一边是大幅增产扩容,一边是安全生产状况堪忧,技术、安全方面行业准入门槛不高……

“工业味精”为何少了安全味儿?

2021-09-14 中国应急管理报 记者 田硕
说起有机硅,很多人感到陌生。但你可能想不到,从军工产业到隐形眼镜,无论是大国重器还是百姓生活,都能尝到这“工业味精”的味道。 然而“,工业味精”的安全味略显寡淡。近期,应急管理部组织中国化学品安全协会和中国氟硅有机材料工业协会、硅产业绿色发展战略联盟,抽调24名行业骨干和专家,对全国9个省份21家有机硅企业开展专家指导服务,共查出各类安全隐患问题730项,其中重大隐患10项,要求2家企业停产整改,其余19家企业限期整改。

业内常把有机硅比作“工业味精”,因其与其他材料合成后,性能增强效果喜人“,炒菜时都加一点”,锦上添花。

说起有机硅,很多人感到陌生。但你可能想不到,从军工产业到隐形眼镜,无论是大国重器还是百姓生活,都能尝到这“工业味精”的味道。

然而“,工业味精”的安全味略显寡淡。近期,应急管理部组织中国化学品安全协会和中国氟硅有机材料工业协会、硅产业绿色发展战略联盟,抽调24名行业骨干和专家,对全国9个省份21家有机硅企业开展专家指导服务,共查出各类安全隐患问题730项,其中重大隐患10项,要求2家企业停产整改,其余19家企业限期整改。

指导服务组发现,有机硅企业普遍存在安全隐患,安全管理频现低级错误。究其根本,国内有机硅企业工艺落后,本质安全水平低,行业“量大质低”特点显著,且目前准入门槛对技术、安全方面要求不高,行业发展存在明显“瘸腿”现象,安全状况令人担忧。

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对跑冒滴漏习以为常   发展速度与管理水平不匹配

☞现场发现的隐患问题让专家们大跌眼镜,首先遭受极大冲击的就是专家们的鼻子……

有机硅是一种新型高分子材料,因其性能优异、产品多样、不依赖化石资源等特点,近年来得以快速发展和广泛应用。目前,我国有机硅年产量约330万吨,占世界产量的60%。

此次指导服务对正在运行的16家上游有机硅单体生产企业实现了全覆盖,此外还包括5家行业内规模较大、产品种类较多的功能性硅烷重点企业。

现场发现的隐患问题让专家们大跌眼镜,首先遭受极大冲击的就是专家们的鼻子。指导服务组来到浙江一家有机硅生产企业,该企业一处合成尾气吸收装置存在严重跑冒滴漏现象,作业场所异味刺鼻。“那味道太呛人了,吸一口就感觉非常憋闷。”

专家回忆道,废气中含酸性气体,长时间待在这种环境,呼吸道会受到严重刺激,连企业陪检人员也直呼味道太大,受不了。而且,由于泄漏,该装置控制柜内引压管、仪表等设备锈蚀也非常严重。

“造成异味和锈蚀的主要原因就是泄漏,21家企业均存在跑冒滴漏问题,其中61%的企业防腐蚀管理问题突出。”专家说。

“有机硅生产过程涉及氯化氢,设备腐蚀和跑冒滴漏风险较高,国内有机硅单体生产企业多数装置已运行10年以上,存在老化问题。但即便如此,如果正常进行防腐除锈,设备管线不至于老化成现在这样。”专家说,“除去材质本身差异外,管理落后、意识淡薄是根本原因。”

正如这名专家所说,在市场形势好时,企业不愿停下来进行防腐除锈,而对运行设备进行防腐除锈会带来现场特殊作业风险;在市场进入低迷周期时,企业生产经营困难,对防腐除锈所需资金投入不足,从而造成了有机硅企业现场腐蚀严重的问题。更可怕的是,多数企业安全意识淡薄,对跑冒滴漏问题早已习以为常,行业安全现状实在令人担忧。

中国硅产业发展白皮书显示,截至去年底,中国有拟在建有机硅单体产能700万吨/年。预计未来5年,随着国内有机硅新建产能陆续释放,中国有机硅单体产量将保持高速增长。

“短短十几年间,行业发展非常迅速,不少企业都在增产扩容,但现有发展速度与工艺技术、安全管理水平高度不匹配,绝不能让有机硅发展瘸了腿。”指导服务组建议,各企业应按照《加强化工企业泄漏管理的指导意见》相关要求,从源头上预防和控制泄漏,开展化工设备逸散性泄漏检测及维修,加大投入,提高标准,对锈蚀设备设施进行除锈防腐,防止事故的发生。

副产物管理无序   缺少产品标准和有效监管

☞有机硅单体合成生产过程中留下的“固液混合汤”有易燃易爆危险,然而有些企业不具备处置能力,这些物质可能直接流入市场。

如果说异味、锈蚀等问题尚属直观问题,那么,潜藏在工艺流程中的风险则让人闻之惊心,最应引起重视的是有机硅生产过程中产生的浆渣、高沸物管理混乱。该问题可能导致企业风险外溢。

2020年11月9日,中天东方氟硅材料有限公司发生火灾事故。该起事故虽未造成人员伤亡,但过火面积达9820平方米,直接经济损失498.9万元,社会影响非常恶劣。经事故调查组认定,该起事故祸起高沸物——因吨桶底阀渗漏,桶内高沸物泄漏至地面,由于作业人员处置不当,最终形成流淌火,导致火灾事故扩大。

专家告诉记者,有机硅单体生产过程中会产生较多副产物,其中最难处理的是有机硅浆渣。通俗一点说,浆渣是在有机硅单体合成生产过程中,通过湿法除尘、高温闪蒸后留下的“固液混合汤”,固态物质即硅、铜、碳等粉状固体,而高沸物就是含有几十种复杂组分的“汤”。

“这些物质大多是易燃易爆危险品,另外,浆渣在处置、储存过程中还有自燃、中毒的风险。”专家告诉记者,有些有机硅单体企业根本不具备处置能力,产生的这些物质可能直接流入市场。此次指导服务发现,有机硅单体企业均未对高沸物、浆渣等开展风险评估工作,而且,多数企业现场未看到存放这些物质,与企业生产实际不符。它们去哪了?专家们不得而知。

山东一家企业没有高沸物综合利用装置,便将高沸物作出售;其他省份的6家企业无高沸物处置设施,将产生的高沸物外售,或转移处置。

“目前若转移处置,所需费用每吨要几千元,所以非法倾倒案件并不鲜见。”专家说,大部分企业未针对这些物质设置规范的固定储罐,多数采用移动罐、回收桶进行包装、贮存,风险较大。

专家告诉记者,当前国内没有成熟的处置工艺,部分企业依靠水解将其失活钝化后再进行进一步处置,而水解处置环节,比如,浆渣固液分离、浆渣扒渣等作业过程需要人工操作。

“扒渣水解车间现场作业条件非常恶劣,工人需要佩戴防护面罩等通过浆渣罐人孔进行扒渣作业。浆渣中含有易自燃的铜催化剂,若安全措施不到位,容易发生自燃闪爆。”专家说,在浙江一家企业指导服务时,发现该企业在人工扒渣作业过程中,未设置氮气保护装置,一旦浆渣发生自燃,工人将面临烧伤危险。

针对副产物管理无序的问题,指导服务组建议,从源头上减量,降低贮存、处置风险,通过密闭操作、机械化等措施改善处置过程作业条件,降低作业风险。各有机硅企业要组织对原辅料开展风险评估,并针对结果完善安全措施,制定有针对性的应急预案。组织相关部门或行业协会制定产品标准,对这些物质进行物理危险性鉴定和分类,将属于危化品的纳入安全生产许可范围,对企业生产、销售、使用副产物行为进行有效监管。

安全管理频现低级错误   风险分析沦为形式

☞国内对于机构开展HAZOP分析没有资质要求,谁出的价格低,企业就找谁做。外资机构出一张PAD图的报价近万元,国内许多机构出价仅为几百元,往往还会出现多家机构抢生意的局面。

此次指导服务发现,仍有部分企业存在重大安全隐患,且有些企业频现低级错误。

浙江一家企业多处爆炸危险场所未按国家标准安装使用防爆电气设备,这家企业和另一家河北企业生产现场多处未按标准要求设置可燃气体检测报警器;江苏一家企业备用苯储罐爆破片前切断阀处于关闭状态,安全装置沦为摆设;江西一家企业甲类仓库存放约78吨甲醇、乙醇,与安全设施设计专篇和安全现状评价报告列出的储存危化品不一致,超品种储存置危险于不顾……

专家检查一圈下来不禁感叹:“企业若想发现重大隐患并不难,不需要太高的技术含量,但视而不见、听而不闻,说明企业没有真正重视安全。”

低级错误还存在于企业的危险与可操作性(HAZOP)分析与安全评价报告中。据指导服务组称,接受指导服务的企业中,有9家企业委托第三方对现有装置进行HAZOP分析,但报告质量堪忧,而多数企业对HAZOP报告的内容根本没有看,属于“为做而做”。安全评价报告中普遍存在低级的常识性错误,有些甚至与实际不符。第三方做完安全评价后,企业未进行检查与应用,风险分析流于形式。

“国内对于机构开展HAZOP分析没有资质要求,所以通常是谁出的价格低,企业就找谁做。”专家无奈地说,就PAD图(HAZOP问题分析图)来说,外资机构出一张图的报价近万元,国内许多机构出价仅为几百元,而且往往还会出现多家机构抢生意的局面。

专家告诉记者,有机硅生产工艺流程复杂、技术含量高,本次指导服务的21家企业生产经营均涉及“两重点一重大”,而HAZOP分析纯属走形式,企业“心真大”。

企业的“心大”还体现在隐患自查不细致、不深入,自改自纠力度不足上。指导服务组发现,企业自查隐患总数为812项,仅为专家指导服务检查发现问题数量的67%。

此外,多数有机硅企业对安全生产专项整治三年行动中的“两张清单”重视程度不够,未对隐患清单和制度清单进行评估和培训,员工对本企业隐患问题清单不了解。

专家在现场问询发现,有8家企业的一线员工对涉及本岗位的问题隐患清单和管控措施不了解。

针对以上问题,指导服务组建议,企业应认真做好风险识别与评估,开展全员、全方位的隐患排查,举一反三,特别是针对重大隐患,要立即投入资源整改,不能立即整改的要制定完善整改方案。同时,企业应采取激励措施,发动员工参加风险辨识评估和隐患排查治理,辨识出易忽视的风险,消除隐患排查死角,发现一项、解决一项,建立制度、规范程序,从而达到管控风险、消除隐患的目的。

摒弃“摊大饼”式发展逻辑   提升本质安全水平

☞国内有机硅单体企业反应过程中产生的副产物约是国外企业的10倍。布局设计方面,我国多采用“拼凑型”,企业占地面积大,管线距离长,危险单元布局分散,基本处处都有风险点。

“工业味精”为何少了安全味儿?为解开这个疑问,记者采访多名专家,了解到重重问题都指向工艺技术水平落后,以及“追求数量、不追求质量”的深层次原因。

“举例来说,工业‘三废’是衡量技术水平高低的硬指标。‘三废’产生量越低,说明反应效率更高、工艺更加完善。”专家告诉记者,一条相同产量的生产线,国外企业的“三废”产生只有国内企业的五分之一到四分之一。

同时,副产物安全管理难题也受制于工艺、装备水平的落后。专家告诉记者,国内有机硅单体企业反应过程中产生的副产物约是国外企业的10倍,先不说如何处理,单是如此巨大的储存量,就代表着巨大风险。

专家表示,国内有机硅单体企业工艺、装备、管理水平与外资企业差距明显,而且该行业技术壁垒非常强,要想追赶上这个差距还需很长一段时间。“比如,外资企业早已看不到人工扒渣作业了。一来他们产生的浆渣量很少,二来通过特殊工艺处理,不需要人工操作,通过自动化排出,运输至户外堆场钝化,风险非常低。”差距还体现在厂区布局设计、工艺水平等方面,多种因素叠加导致企业本质安全水平不高。

“较理想的布局设计是‘紧凑型’,即危险环节尽量集中,缩短危险物料运输管线,减少风险区域,但这些对工艺设计的要求较高。”专家告诉记者,我国多采用模块化工艺设计,相当于“拼凑型”,企业占地面积大,管线距离长,危险单元布局分散,大小中间罐区星罗棋布,基本处处都有风险点。

数据更加直观。例如,一家产能45万吨的国外企业,占地200亩,员工仅300人。我国产能20万吨的企业,占地约700亩,员工达到1300人。甚至有一家产能50万吨的企业,占地达到了4000亩。

“抢份额、‘摊大饼’式的发展逻辑显然是行不通的。安全水平的提高离不开工艺的进步、设计的完善,国内企业频繁技改和变更数量多,根源仍在工艺水平落后、设计存在先天缺陷。”专家说,虽然我国有机硅产量大,但产品竞争力不强,而且行业准入门槛仅限于产能规模,对技术、安全方面要求不高,造成行业发展存在明显“瘸腿”。因此,专家建议提高行业准入门槛,加快制定出台相关安全管理规范。

同时,指导服务组针对重大风险点,建议企业从产能控制、本质安全设计、过程装备、工艺路线、副产物处置等方面建立“负面清单”,适时修订淘汰落后的工艺和设备目录;研究推广先进的工艺技术、副产物安全处置技术和先进装备,最大限度地将副产物进行内部处置和利用,促进行业本质安全水平提升。

此外,中国有机硅行业“十四五”规划为行业走出“量大质低”的发展困境指明了方向——积极推广新技术、新工艺,降低原料和能源消耗,提升资源综合利用水平;加大下游中高端产品的研发力度,提高产品的技术含量和附加值,向技术密集型和质量效益型转变。

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规划设计阶段就要重点考虑副产物问题

■白洪强

近年来,副产物和“三废”成为有机硅行业生产安全事故的高频词。从安全管理的角度,应重点关注三类副产物:一是合成环节的固渣,其主成分是含有大量催化剂的残余硅粉,通常带有反应活性且存在放热、升温现象;二是硅氢结构的副产物,如甲基氢二氯硅烷,该类产物性质活泼且产生量较大;三是高沸物,其通常含有约40种不同性质的副产物,且夹带有活性固体颗粒,其危险属性和物化性质会随成分变化而变化。即便是其他常规的有机氯硅烷副产物,由于特殊的物化性质,一旦起火,使用常规灭火手段也很难扑灭,容易造成恶劣的社会影响,也不能掉以轻心。

如何有效降低有机硅副产物和“三废”带来的安全风险?笔者认为,首先,源头减量是最好的处理方式。其他处置方式都会产生成本和风险;其次,分门别类、科学分析。对风险较高、产量较大的副产物采取有针对性的防范措施;最后,做好科学分离和转化。科学分离是有效利用、变废为宝的前提,近年来国内在这方面有明显进步,但仍有很大潜力可挖。

还要认识到,副产物和“三废”不仅是安全问题,更是一个经济问题。虽然经过数十年的发展,但在单体合成和副产物转化等环节,我国与国际领先水平之间仍存在代际的差距。如果国内企业能进一步压减副产物和“三废”,则主产物的物耗成本以及企业的安全、环保成本将得到大幅下降。

我国有机硅单体行业正处于新一轮产能扩张和技术提升的关键时期。未来5年至10年,我国有机硅单体产能有望提升至现有水平的2倍至3倍。新建项目规模更大、投入更高,希望企业在规划设计阶段将压减有机硅副产物和“三废”作为重要课题重点考虑,为企业自身和行业未来的长远健康发展打下坚实基础。(作者系全国硅产业绿色发展战略联盟秘书长)

杜绝防腐蚀管理“破窗效应”

■王 路

因有机硅单体生产过程涉及腐蚀性较强的盐酸、硫酸、氯化氢和氯硅烷单体,防腐蚀管理存在“先天性缺陷”。多数从业人员从思想上认为设备设施腐蚀问题难以解决,降低了现场防腐蚀管理标准,形成防腐蚀管理的“破窗效应”。

笔者在浙江某有机硅单体生产企业发现,一条介质为低沸点氯硅烷的压力管道外锈蚀严重,潜在泄漏风险较高;河北某有机硅单体生产企业室内水解反应釜处于敞口运行状态,酸性气体向外逸散、泄漏,造成周边设备设施腐蚀。对于以上问题,企业岗位巡检人员、各层级管理人员都习以为常,并未引起重视,也没有及时从根本上解决和处理。

除了安全意识淡薄之外,企业安全投入不足、不能正确权衡生产与安全的关系也是造成有机硅企业防腐蚀管理问题的重要因素。有机硅行业快速发展的十几年来,市场长时间处于低迷周期内,企业生产经营困难,对防腐除锈所需资金投入不足,造成有机硅企业现场腐蚀严重的问题。近年来,有机硅市场形势变好,企业又不愿意停车进行防腐除锈,又担心在运行过程中进行防腐除锈带来现场特殊作业风险,导致现场设备设施腐蚀问题得不到有效解决。

笔者认为,要从根本上解决有机硅单体生产过程中的腐蚀问题,首先,要从思想上改变防腐蚀管理难的观念,全员树立“泄漏就是事故”的理念,及时发现并处理每一处跑冒滴漏、低老坏旧的问题,从根本上防止腐蚀问题扩大化。其次,要加大投入,提高防腐蚀、防泄漏管理标准。在现场作业风险可控的情况下及时修复、更换腐蚀的设备设施,对腐蚀性较强的设备或管道选择耐腐蚀性的钛基、镍基材料等,消除泄漏、腐蚀带来的风险。再其次,按照《加强化工企业泄漏管理的指导意见》相关要求,开展化工设备逸散性泄漏检测及维修,提升设备设施完好性,从源头上解决腐蚀性介质泄漏的问题。(作者系中国化学品安全协会工程师)

应重视本质安全“配套”发展

■朱永和

笔者发现,多数企业为了更好地发展,愿意下大力气通过技改实现产能增加,但由于部分配套设备现场更换存在较大困难,导致这些设备满负荷运行,风险较高。

此外,在此次指导服务的企业中,笔者发现部分企业HAZOP分析流于形式,第三方机构出具的报告仅仅是为了应付检查,报告中低级错误较多,并未被公司专业人员有效利用。比如,复杂的变更流程仅仅有一页纸,而未在技术层面进行充分论证和安全风险分析。

综上所示,有机硅行业的本质安全水平并没有与行业发展的速度相匹配。笔者认为,可从以下几个方面加力。

新建项目方面,当设计院拿到工艺包后,应进行HAZOP分析,以指导详细设计。在设计施工图完成后还应由设计院或第三方机构对施工图重新进行HAZOP分析,检查施工图设计中是否还存在不可接受的高风险。两次HAZOP分析的目的不同,不能图省事归于一体。

扩产技改项目方面,技改设计必须进行全流程的过程模拟,确保不会因为流量增加导致系统内局部区域超压运行,还要保证原设计的安全泄放装置与现有工况相匹配;对框架进行结构荷载核算,保证技改后基础与结构可以承受新增加的动静荷载。

工艺设备变更方面,应明确界定重大变更与一般变更,并确认哪些变更必须经过详细设计,哪些重大变更必须经过HAZOP分析等。

此外,企业应根据运行情况及时进行停车检修,避免较长时间“带病运行”。

(作者系山东东岳有机硅材料股份有限公司高级工程师)

责任编辑:张长山