石油化工過(guò)程安全技術(shù)的研究進(jìn)展

潘智慧，孫繼寶，孫明輝

(東營(yíng)聯(lián)合石化有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257000)

0 引言

石油化工過(guò)程以及化工生產(chǎn)所使用的原料基本上都是易燃易爆、有毒有害的物質(zhì)，如果接觸會(huì)對(duì)人員健康造成嚴(yán)重的傷害，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的不可逆性的傷害，因此石油化工企業(yè)要不斷地深入研究石油化工過(guò)程安全技術(shù)，將技術(shù)的先進(jìn)性以及安全性放在第一位，避免由于一點(diǎn)小事故而導(dǎo)致災(zāi)難的發(fā)生。近些年來(lái)，石油化工安全事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)事故企業(yè)員工及附近居民的身體健康造成嚴(yán)重的傷害。所以，必須要不斷探究和改進(jìn)石油化工過(guò)程安全技術(shù)問(wèn)題，最終減少事故的發(fā)生概率，提高石油化工生產(chǎn)的安全系數(shù)[1]。

1 安全生產(chǎn)技術(shù)和預(yù)防事故技術(shù)進(jìn)展

1.1 石油化工過(guò)程故障監(jiān)測(cè)以及診斷技術(shù)

生產(chǎn)過(guò)程的故障監(jiān)測(cè)以及診斷技術(shù)是石油化工安全生產(chǎn)的保證，是在生產(chǎn)過(guò)程中保證員工的生命安全的一種十分必要的手段，它能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，并且采取一定的拯救措施，使生產(chǎn)能夠順利地進(jìn)行，保證員工的生命安全。石油化工過(guò)程中故障監(jiān)測(cè)以及診斷技術(shù)有三種，第一種方法是定量模型法，就是根據(jù)定量模型對(duì)故障的診斷方法。對(duì)在研究中所選取對(duì)象的信息與系統(tǒng)中所呈現(xiàn)的信息來(lái)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的結(jié)果來(lái)判斷生產(chǎn)過(guò)程是否有故障。這種定量模型方法有著許多種模型，最主要的兩種是基本原理模型以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型?；驹砟Ｐ陀捎谟?jì)算十分繁雜，難度很高，導(dǎo)致在使用過(guò)程中難以及時(shí)的進(jìn)行檢測(cè)，效率不是很高，所以現(xiàn)在基本上被淘汰了，而動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型相比較更為簡(jiǎn)單，適用于大部分的石油化工過(guò)程，并且能夠不斷地發(fā)展更新，所以現(xiàn)在石油化工過(guò)程中最常用的模型就是動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型[2]。而第二種方法則是定性模型法，這種方法不是按照精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行比對(duì)的，而是根據(jù)數(shù)據(jù)的物理模型的表現(xiàn)以及具體的故障分析，通過(guò)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)。因此，這種方法能夠在各種情況下使用，還適用于石油化工過(guò)程中，系統(tǒng)中多處同時(shí)出現(xiàn)故障的檢測(cè)。因此，這種定性模型法就是按照一定的邏輯關(guān)系，來(lái)通過(guò)一層一層的分析，來(lái)對(duì)產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行檢測(cè)的一種方法。第三種方法就是過(guò)程歷史法，這種方法可以與以上兩種方法的相配合，使檢測(cè)更加精準(zhǔn)。定量和定性模型法，由于各種原因，導(dǎo)致檢測(cè)可能失去一定的真實(shí)性，導(dǎo)致無(wú)法檢測(cè)出產(chǎn)生故障的原因，因此，在進(jìn)行故障檢測(cè)中，一定要綜合運(yùn)用各種檢測(cè)方法，使檢測(cè)更加的真實(shí)有效，保障員工的安全。

1.2 石油化工過(guò)程重要設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)

要確保石油化工的安全生產(chǎn)，就要選用合適的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，做好重要設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而確保石油化工過(guò)程中重要設(shè)備的安全運(yùn)行，只有這樣才能保障員工安全生產(chǎn)。并且要定時(shí)對(duì)專業(yè)設(shè)備進(jìn)行安全檢查與維護(hù)，保證重要設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，使得生產(chǎn)過(guò)程能夠不被中央設(shè)備的損害而打斷。

1.3 化工過(guò)程柔性設(shè)計(jì)

石油化工的生產(chǎn)過(guò)程十分復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)受到各種參數(shù)的影響，例如進(jìn)料質(zhì)量、環(huán)境溫度、進(jìn)料量和設(shè)備效率等不確定性參數(shù)的影響，而且這些參數(shù)并不是一成不變，它會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。因此，在這種化工過(guò)程中必須要有一定的柔性，就是在過(guò)程系統(tǒng)中不僅僅能夠在正常進(jìn)料狀況下平穩(wěn)運(yùn)行，還要能夠在不確定性參數(shù)影響下仍保持正常運(yùn)行。美國(guó)工程院院士Grossman等提出柔性指數(shù)的概念，來(lái)度量化工過(guò)程系統(tǒng)可操作區(qū)域的范圍，他提出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：通過(guò)化工系統(tǒng)進(jìn)行柔性分析，通過(guò)將柔性分析問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)等對(duì)柔性分析進(jìn)行處理，而在化工過(guò)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的研究成果也成功地解決了以下兩個(gè)問(wèn)題。第一，給定設(shè)計(jì)變量，然后探討不確定參數(shù)的變化范圍是否在化工柔性系統(tǒng)可以正常運(yùn)行的范圍之內(nèi)，這可以稱作可行性的柔性檢驗(yàn)問(wèn)題[3]。第二，在給定設(shè)計(jì)變量的條件下，確定這個(gè)系統(tǒng)在不確定參數(shù)的最大范圍內(nèi)是否可以正常的檢驗(yàn)。并且其他的專家也通過(guò)各種方式提出了將柔性分析應(yīng)用于石油化工過(guò)程中，從而節(jié)省了石油化工企業(yè)的系統(tǒng)成本，并且對(duì)于一些柔性沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，提出了一些靈敏度分析的方法，解決了柔性不夠高的問(wèn)題。石油化工運(yùn)行過(guò)程有著調(diào)節(jié)變量的作用，在運(yùn)行的過(guò)程中，由于不確定性有存在，總會(huì)帶來(lái)一些不確定參數(shù)的影響，從而影響系統(tǒng)的柔性在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。因此，通過(guò)研究表明，本文將柔性的理論與可控性的理論相結(jié)合，并且應(yīng)用于石油化工過(guò)程中，從而讓系統(tǒng)具有了良好的柔性，并且有了較高的精準(zhǔn)度。也可以通過(guò)正交配置的方法，來(lái)通過(guò)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)等微分方程進(jìn)行描述，最終找到石油化工過(guò)程中動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的柔性分析方法。化工過(guò)程柔性設(shè)計(jì)既可以保障系統(tǒng)能夠不受其他環(huán)境參數(shù)的影響，使得檢測(cè)過(guò)程更加的精準(zhǔn)，保證石油化工過(guò)程的安全性。

1.4 石油化工過(guò)程的本質(zhì)安全技術(shù)

石油化工過(guò)程中的本質(zhì)安全技術(shù)是在石油化工設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)化工裝置的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估，使之能夠代替化工過(guò)程中的安全裝置的一項(xiàng)安全技術(shù)。一些學(xué)者認(rèn)為，化工過(guò)程最主要的安全保證是本質(zhì)安全設(shè)計(jì)，就是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，減少相應(yīng)的危害[4]。石油化工過(guò)程安全問(wèn)題逃脫不了環(huán)境的問(wèn)題，只有對(duì)化工過(guò)程的研究中，將環(huán)保與本質(zhì)安全代入到化工過(guò)程的設(shè)計(jì)之中，從而通過(guò)總結(jié)石油化工過(guò)程中的安全經(jīng)驗(yàn)，找出更加符合可持續(xù)化以及安全綠色的化工生產(chǎn)方法。一些化工過(guò)程的系統(tǒng)中，由于本質(zhì)安全設(shè)計(jì)難度十分高，并且耗費(fèi)十分多的資源，造成了十分嚴(yán)重的資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。因此，近些年來(lái)本質(zhì)安全的設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)，從而使得本質(zhì)安全設(shè)計(jì)更加的成熟化，也適合普遍的應(yīng)用于化工過(guò)程中，使得化工過(guò)程更加符合使用化工過(guò)程中的安全技術(shù)。許多的研究學(xué)者所認(rèn)為的本質(zhì)安全的設(shè)計(jì)的看法都不一致，因此，我們通過(guò)找出一些符合實(shí)際的安全技術(shù)來(lái)應(yīng)用到化工過(guò)程中，使得化工過(guò)程本質(zhì)安全得到保證，并且通過(guò)對(duì)各種石油化工過(guò)程的安全技術(shù)的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的研究和探討，找出了一些石油化工過(guò)程本質(zhì)安全影響最大的因素，保證了人民的健康以及環(huán)境的安全，節(jié)省了大量的資源。

2 石油化工過(guò)程安全生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)展望

石油化工過(guò)程安全技術(shù)已經(jīng)取得了十分大的進(jìn)步，尤其是在現(xiàn)在資源緊缺的情況下，石油化工技術(shù)安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格，因此，結(jié)合目前的我國(guó)石油化工過(guò)程安全生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀，安全生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有著以下幾種情況[5]。

2.1 過(guò)程監(jiān)測(cè)與故障診斷

過(guò)程監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是將之前簡(jiǎn)單的檢測(cè)診斷向全面、精密的檢測(cè)診斷方向進(jìn)行改進(jìn)。隨著安全技術(shù)的不斷地發(fā)展，未來(lái)的檢測(cè)診斷技術(shù)會(huì)通過(guò)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息來(lái)對(duì)故障發(fā)生的原因以及性質(zhì)來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，并且通過(guò)一定的措施來(lái)對(duì)故障進(jìn)行解決，提供解決問(wèn)題的方法。診斷技術(shù)開(kāi)始變得越來(lái)越具有高靈活性和高智能化。故障預(yù)警方法的研究成果可以應(yīng)用于石油化工過(guò)程中，它可以及時(shí)地檢測(cè)到一些緩變型故障，并且會(huì)對(duì)這種故障進(jìn)行提前預(yù)警。此外，對(duì)過(guò)往的歷史數(shù)據(jù)的整理和綜合是非常重要的，可以將數(shù)據(jù)產(chǎn)生的規(guī)律理論轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，通過(guò)積累的數(shù)據(jù)來(lái)解決專家系統(tǒng)知識(shí)獲取難的問(wèn)題，這樣可以將這些數(shù)據(jù)更好地應(yīng)用到過(guò)程監(jiān)測(cè)與故障診斷中。

2.2 本質(zhì)安全與柔性分析相結(jié)合的化工過(guò)程設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)石油化工過(guò)程裝置時(shí)，必須要考慮到系統(tǒng)的柔性問(wèn)題，將本質(zhì)安全與柔性分析相結(jié)合，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的波動(dòng)有著足夠的了解。通過(guò)系統(tǒng)的本質(zhì)安全性和柔性分析理論結(jié)合，以此來(lái)對(duì)石油化工過(guò)程設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，這樣才能提高石油化工過(guò)程的安全性[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)石油化工過(guò)程安全技術(shù)的研究進(jìn)行探討，對(duì)于使用化工過(guò)程中安全生產(chǎn)技術(shù)和預(yù)防事故技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了一定的研究，并對(duì)未來(lái)的石油化工過(guò)程安全生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行展望，我國(guó)的石油化工安全技術(shù)已經(jīng)取得了十分巨大的進(jìn)步，要與國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合并使之國(guó)產(chǎn)化，促進(jìn)我國(guó)的安全技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)應(yīng)用石油化工過(guò)程中的本質(zhì)安全技術(shù)以及化工過(guò)程柔性設(shè)計(jì)，以此來(lái)預(yù)防各種安全事故的發(fā)生，從而全方位的保障石油化工過(guò)程安全。同時(shí)要培養(yǎng)更多從事安全技術(shù)研究的專業(yè)型人才，從而促進(jìn)我國(guó)的石油化工的安全生產(chǎn)。