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【研究】用技术赋能安全
2025年09月18日 10:45 来源于 中国石油石化    作者:金晓峰        打印字号
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  化工企业应运用先进的安全管理与风险监控技术手段,助力可持续发展。

 

  化工企业生产中涉及大量有毒有害并且易燃易爆的危险化学品,生产工艺复杂,操作条件苛刻。面对安全风险,企业需要及时引进先进的安全管理技术与风险监控技术,加强两者协同,强化对化工安全生产的关键作用,进而有效提高化工企业生产安全性,推动化工企业的可持续发展。

  风险不容忽视

  化工企业生产大量应用危险化学品,具有易燃易爆、有毒有害和强腐蚀性等特性,在管理中一旦出现疏忽 (容器破损、操作流程违规等等),非常容易引发严重事故。

  以2019年江苏省盐城市响水县生态化工园区内的天嘉宜化工有限公司爆炸事故为例。该企业违法贮存危险废物,长期堆积硝化废料,因热量积累达到自燃温度后引发爆炸。当年的事故造成78人死亡、76人重伤、640人住院治疗,直接经济损失高达198635.07万元。事故还严重影响了周边环境,造成生态污染,三排河和新风河等水体苯胺类、氨氮等污染物大幅超标,爆炸区域下风向大气中二氧化硫和氮氧化物一度超标,土壤在一定范围内遭受污染。

  由此可见,化工生产工艺复杂,涉及高温、高压、低温、真空等相对特殊的条件,操作过程中控制点繁多,任何一个环节出现偏差都可能造成连锁反应,从而增加事故的发生率。

  2025年4月30日,舞阳县经开区漯河美迪康生物科技有限公司的蒸馏釜发生爆炸,现场火光冲天,周围建筑受严重损害,造成1人死亡、3人受伤。蒸馏釜作为化工生产中的关键设备,爆炸可能主要源于设备故障、操作故障或者物料泄漏等问题。比如,设备长期使用后没有及时维护造成耐压性能下降,操作人员没有按照要求进行操作,物料在蒸馏过程当中出现异常化学反应产生过多气体导致压力骤升等。

  风险监控技术

  基于风险的检验技术以特种设备系统安全性与经济性统一为主要目标,通过评估设备失效的可能性及失效的后果从而确定风险等级,制定有针对性的检验策略,实施的步骤有收集设备资料、分析腐蚀机理、制定检验方案等。

  在某个大型炼油企业运行中,检验技术发挥了关键作用。企业运行的常减压蒸馏装置设备和管道类型复杂,之前进行的检验工作不具有针对性,安全隐患排查的效率较低。运用了检验技术后,企业全面评估装置,结合设备材质及使用年限等各项因素确定失效可能性等级,同时综合参考周边环境、人员分布情况等确定失效后果等级,最终发现了高温重油管道因为长期受到硫腐蚀,风险等级较高并据此制定了更加详细的检验计划,增加了高风险管道的检验频次,应用超声导波检测等先进技术展开深度检测。实施检验技术后,企业装置设备故障率快速下降,检验成本不断降低,不仅保证了装置运行安全,而且提高了经济效益。

  实时监测与预警系统可以实时监测化工生产中的温度、压力、流量等关键参数,并且结合预设的预警指标向工作人员发出警报。这一系统借助传感器采集数据并进行分析,实现了对生产过程的动态化监控。

  某精细化工园区的实时监测与预警系统代表性较强。由于园区内企业数量较多,危险化学品存储和使用量较大,园区管理部门建立了统一完善的实时监测预警系统,可以实时监控化工企业的重大危险源。比如,系统监测到园区内某企业的储罐区可燃气体浓度上升,超出了预警值,会立即通过短信及报警等方式向安全管理人员及监管部门发出警报。企业在收到预警后,第一时间组织工作人员进行排查,确定报警原因。企业即刻启动应急预案,采取通风、堵漏等多元化措施,避免了可燃气体大量泄漏并引发火灾爆炸事故。

  安全管理技术

  安全生产信息化管理技术与物联网、大数据等先进技术融于一体,实现了对化工企业各类安全信息的高效管理。例如,某大型化工集团构建一体化安全生产信息管理平台,在生产装置及储罐区等关键区域部署智能传感器,可实时采集不同设备运行参数、环境数据、化学品存量等关键信息。

  另外,企业内引入的新型有机溶剂自动关联安全技术说明书,可以结合存储条件及使用场景等生成可视化风险提示。在反应装置进行节能改造时,系统可以自动更新设备运行数据及工艺参数,并通过权限管理的方式精准推送给操作人员及安全管理人员,避免工作人员获得的信息滞后。由于运用了大数据分析技术挖掘历史信息,进而能够提前预判潜在的安全风险。

  数据显示,化工企业运用安全生产信息化管理技术后,因为信息不畅导致的安全风险减少了35%。

  智能化风险管理。借助数字孪生技术与人工智能算法,能够为化工企业风险管控工作带来新的改变。它的核心在于引进先进的技术手段精准识别评估和预测风险,将风险管理从事后处理转变为事前的风险预防。

  某石化企业在储罐区管理中借助数字孪生技术构建了虚拟模型。这一模型并不是简单的三维可视化展示,而是可以实时采集储罐的物理参数,包括运行状态等。在虚拟空间中,构建和实际储罐相一致的数字分身,利用机器学习算法可以分析预测储罐的腐蚀速率及应力变化,提前识别潜在风险。比如,系统可以分析储罐底部长期受介质腐蚀情况以对其进行监测,从而预测储罐存在的泄漏风险,企业结合系统预警可快速安排检修以避免出现事故。

  自动化装置借助传感器、控制器等设备,可实时监测和调节化工生产参数,尽量减少人为事故风险。

  运行安全管理工作不容忽视。比如,天嘉宜硝化反应釜温度检测传感器老化失灵导致未及时检测到反应釜内温度异常升高,且自动化控制系统未及时预警,从而引发剧烈爆炸。因此,企业需要对自动化装置进行自动校准、维护和故障诊断,每月检查传感器的灵敏度、每个季度进行控制系统升级;需要建立冗余系统,当主控制系统出现故障时自动启动备用系统。此外,需强化人员培训,确保操作人员熟练掌握自动化装置运行逻辑和应急处理流程,提高安全管理整体水平。

  本文作者单位为元颉新材料科技(浙江)有限公司

  责任编辑:郑 丹

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