予化工過程安全管理與財務治理、市場和投資決策等其他業(yè)務流程同等的重視度。
化工過程安全管理從內(nèi)容上看并不復雜,由若干要素構(gòu)成。但實際上,它的理論性、系統(tǒng)性和實踐性都很強。參與本書編著工作的人員既有來自大學的學者,也有來自工業(yè)界的專家,學術(shù)界的參與確保了本書的基本概念和原理的正確性,工業(yè)界的參與為本書提供了更切合實際的工業(yè)實踐和案例。相信這樣的組合會讓本書的內(nèi)容為更多的師生和工業(yè)界人士所理解和接受。本書的編著者包括趙勁松、粟鎮(zhèn)宇、賀丁、袁志濤、魯毅、袁小軍、舒小芹、趙欣等。章由清華大學趙勁松教授編著;第四、五、十二、十三章由曾在外企和咨詢公司工作過多年的上海云焓科技有限公司粟鎮(zhèn)宇先生和清華大學趙勁松教授編著; 第二、三、六、七章由中國寰球工程有限公司賀丁先生、舒小芹女士、趙欣先生和清華大學趙勁松教授編著;第十、十四章由亨斯邁化工貿(mào)易(上海)有限公司袁志濤先生編著;第八、九、十一章由北京風控工程技術(shù)股份有限公司魯毅先生、袁小軍先生和清華大學趙勁松教授編著。全書后由清華大學趙勁松教授統(tǒng)稿和定稿。此外,清華大學化工系博士生吳昊同學和碩士生向帥宇同學對全書的格式進行了修改,中國石化華南安全仿真與實訓基地楊繼民先生提供了有關(guān)實訓基地的資料,在此表示特別感謝!
后還要特別感謝我們的家人和朋友們,他們在本書編著的過程中給予了我們無私的幫助、理解和支持!
希望本書有助于讀者對化工過程安全管理有更深入、更全面、更系統(tǒng)的認識,有助于提升預防重大化工事故的能力,有助于企業(yè)建立健全化工事故預防長效機制和安全風險管理體系。由于編著者的知識水平和精力有限,疏漏之處在所難免,我們誠懇地歡迎讀者向我們提出批評意見和建議。
本書獻給在歷次化工事故中失去生命的人們,是他們的生命喚起了人們對化工過程安全和過程安全管理的重視,讓后人從那些事故中吸取了寶貴的經(jīng)驗教訓!
編著者
2021年2月1日
趙勁松,清華大學化工系系主任,教授,1969年生,分別于 1992年、1997年獲清華大學本科、博士學位。博士畢業(yè)后,先后就職于美國普度大學、美國Day&Zimmermann公司和美國AET公司,任博士后副研究員、Senior Engineer、Project Leader等職。2005年初回國,任北京化工大學信息學院教授、博士生導師。2008年4月調(diào)入清華大學化學工程系,任教授、過程系統(tǒng)工程研究所所長、化工過程事故預防與應急研究中心主任。2013年6月起擔任清華大學化學工程系系主任。主要從事化工安全系統(tǒng)工程方面的研究工作。在美國普度大學化工系從事博士后研究工作期間,領(lǐng)導開發(fā)了復雜間歇化工過程危險及可操作性(HAZOP)分析專家系統(tǒng),在美國Monsanto公司和EliLilly公司得到應用;在美國AET公司工作期間,領(lǐng)導開發(fā)和實施了該公司的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),為公司創(chuàng)造了數(shù)百萬美元的經(jīng)濟效益;貒8年來,主持開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的化工過程安全管理智能軟件平臺,有關(guān)技術(shù)經(jīng)過中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定為國際先進水平,F(xiàn)任中國系統(tǒng)工程學會過程系統(tǒng)工程專業(yè)委員會副主任委員,亞洲過程系統(tǒng)工程國際委員會常務委員、《化工學報》編委、國際期刊Computers & Chemical Engineering特約審稿人
章緒論1
節(jié)概述1
一、安全生產(chǎn)相關(guān)法律法規(guī)、標準1
二、安全生產(chǎn)責任追究4
三、企業(yè)HSE管理5
四、安全生產(chǎn)信息化7
五、傳統(tǒng)的安全管理中存在的主要問題9
第二節(jié)風險管理10
一、風險管理的目的和重要意義10
二、基本概念11
三、風險管理過程12
四、風險準則13
第三節(jié)過程安全管理15
一、過程安全管理發(fā)展歷程15
二、基本概念16
三、過程安全管理系統(tǒng)簡介16
第四節(jié)安全文化20
參考文獻22
第二章過程安全信息24
節(jié)過程安全信息的類別24
一、危險化學品安全信息24
二、工藝過程技術(shù)信息35
三、工藝過程設備信息37
第二節(jié)過程安全信息管理41
第三節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系42
參考文獻45
第三章過程危害分析46
節(jié)非情景危害分析方法48
第二節(jié)情景危害分析方法52
一、故障假設分析法52
二、危險與可操作性分析55
第三節(jié)基于風險的安全防護程度分析69
一、保護層分析方法70
二、保護層分析中的頻率取值72
三、保護層風險分析案例73
第四節(jié)過程危害分析建議措施的跟蹤落實75
第五節(jié)過程安全分析管理示例76
一、德國BASF公司的過程安全分析管理76
二、美國Dow化學公司的過程安全分析管理方法78
第六節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系80
參考文獻82
第四章變更管理84
節(jié)事故案例84
一、硬件變更導致的事故84
二、操作方法變更導致的事故88
三、安全聯(lián)鎖變更導致的事故90
第二節(jié)變更的概念92
第三節(jié)變更的分類94
第四節(jié)法規(guī)和標準對變更管理要素的要求98
第五節(jié)變更管理要素相關(guān)的實踐100
一、什么是變更管理?100
二、變更管理的原則101
三、執(zhí)行變更的步驟102
四、臨時變更105
五、緊急變更105
六、影響變更管理工作的主要因素106
七、變更的分級管理106
第六節(jié)變更管理中的常見問題及對策107
第七節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系108
參考文獻110
第五章開車前安全審查111
節(jié)事故案例:開車投產(chǎn)期間發(fā)生的過程安全事故112
一、反應釜爆炸事故112
二、反應塔爆炸事故112
三、污水儲罐爆炸事故113
四、投產(chǎn)期間更容易發(fā)生后果嚴重的事故114
第二節(jié)開車前安全審查的要求114
一、OSHA PSM對開車前安全審查的要求115
二、AQ/T 3034對開車前安全審查的要求115
第三節(jié)開展開車前安全審查的過程116
一、什么是開車前安全審查?116
二、執(zhí)行開車前安全審查的過程117
三、PSSR的持續(xù)改進121
第四節(jié)開車前安全審查的檢查內(nèi)容舉例122
第五節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系137
參考文獻138
第六章操作規(guī)程139
節(jié)事故案例139
第二節(jié)操作規(guī)程的重要性141
第三節(jié)人員失誤分析142
一、人員失誤率預測方法144
二、人員認知可靠性方法144
第四節(jié)操作規(guī)程的編制與管理147
一、確定編寫哪些作業(yè)規(guī)程148
二、操作規(guī)程的主要內(nèi)容149
三、關(guān)鍵參數(shù)的設置與修改150
四、操作規(guī)程的管理與控制152
第五節(jié)典型實施案例153
第六節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系164
參考文獻165
第七章培訓167
節(jié)國內(nèi)外過程安全管理對于培訓的要求169
一、中國對過程安全管理的培訓要求169
二、美國對過程安全管理的培訓要求171
第二節(jié)培訓的關(guān)鍵要素171
一、培訓需求172
二、需要參與培訓的人員175
三、培訓方法175
四、培訓內(nèi)容182
五、培訓計劃184
六、培訓頻次184
七、培訓記錄185
第三節(jié)培訓的評估反饋、考核指標與持續(xù)改進185
第四節(jié)知識管理186
第五節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系187
參考文獻188
第八章機械完整性管理189
節(jié)機械完整性概念及簡介192
一、設備生命周期的概念192
二、機械完整性管理的概念192
三、機械完整性管理計劃的目標193
第二節(jié)機械完整性管理計劃的關(guān)鍵要素193
一、確定應用對象194
二、檢驗、測試及預防性維修計劃198
三、檢驗、測試及預防性維修技術(shù)201
四、人員培訓216
五、MI計劃程序216
六、缺陷管理218
七、質(zhì)量確認和質(zhì)量控制219
第三節(jié)典型機械完整性管理技術(shù)方法介紹221
一、壓力容器與管道基于風險的檢驗221
二、以可靠性為中心的維修232
三、靜密封的泄漏檢測與修復237
四、振動失效的預防性管理242
第四節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系248
參考文獻249
第九章動火作業(yè)管理251
節(jié)動火作業(yè)的定義和相關(guān)要求254
第二節(jié)作業(yè)分級254
第三節(jié)安全作業(yè)程序255
一、范圍及定義255
二、角色與責任256
三、作業(yè)基本要求256
四、特殊動火作業(yè)要求257
第四節(jié)動火分析及合格標準257
一、動火分析257
二、合格標準258
第五節(jié)其他特殊作業(yè)258
第六節(jié)如何提高安全作業(yè)程序有效性259
一、對有效、可靠的作業(yè)程序進行維護259
二、有效管控特殊作業(yè)活動260
第七節(jié)避免動火作業(yè)事故的七個關(guān)鍵因素263
一、本質(zhì)安全設計263
二、作業(yè)危害分析263
三、可燃氣體檢測268
四、區(qū)域測試269
五、合理使用作業(yè)許可270
六、完整的培訓273
七、承包商監(jiān)管273
第八節(jié)典型實施案例274
一、確保實施的一致性274
二、定義范圍275
三、確保參與人員的能力275
四、建立安全作業(yè)程序、作業(yè)許可、檢查表及其他書面標準276
五、員工及承包商培訓276
六、特定過程危害區(qū)域的訪問控制277
七、強化安全作業(yè)程序、作業(yè)許可及其他標準的使用278
八、已完成作業(yè)許可的審查278
第九節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系278
參考文獻279
第十章承包商管理280
節(jié)承包商管理的概念281
第二節(jié)承包商管理的法規(guī)及行業(yè)規(guī)范要求283
一、美國對承包商管理的法規(guī)及行業(yè)規(guī)范283
二、中國對承包商管理的法規(guī)及行業(yè)規(guī)范286
第三節(jié)承包商管理的實際應用286
一、規(guī)劃287
二、資格預審288
三、招投標及評標授標290
四、項目實施291
五、項目評估293
第四節(jié)承包商管理要素實施的評估293
第五節(jié)承包商管理評估表格示例295
一、承包商HSE預評估問卷295
二、承包商現(xiàn)場作業(yè)檢查表298
第六節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系301
參考文獻302
第十一章應急準備和響應303
節(jié)基本概念和定義303
第二節(jié)有關(guān)法規(guī)介紹304
第三節(jié)應急準備305
一、應急組織體系306
二、指揮機構(gòu)及職責308
三、應急參與人員308
四、應急預案的分類309
五、應急預案的編制309
六、應急預案的評審311
七、應急設施與物資311
八、應急演練313
九、應急準備中的培訓314
第四節(jié)應急響應314
一、響應分級314
二、響應程序315
三、應急結(jié)束317
四、其他突發(fā)事件的應急管理318
第五節(jié)應急后恢復318
一、恢復期間的管理319
二、恢復過程中的重要事項319
三、應急后評估322
第六節(jié)相關(guān)應急預案的銜接322
參考文獻329
第十二章事故調(diào)查330
節(jié)事故案例330
一、聚氯乙烯工廠爆炸事故330
二、杰斐遜紀念館事件333
第二節(jié)事故調(diào)查的基本概念335
第三節(jié)相關(guān)法規(guī)對事故調(diào)查要素的規(guī)定336
第四節(jié)建立事故調(diào)查制度337
第五節(jié)鼓勵報告未遂事故339
第六節(jié)事故調(diào)查方法及根源分析341
一、事故調(diào)查的基本流程341
二、收集證據(jù)343
三、事故根源分析方法348
第七節(jié)事故調(diào)查制度的持續(xù)改進352
第八節(jié)經(jīng)驗教訓學習352
第九節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系353
參考文獻354
第十三章符合性審核355
節(jié)過程安全管理符合性審核的概述355
一、什么是過程安全管理符合性審核355
二、過程安全管理審核與過程安全審核的差異355
三、開展過程安全管理審核的意義356
四、對符合性審核要素的規(guī)定357
五、過程安全管理審核的類型357
六、過程安全管理審核的范圍358
七、過程安全管理審核的周期359
第二節(jié)過程安全管理審核的基本過程360
一、審核準備360
二、現(xiàn)場審核361
三、編制審核報告362
四、跟蹤和改進363
第三節(jié)過程安全管理符合性審核的要點363
一、對過程安全管理的承諾363
二、過程安全信息要素363
三、過程危害分析要素365
四、變更管理要素366
五、開車前安全審查要素367
六、操作規(guī)程要素367
七、培訓要素368
八、機械完整性要素369
九、動火作業(yè)管理要素370
十、承包商管理要素370
十一、應急準備與響應要素371
十二、事故調(diào)查要素371
十三、商業(yè)機密要素372
十四、員工參與要素372
十五、符合性審核要素373
第四節(jié)與PSM其他要素的關(guān)系373
參考文獻374
第十四章過程安全管理指標375
節(jié)過程安全管理指標的發(fā)展376
一、傳統(tǒng)安全指標376
二、滯后指標和領(lǐng)先指標378
三、過程安全管理指標的發(fā)展380
第二節(jié)過程安全管理指標380
一、API RP 754《煉油與石化行業(yè)的過程安全績效指標》(第二版)380
二、API RP 754級和第二級指標381
三、API RP 754第三級指標384
四、API RP 754第四級指標384
五、API RP 754的相對指標384
第三節(jié)過程安全管理指標的應用385
一、API RP 754中指標的應用385
二、API RP 754中相對指標的應用386
三、API RP 754中第三級和第四級指標的應用386
第四節(jié)過程安全治理指標389
第五節(jié)與PSM體系的關(guān)系389
參考文獻390
索引391