第7卷第7期2011年7月中国安全生产科学技术Journal of Safety Science and Technology Vol．7No．7July 2011
文章编号：1673－193X （2011）－07－0192－07
国外化工企业工艺安全技术管理概述
吴济民
（平顶山工业职业技术学院，平顶山467001）
摘
要：国外化工企业工艺安全技术管理范畴主要包括PHA 、MOC 、RA /RM 、事故调查、其他工艺
安全管理工具等。本文主要介绍了国外化工企业常规工艺安全技术管理MOC —
——变更管理的概念、流程，临时MOC 、MSR 、PSSR 等概念及流程。PHA ———工艺危险性分析是国外化工企业工艺安全技术管理核心，主要应用于大型或复杂项目，重点详述了工艺危险性分析的流程、步骤以及四种常用的危险识别方法———HAZOP 、SCA 、What-If 、FEMA 的概念、主要步骤、分
析过程及主要优点。一旦工艺危险被分析识别后，阐述了如何运用风险评估和风险管理（RA /RM ）步骤、后果等级、频率评价、风险等级矩阵和风险降低的主要方法，如何采用故障树FTA 和事件树ETA 两种不同的方法测算各种事件或故障发生的概率以及事故的后果等级，最后介绍了故障树FTA 和事件树ETA 的主要步骤和方法。
关键词：工艺安全技术管理；变更管理；PHA ；HAZOP ；RA /RM 中图分类号：X937
文献标识码：A
Summarization of process safety management of foreign chemical enterprises
WU Ji-min
（Pingdingshan Industrial College of Technology ，Pingdingshan 467001，China ）
Abstract ：The contents of process safety management in foreign chemical enterprises include PHA ，MOC ，RA /RM ，incident investigation ，other PSM tools ，etc．In this paper the concept and process of management of change which is general process safety management in foreign chemical enterprises were introduced．The concepts and processes of temporary MOC and MSR and PSSR were also summarized．PHA is the core process safety management in foreign chemical enterprises ，
which is often applied in the great projects or complex projects．The core process safety man-agement was expanded which is the process and step of process hazards analysis．As well as ，the concept ，steps ，a-nalysis process and main advantages of the four common hazard identification ways ———HAZOP 、SCA 、What-If 、FE-MA were ntroduced．Once the hazards were identified ，it was elaborated that how to use the ways ，consequence grade ，frequency evaluation and the lower risk ways of risk assessment and risk management ，and the main proces-ses and ways of how to use Fault Tree and Event Tree to evaluate the probability and frequency which caused from different event and failure．Finally ，it introduced the concept ，steps ，ways ，etc．Key words ：process safety management ；management of change ；PHA ；HAZOP ；RA /RM
收稿日期：2010-12-30作者简介：吴济民，高级工程师。
随着中国加入WTO 、国外知名化工企业在国内
大量新建扩建化工装置，巴斯夫、陶氏、拜耳、杜邦、罗
地亚、阿克苏诺贝尔、BP 等纷纷在中国投资建厂，利用中国丰富的原料资源、人力资源和广阔的市场为其
发展增添动力。这些企业不仅带来了GDP 、就业机会
的增长，而且带来了先进的工艺、技术和管理；尽管受到知识产权、技术保密等限制，许多先进的专利工艺技术无法直接使用，但是其先进的工艺管理技术、工艺安全管理技术却值得学习和借鉴，不过系统的介绍和论述这方面技术的文章却少见报道［1-3］。
国外化工企业工艺安全技术管理范畴主要包括PHA、MOC、RA/RM、事故调查、其他工艺安全管理工具等。一般根据项目的大小或者项目复杂程度执行不同的工艺安全管理程序，例如小于5万美元的项目主要执行MOC流程，相关人员采用标准MOC 安全检查表评估、审核及管理变更项目；大于5万美元的项目必须执行PHA及RA/RM流程，全面识别和分析项目中的工艺安全危险，并且对这些危险进行评估和管理，PHA及RA/RM流程结束并被批准后，所有变更项目在装置实施、投用前也要执行MOC流程。
本文主要介绍国外化工企业常规工艺安全技术管理———MOC，重点详述核心工艺安全技术：工艺危险性分析（PHA）、风险管理和风险评估（RA/ RM）的流程和方法，希望能够给国内化工企业工艺安全技术管理工作提供相关的借鉴和启迪。
1MOC———变更管理
1.1MOC的概念、适用范围
MOC———变更管理是Management of Change的缩写，任何对工艺中的化学物质、工艺技术、设备和操作规程提出的更改超出了原有文件记录的安全操作范围，都需要做MOC流程（类似国内小型技改项目流程）。MOC流程主要适用于以下方面：
任何标准操作程序、操作手册、SIS手册或其它工艺安全信息的更改造成的工艺变更；
任何对操作程序或工艺控制的更改，改变了控制功能描述、标准操作程序、操作手册、SIS手册或者其它工艺安全信息中的安全操作界限；
任何对设备/材料的增加、去除，或者导致了工艺安全信息的更改；
对工艺化学品、催化剂、溶剂、原料或工艺流程的更改导致了工艺安全信息的更改。
1.2MOC的提出及简要流程
MOC由工艺工程师、生产工程师、设备工程师或轮班工程师提出，并组织必须有生产部门人员参加的会议，由所有参加人员审核、通过MOC检查表、最终签字确认。一个简化的MOC流程如图1所示
。
图1简化的MOC流程图
1.3临时MOC
有时需要一些临时的工艺、设备、材质的变更，这些变更必须在规定的时间限制内撤销，则需要执行临时MOC流程。临时MOC流程与普通MOC流程相同，但有一些特殊的规定和要求。
临时MOC不能超过一年，如果超过半年需要延长，则必须重新组织开会审核。延长期限必须在变更文件限制日期之前完成，否则该MOC无效，临时变更必须被移除。
在一个临时MOC已经投用后，如果其使用需要超过一年时间，则必须重新审核批准其变成永久MOC。
临时MOC实施需要等到大修或长周期才能交出的设备，保留临时MOC时间可以超过一年，但需要6个月重签一次。
1.4MSR（MOC Safety and Health Review）
所有的MOC都需要安全和健康审查———MSR，该审查由核心小组负责完成，小组成员由装置负责人、操作专家、EHS工程师、工艺专家等组成。小组根据需要可以使用所有外部和内部专家资源来评估MOC可能带来的对健康和安全的影响，并且分派需要的实施项目和具体负责人。核心小组每周或定期召开会议，讨论装置所有需要审核的MOC，所有的安全和健康的审核文件都被附到MOC中，其中包括MSR检查表。
1.5PSSR（Pre-Startup Safety Review）
开车前安全审核—PSSR。每一个MOC在投用前都需要执行PSSR流程，而且该PSSR必须在开车
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前完成，PSSR仍由核心小组负责完成。具体审核内容如下：
确认施工、设备与设计规格一致；
确认安全、操作、维修和应急程序到位并充足；
确保每一位操作装置的员工对MOC的培训已完成；
对于新装置，确认工艺危险性分析———PHA已执行并且所有建议在开车前已解决或实施；变更后的装置符合所有MOC规定的要求。
核心小组需要决定PSSR检查所需表格：如果是小型变更、小于5万美元的项目，只需要完成MOC检查清单中的PSSR简短表格；如果变更属于正式项目、且超过5万美元，则需要执行PSSR长表格（详细审核表）进行开车前审核，直到所有PSSR 中必须的条目全部满足要求才可以启动开车程序，该PSSR表格将成为项目永久文件并存档。
2PHA
Process Hazards Analysis———工艺危险性分析的缩写，也有称预先危险性分析（Preliminary Hazard A-nalysis）的缩写。主要由工艺安全专家或工艺安全管理团队在新建、改建、扩建化工装置或复杂化工项目的设计阶段，通过分析出系统中的主要危险因素，对这些危险进行评估，并要求安全工程师控制管理这些危险，从而达到可接受的安全状态［4-6］。
化工装置的PHA一般在运行5年左右需要重做一遍或重新审核回顾原来的PHA。
2.1执行PHA的主要流程和步骤
2.1.1首先需要组建PHA核心团队并详细分工
核心团队包括生产负责人、技术负责人、项目负责人、工艺安全相关人员（包括安全负责人、协调人、安全核心组成员等），最后在以上人员中推选出PHA团队负责人。
2.1.2PSI审核
PSI（Process Safety Information）———工艺安全信息主要包括化学物料的毒性、物理性质、反应性、腐蚀性、稳定性等基本安全信息；工艺流程图，化学品，最大存储量，温度、压力、流量的安全上限和下限，工艺偏离的后果等工艺相关信息；施工材质、电气等级、泄压系统设计基础、通风系统设计、物料和能量平衡、设计标准、安全系统等装备相关安全信息。2.1.3危险识别和危险分析
危险识别研究是PHA的关键和核心，采用合适的方法研究化工生产流程以揭露工艺安全危险。危险识别方法主要包括危险与可操作性研究（Hazard and Operability Studies———HAZOPs）、故障假设分析法（What-If Analysis）、安全检查表法（Safety Check-list Analysis—SCA）和故障类型和影响分析法（Fail-ure Mode and Effect Analysis———FMEA）。
危险识别完成后，随后采用风险管理和风险评估流程（Risk Assessment and Risk Management———RA/RM）评估核算这些被识别出的工艺危险因素。基于评估结果，这些工艺危险将被恰当的控制管理。
2.1.4装置选址和人因分析
装置选址主要处理危险化学品场所同相关人员关系的问题，关注室内及室外操作人员相关安全因素的对比分析。人因分析主要涉及两方面内容：人为失误造成的工艺安全事故；结合面设计不当导致较高人为失误的可能性。结合面包括人与人、人与机器设备的结合，主要关注交接班程序、控制键盘布局、DCS画面设计、装置布局等设计不当而造成可预见性的人为混淆和失误。
2.1.5工艺安全事故的回顾
收集、汇编原同类化工装置已经发生的或者未遂的工艺安全事故，回顾事故详细信息，分析事故原因，分析事故发生的“根本”原因是否合理，以及从“根本”原因引出的推荐建议。
2.1.6RAGAGEP的审核
Recognized And Generally Accepted Good Engi-neering Practices是公认的良好工程惯例和标准的缩写，审核的目的主要核对是否有新的标准、原标准是否适合新建装置当地的规定和标准，原标准是否有变更等，最后记录核对过程、列出所有最新适用标准、列出所有标准的检查表。
2.1.7PHA报告
最终PHA报告的撰写包括所有详细PHA的信息、过程、分析结果以及PHA团队专家的相关推荐建议等。PHA报告需要经过撰写、PHA团队审核、发布、PHA涉及人员的审核、建档以及最终的培训等全部流程。
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2.2PHA常用的危险识别方法
PHA最常用的危险识别方法中HAZOP是公认最有效的危险识别方法，适用于设计阶段和现有生产装置的评价，几种方法中HAZOP需要最长的时间才能完成，一般常用于大型装置或包含高危险性化学品的复杂系统。What-If一般应用于小型装置或简单系统的危险识别分析，相对较为灵活，适用范围较广，它可以用于工程、系统的任何阶段。FMEA 常用于设备、关键仪表、阀门等故障情形的分析，但不适用于人因与流程相互影响的分析，一般需要同时结合其它方法共同使用。SCA是系统安全工程的一种最基础、最简便、广泛应用的系统危险性评价方法，有时甚至可以发现HAZOP遗漏的问题。
2.2.1HAZOP
HAZOP研究的基本过程是由分析小组以关键词为引导，寻系统中工艺过程或状态的偏差，然后再进一步分析造成该变化的原因、可能的后果，并有针对的提出必要的预防对策措施［7-10］。
HAZOP主要有7个引导词：NO（没有），MORE （过量），LESS（减少），AS WELL AS（伴随），PART （部分），REVERSE（相逆），OTHER THAN（完全替换）。引导词用于两类工艺参数，一类是概念性工艺参数如反应、混合、添加、分离；另一类是具体的工艺参数：温度、压力、流量、液位。当概念性的工艺参数与引导词组合偏差时常常会发生歧义，分析人员有必要对一些引导词进行修改。
HAZOP的主要步骤：
成立分析小组，包括操作、技术、工艺控制、设计和工艺安全等各方面人员，一般为4－8人组成，并指定负责人；
收集工艺资料，包括工艺参数、工艺说明、环境因素、操作规程、管理制度等，尤其是带控制点的工艺流程图；
划分评价单元：将待分析的装置或工艺系统划分成若干单元，一般可按连续生产工艺过程以最小单元流程为主、间歇生产工艺过程以设备为主的原则进行单元划分；
定义关键词，按照HAZOP中给出的关键词逐一分析各单元可能出现的工艺偏差；
分析产生偏差的原因及其后果；
制定相应的对策措施。
HAZOP的优点是简便易行，由背景各异的专家在一起工作，在创造性、系统性和风格上互相影响和启发，能够发现和鉴别更多的问题，汇集了集体的智慧，这要比他们单独工作时更为有效。缺点是分析结果受分析评价人员主观因素的影响，因此专家小组成员需要尽可能多的经验和装置熟悉度。
2.2.2SCA
SCA是依据相关的标准、规范，对化工装置、系统中已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查；为了避免检查项目遗漏，事先把检查对象分割成若干系统，以提问或打分的形式，将检查项目列表，这种表就称为安全检查表。
目前，安全检查表已经在我国广泛用于查系统中各种潜在的事故隐患，对各安全检查项目给予量化，用于进行系统安全评价。
要编制一个符合客观实际、能全面识别、分析系统危险性的安全检查表，首先要组建一个编制小组，其成员应包括熟悉系统各方面的专业人员。其主要步骤有：熟悉系统；搜集资料；划分单元；编制检查表；编制审核表等。
安全检查表具有检查项目系统、完整，起到安全教育的作用，使检查人员对系统的认识更深刻，更便于发现危险因素，应用范围广等特点。但是须事先编制大量的检查表，工作量大且安全检查表的质量受编制人员的知识水平和经验影响。
2.2.3What-if
What-if分析法要求人员应对工艺熟悉，通过提出一系列“如果……怎么办？”的问题，来发现可能和潜在的事故隐患从而对系统进行彻底检查的一种方法。主要应用于检查设计、安装、技改或操作过程中可能产生的偏差。
What-if评价结果一般以表格的形式显示，主要内容包括：提出的问题，回答可能的后果，降低或消除危险性的安全措施。
What-if分析法由三个步骤组成：
分析准备———人员准备、确定分析目标、资料准备；
完成分析———了解情况，准备故障假设问题；向现场操作人员提问，然后对所分析的过程提出有关安全方面的问题；按照准备好的问题，从工艺进料开
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始，一直进行到成品产出为止，逐一提出如果发生那种情况，操作人员应该怎么办？分别得出正确答案和结果；
编制结果文件。
What-if分析法鼓励思考潜在的事故和后果，弥补了基于经验的安全检查表编制时经验的不足，相反，检查表可以把What-if分析法更系统化。因此出现了安全检查表分析与What-if分析法在一起使用的分析方法，以便发挥各自的优点，互相取长补短。
2.2.4FEMA
故障类型和影响分析———FEMA主要评估的是对设备可能发生故障或不恰当的操作造成的影响和后果进行分析的方法。这些故障描述为改进系统设计提供了基础分析的依据。FEMA流程中，一般只对设备发生的故障或设备不正常的操作造成的影响进行分析，而对系统正常操作可能发生的系统损害和人身伤害很少研究。
FEMA主要包括三个步骤：
界定研究课题———确定恰当的研究解决水平，定义分析的边界条件；
执行审核———FEMA应采用系统性的、深思熟虑的方式以减少可能的遗漏从而确保FEMA的完成。一种有效的审核方式就是建立统一的表格记录FEMA结果，表格内容包括：设备界定、设备描述（型号、结构、材质及其它可能引起故障的特性）、故障类型（列出所有设备描述部分对应的故障类型）
、影响和后果、对应的安全设施、建议的纠正措施等；
编制结果文件。
FMEA用于设备、关键仪表、阀门等故障情形的分析非常有效，但在研究人因与流程相互影响的情形时不适用，因此如果采用FMEA方法，需要同时结合其它分析方法以弥补FMEA的不足。
3RA/RM
Risk Assessment/Risk Management———风险评估/风险管理的缩写，过程相对复杂，主要由风险评估团队及核心顾问专家完成。一旦工艺危险事件被识别出，则通过RA/RM流程评估事件中的个体、环境和流程中面临的风险，以及采用恰当的和有效的方式管理这些风险的过程。RA/RM是PHA的一个组成部分，PHA是可靠的工艺安全管理流程的基础，RA/RM可以有效的提高PHA的效率和效果。
3.1RA/RM过程概述
3.1.1RA/RM简要步骤
RA/RM是融入PHA过程之中的，主要步骤包括：识别确认危险；假定导致出现危险的事件情景；假定事故概率因子为1.0，确定后果等级；确定事件后果频率等级；评估计算事件的风险指数；反馈风险指
数，以利于降低风险；评估反馈行动的效果和重新评估计算风险指数；确定最终的风险指数可被接受。
3.1.2后果等级
一般来说，物料或能量的泄放最终都会使人员、环境或工艺受到影响，产生一定后果等级的损害。表1给出了所有后果等级及对应的标准。等级1－2一般不需要回应，等级3－5则需要采取措施降低后果等级。
3.1.3频率评价
用于计算出需求、故障及影响之间不同组合的频率级。一般使用故障树来估算出一次泄放或者适当分组的几次泄放的可能发生频率。建立故障树，工作组对所有保护系统性能或引起的反馈进行评价。工作组必须评价计算出所有保护系统出现故障的频率，再使用事件树来校核可能导致后果的种类，并识别出这当中哪些后果能导致的最高风险等级。
3.1.4风险等级矩阵
超详细的学开车步骤主要用于确定风险指数的分类等级，风险指数综合了后果等级和频率等级后确定。开始只用于PHA，后来也用于事故调查、MSR以及其它的风险研究，但需要注意适用性。
3.1.5风险等级确认、沟通和反馈
正确执行RA/RM的关键是评定初始风险列表，对此风险正确反馈，并重估风险。如果小组评定、怀疑事件风险严重，需进一步评估以判断此分级是否正确。一旦风险评估完毕，小组需要反馈行动与CRP、工艺安全负责人、操作负责人等沟通以采取重估、措施、对策等进一步行动来降低风险。
3.1.6风险降低的方法
如果反馈行动需要降低风险，通过“集思广益”环节，可以获得使风险降低到可以接受程度的办法：消除危险因素；降低事件的后果；降低事件发生的次数；降低人员同暴漏危化品接触的机会。假定要执
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