石油化學工業(yè)是我國國民經濟快速發(fā)展的重要支柱產業(yè)。近年來，我國經濟持續(xù)、快速發(fā)展，工業(yè)化進程不斷加快，危險化學品產量不斷增加，生產規(guī)模日益擴大，生產、儲存裝置日益大型化，高能量，高毒性的危險化學品裝置、設施日益增多，構成重大危險源的數量也日益增多。石油化工生產的特點決定了其具有易燃、易爆、有毒、有害、腐蝕性強等許多潛在的危險特性，屬于高危險行業(yè)。化學安全事故的發(fā)生通常會造成嚴重的人員傷亡、財產損失和環(huán)境污染，產生惡劣的社會影響。表中列舉了2006—2009年我國化工企業(yè)中發(fā)生的重特大事故情況。這些重特大事故不僅造成了巨大的人員傷亡和經濟損失，而且造成惡劣的社會影響。

    安全評價方法是伴隨著化學工業(yè)中發(fā)生的事故而發(fā)展的。一方面，隨著石化工業(yè)的發(fā)展，其帶來的風險越來越大，風險種類也越來越多，另一方面，由于科學技術水平的發(fā)展和社會的進步，人們的安全意識也日益增強，對風險的可接受程度不斷下降，為了解決這一矛盾，相關人員開發(fā)了大量的風險分析工具和方法。化學工業(yè)中的安全分析和評價方法大致分為三個階段：20世紀50—60年代的非系統(tǒng)性的技術階段：20世紀70—80年代的定量風險分析階段；20世紀90年代至今的過程安全管理階段。

 

    1  石油化工企業(yè)本質安全評價方法

    本質安全是從根源上預先考慮工藝、設備可能潛在的危險，從而在設計過程中予以避免，即主要思想是通過工藝、設備本身的設計消除或減小系統(tǒng)中的危險。本質安全是以系統(tǒng)中物質的物理、化學基本性質、工藝安全操作以及與工藝自身密切聯系的有關特性為基礎的。這與危險的概念具有本質的對應性。

    本質安全是在傳統(tǒng)安全的基礎上發(fā)展而來的，是傳統(tǒng)安全的繼承和發(fā)展，兩者之間既有聯系也有區(qū)別。傳統(tǒng)安全是通過添加在生產設備、工藝之上的安全防護裝置或操作程序對危險進行控制，而本質安全是依靠在設計早期階段改進工藝設備的設計而消除或減小危險，這是本質安全與傳統(tǒng)安全的最重要的區(qū)別。

    目前人們對工程設計早期的本質安全性已經有了一定的研究。Trevor Kletz提出了本質安全設計原理：Rogers和Hallam提出了一種基于化學物質特性的方法，即通過評價特性如中間產物、試劑、材料兼容性、催化劑、溶劑等來實現系統(tǒng)的本質安全，Rushton等人討論了本質安全計算機輔助設計；Edwards和Lawrence等人討論了本質安全和執(zhí)行的費用問題，還探討了在設計和運行階段評價本質安全的指標方法。

    本文對現有的應用于石油化工企業(yè)的本質安全評價方法進行了對比分析。

    (一）PIIS本質安全評價法。

    PIIS法是由Edwards和Lawrence于1993年提出的本質安全原型指數法，是世界上第一個專門為評價本質安全而開發(fā)的指標評價方法。本質安全原型指數主要分為兩部分，一部分是化學物質指數，主要是存儲量、易燃性、爆炸性和毒性，另一部分是工藝過程指數，主要包括溫度、壓力和產率。PIIS本質安全評價方法依據在設計的早期階段消除或減少危險從而實現本質安全利益最大化，為選擇更加安全的化學工藝線路提供了科學依據，為解決本質安全評價問題開啟了思路。但該方法是基于反應步驟的一種評估方法，沒有充分考慮化工過程的其他要素，也未直接考慮反應過程中的危險，而是通過中間參數如溫度、壓力、產率和物理特性等來進行衡量，存在一定的片面性，從而使該方法的準確性下降。此外，該方法還存在以下缺點，如評價指標的劃分和賦值計算過于簡單，未考慮各個指標的權重因素，缺少對存儲量的正確評價，溫度范圍太大，對于高溫的過程來講賦值過大。

    (2)ISI本質安全評價方法。

    ISI法是由Heikkila提出的一種指數評價法，該方法選取的次級指標數目較多，較好地覆蓋了更多的要素，提高了評價的準確性。同時，該方法需要的輸入信息較少，適合于項目設計的前期階段。但該方法的指標賦值和權重的確定取決于評價人員主觀經驗和知識，不同的評價人員使用該方法會得到不同的評價結果，具有很強的主觀性，為評價結果的比較帶來了困難。同時，該方法在評價過程中數學計算量大，花費時間較長，但結果比較單一，無法反映項目本身的復雜性。

    (3)INSET工具箱法。

    INSET工具箱法代表了眾多企業(yè)和研究機構對本質安全共同的認識和經驗，它將安全、健康和環(huán)境三方面綜合在一套工具箱內進行考慮，充分考慮了各方面的風險因素，但該方法中本質安全評價指標的賦值各自獨立存在，沒有以一個總的評價分值的形式出現，因此，對結果進行比較存在一定的困難。同時，該方法在早期階段項目的評價中投資費用較大，花費時間較多。

    (4)I2SI本質安全評價法。

    I2SI本質安全評價法是在美國化工協(xié)會第37屆損失預防年會上提出的。該方法需要輸入的數據信息比較容易獲取，計算指標具有比較系統(tǒng)的結構，且該方法的次級指標分值對評價結果具有很好的解釋性，能夠快速地辨識危險和本質安全應用的可能性，幫助項目評價人員進行指標設計決策，因此，該方法在工藝設計的早期階段具有很好的適用性。但該方法在應用過程中，某些次級指標的評價也需要依靠評價人員的專業(yè)知識和經驗，因此，具有一定的主觀性。

    (5)i-Safe本質安全評價法。

    該方法是由Palaniappan在2002年提出的一種指數評價方法。該方法運用本質安全指標對各種工藝路線進行排序，協(xié)助設計人員在設計的各個不同階段辨識安全問題和各個設計方案。但該方法中有一些涉及反應的次級指標定位于反應步驟，沒有考慮中間產物、催化劑、副產物等因素造成的安全問題。此外，由于該方法需要計算熱量等值，要比PIIS法要花費更多的時間，其計算結果也沒有PIIS法準確。

    (6)SHE評價法。

    SHE評價法主要是辨識和評價化工工藝的安全、健康和環(huán)境問題，能用于項目過程開發(fā)的早期階段，方法結構靈活，能將最有用的實踐應用于風險和環(huán)境評價，能對來自不同來源的信息進行評價，具有高度的自動化，能簡單快速地進行評價。但該方法沒有將SHE合并成一個單獨的數值作為結果，也沒有考慮與設備及其結構有關的危險和工藝的復雜性。

    除以上評價方法外，道化學指數評價法和蒙德指數評價法也可用來評價現有工廠或在工廠詳細設計階段的本質安全性。Cave和Edwards在1997年開發(fā)了一個環(huán)境危險指標(Environmental  Hazard Index)，它使用了和本質安全指標(ISI)相似的方法，其目的是選擇具有最低環(huán)境危險性的工藝路線。但該工具只適用于方案設計階段，并且需要很多假設條件，因此在使用過程中受諸多因素限制。

    2  結論

    從以上內容可以發(fā)現現有本質安全評價方法為進一步改進和開發(fā)新的本質安全評價方法提供了借鑒。在本質安全定量化評價方法以后的研究過程中還有如下問題亟待解決。

    (1)現有本質安全評價方法自身的一些特性決定了該方法的局限性。從本文的分析可以知道，本質安全原理應用的最佳階段是過程設計的早期階段。但是在這個階段缺少很多詳細的必要的技術信息，這勢必為定量化評價帶來困難，容易出現定量方法過于簡單化或評價結果主觀性太強；容易忽略或體現不了化工過程本質安全的復雜性。機器設備和工藝是由大量的不同組件和部分組成的，它們之間的聯系復雜(包括技術、人、環(huán)境、經濟因素等)，現有本質安全評價方法忽略了各個因素相互作用而產生的危險性和復雜性，導致評價結果失真。

    (2)本質安全評價方法所用數學方法本身具有的局限性。現有本質安全評價方法一般遵循指標評價法將評價范圍分成若干個小區(qū)間并進行賦值的做法。然而，這種小區(qū)間劃分法會產生低敏感性問題。

    (3)本質安全評價方法中的有些類別，在某些條件下主要是基于辨識和評價最嚴重的危險源，而沒有考慮其他更為普遍的危險性。有的類別要求主觀判斷，但又無法對個人評價的效果進行評價。目前已有的本質安全評價方法雖然在一定程度上解決了設計早期階段信息缺乏問題，但在定量方面還存在著不足之處，其中突出問題是評價中還需要一定的主觀判斷，具有一定的主觀性。

    (4)現有指標評價方法基本是基于經典統(tǒng)計分析數學方法，分析統(tǒng)計方法雖然很嚴格，但其采集的數據并不準確，甚至有猜測成分，究其原因是因為有些事件很少發(fā)生，滿足要求的有意義的信息很難收集到。

    綜上所述，研究本質安全評價方法對我國石油化工企業(yè)安全生產工作具有十分重要的理論意義和現實意義。如果能夠解決本質安全評價方法在石化企業(yè)中實施的難點與瓶頸問題，對改善企業(yè)的安全生產績效，具有一定的經濟效益和社會效益。