石油化工過程安全技術的研究進展

潘智慧，孫繼寶，孫明輝

(東營聯合石化有限責任公司，山東 東營 257000)

0 引言

石油化工過程以及化工生產所使用的原料基本上都是易燃易爆、有毒有害的物質，如果接觸會對人員健康造成嚴重的傷害，還會對環境造成嚴重的不可逆性的傷害，因此石油化工企業要不斷地深入研究石油化工過程安全技術，將技術的先進性以及安全性放在第一位，避免由于一點小事故而導致災難的發生。近些年來，石油化工安全事故時有發生，對事故企業員工及附近居民的身體健康造成嚴重的傷害。所以，必須要不斷探究和改進石油化工過程安全技術問題，最終減少事故的發生概率，提高石油化工生產的安全系數[1]。

1 安全生產技術和預防事故技術進展

1.1 石油化工過程故障監測以及診斷技術

生產過程的故障監測以及診斷技術是石油化工安全生產的保證，是在生產過程中保證員工的生命安全的一種十分必要的手段，它能夠實時地對生產的過程進行監控，及時地發現故障，并且采取一定的拯救措施，使生產能夠順利地進行，保證員工的生命安全。石油化工過程中故障監測以及診斷技術有三種，第一種方法是定量模型法，就是根據定量模型對故障的診斷方法。對在研究中所選取對象的信息與系統中所呈現的信息來進行比對，根據比對的結果來判斷生產過程是否有故障。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態響應模型。基本原理模型由于計算十分繁雜，難度很高，導致在使用過程中難以及時的進行檢測，效率不是很高，所以現在基本上被淘汰了，而動態響應模型相比較更為簡單，適用于大部分的石油化工過程，并且能夠不斷地發展更新，所以現在石油化工過程中最常用的模型就是動態響應模型[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學模型來進行比對的，而是根據數據的物理模型的表現以及具體的故障分析，通過各種數據信息進行比對。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程中，系統中多處同時出現故障的檢測。因此，這種定性模型法就是按照一定的邏輯關系，來通過一層一層的分析，來對產生故障的原因進行檢測的一種方法。第三種方法就是過程歷史法，這種方法可以與以上兩種方法的相配合，使檢測更加精準。定量和定性模型法，由于各種原因，導致檢測可能失去一定的真實性，導致無法檢測出產生故障的原因，因此，在進行故障檢測中，一定要綜合運用各種檢測方法，使檢測更加的真實有效，保障員工的安全。

1.2 石油化工過程重要設備的運行風險評估技術

要確保石油化工的安全生產，就要選用合適的風險評估技術，做好重要設備的運行進行風險評估，從而確保石油化工過程中重要設備的安全運行，只有這樣才能保障員工安全生產。并且要定時對專業設備進行安全檢查與維護，保證重要設備的平穩運行，使得生產過程能夠不被中央設備的損害而打斷。

1.3 化工過程柔性設計

石油化工的生產過程十分復雜，經常會受到各種參數的影響，例如進料質量、環境溫度、進料量和設備效率等不確定性參數的影響，而且這些參數并不是一成不變，它會隨著時間的變化而變化。因此，在這種化工過程中必須要有一定的柔性，就是在過程系統中不僅僅能夠在正常進料狀況下平穩運行，還要能夠在不確定性參數影響下仍保持正常運行。美國工程院院士Grossman等提出柔性指數的概念，來度量化工過程系統可操作區域的范圍，他提出了一個實驗：通過化工系統進行柔性分析，通過將柔性分析問題轉化為數據等對柔性分析進行處理，而在化工過程系統設計階段的研究成果也成功地解決了以下兩個問題。第一，給定設計變量，然后探討不確定參數的變化范圍是否在化工柔性系統可以正常運行的范圍之內，這可以稱作可行性的柔性檢驗問題[3]。第二，在給定設計變量的條件下，確定這個系統在不確定參數的最大范圍內是否可以正常的檢驗。并且其他的專家也通過各種方式提出了將柔性分析應用于石油化工過程中，從而節省了石油化工企業的系統成本，并且對于一些柔性沒有達到標準的系統，提出了一些靈敏度分析的方法，解決了柔性不夠高的問題。石油化工運行過程有著調節變量的作用，在運行的過程中，由于不確定性有存在，總會帶來一些不確定參數的影響，從而影響系統的柔性在一定范圍內波動。因此，通過研究表明，本文將柔性的理論與可控性的理論相結合，并且應用于石油化工過程中，從而讓系統具有了良好的柔性，并且有了較高的精準度。也可以通過正交配置的方法，來通過動態系統等微分方程進行描述，最終找到石油化工過程中動態系統的柔性分析方法。化工過程柔性設計既可以保障系統能夠不受其他環境參數的影響，使得檢測過程更加的精準，保證石油化工過程的安全性。

1.4 石油化工過程的本質安全技術

石油化工過程中的本質安全技術是在石油化工設計中，通過對化工裝置的危險性進行評估，使之能夠代替化工過程中的安全裝置的一項安全技術。一些學者認為，化工過程最主要的安全保證是本質安全設計，就是在設計的過程中對危險系數進行評估，減少相應的危害[4]。石油化工過程安全問題逃脫不了環境的問題，只有對化工過程的研究中，將環保與本質安全代入到化工過程的設計之中，從而通過總結石油化工過程中的安全經驗，找出更加符合可持續化以及安全綠色的化工生產方法。一些化工過程的系統中，由于本質安全設計難度十分高，并且耗費十分多的資源，造成了十分嚴重的資源浪費的現象。因此，近些年來本質安全的設計不斷改進，從而使得本質安全設計更加的成熟化，也適合普遍的應用于化工過程中，使得化工過程更加符合使用化工過程中的安全技術。許多的研究學者所認為的本質安全的設計的看法都不一致，因此，我們通過找出一些符合實際的安全技術來應用到化工過程中，使得化工過程本質安全得到保證，并且通過對各種石油化工過程的安全技術的問題進行詳細的研究和探討，找出了一些石油化工過程本質安全影響最大的因素，保證了人民的健康以及環境的安全，節省了大量的資源。

2 石油化工過程安全生產關鍵技術展望

石油化工過程安全技術已經取得了十分大的進步，尤其是在現在資源緊缺的情況下，石油化工技術安全生產的標準也越來越嚴格，因此，結合目前的我國石油化工過程安全生產技術的現狀，安全生產關鍵技術的發展趨勢有著以下幾種情況[5]。

2.1 過程監測與故障診斷

過程監測與故障診斷技術是將之前簡單的檢測診斷向全面、精密的檢測診斷方向進行改進。隨著安全技術的不斷地發展，未來的檢測診斷技術會通過設備的數據信息來對故障發生的原因以及性質來進行準確的判斷，并且通過一定的措施來對故障進行解決，提供解決問題的方法。診斷技術開始變得越來越具有高靈活性和高智能化。故障預警方法的研究成果可以應用于石油化工過程中，它可以及時地檢測到一些緩變型故障，并且會對這種故障進行提前預警。此外，對過往的歷史數據的整理和綜合是非常重要的，可以將數據產生的規律理論轉化為生產力，通過積累的數據來解決專家系統知識獲取難的問題，這樣可以將這些數據更好地應用到過程監測與故障診斷中。

2.2 本質安全與柔性分析相結合的化工過程設計

在設計石油化工過程裝置時，必須要考慮到系統的柔性問題，將本質安全與柔性分析相結合，對生產過程中產生的波動有著足夠的了解。通過系統的本質安全性和柔性分析理論結合，以此來對石油化工過程設計進行指導，這樣才能提高石油化工過程的安全性[6]。

3 結語

文章通過對石油化工過程安全技術的研究進行探討，對于使用化工過程中安全生產技術和預防事故技術的進展進行了一定的研究，并對未來的石油化工過程安全生產關鍵技術進行展望，我國的石油化工安全技術已經取得了十分巨大的進步，要與國外先進的生產技術相結合并使之國產化，促進我國的安全技術的發展。通過應用石油化工過程中的本質安全技術以及化工過程柔性設計，以此來預防各種安全事故的發生，從而全方位的保障石油化工過程安全。同時要培養更多從事安全技術研究的專業型人才，從而促進我國的石油化工的安全生產。