如何理解本质更安全
伴随着《化工过程安全管理导则》2022版的发布以及应急管部门的大力推进，越来越多的化工企业开始关注并建立化工过程安全管理体系。相对于上个版本的12个要素，2022版化工过程安全管理涉及20个要素，新增部分要素，其中本质更安全就是其中之一。
对于本质更安全，该如何理解并运用，企业目前有很多疑问，在同企业管理人员交流过程中，很多人一直在问“为什么要建立本质更安全的管理制度”？目的何在？
一、本质更安全发展历程
本质更安全是一个古老理念的现代术语，这个理念可以追溯到很久以前。例如古人会尽可能的选择在河边高地建造村庄，而不是用堤坝和围墙防洪，这就是最早的本质安全设计理念。
1974年英国的Flixborough爆炸事故是过程安全和本质安全方面的里程碑事件，该事件造成28人死亡。受这一悲剧事件启发，当时担任英国帝国化学安全顾问的Trevor Kletz博士做了《你没有的东西不会泄露（“What You Don’t Have, Can’t Leak”）》的演讲。该演讲首次对化工工艺和装置的本质安全理念做了简明扼要的讨论。
1978年以来，伴随着几起重大行业事故（墨西哥城爆炸事故、印度博帕尔事故等）的发生，人们对化学工艺和装置本质安全愈发关注。
二、本质更安全的含义
首先需要说明的是本质更安全与本质安全二者只是名称不同，实际含义是一致的，没有区别。本质更安全是一种通过消除或减小危害而不是管理或控制危害从而降低风险的设计理念，适用于企业生产的全生命周期，是一个不断迭代完善的过程。一个系统如果具备“系统出现了问题（人的不安全行为&物的不安全状态）后仍具有较低危险性”的特性，则可认为其具有“本质更安全”的属性。
本质更安全的应用包括更广泛的共同特征：
✦ 它是一个理念一一本质安全代表一系列的概念而不是一套具体的方法。它包括本质安全(IS)、本质安全技术(IST)和本质安全设计(ISD)。
✦ 它应用于工艺的全生命周期一一本质安全应用于工艺的全生命周期，而非只在设计阶段考虑。
✦ 它专注于减少危害以降低风险一一本质安全谋求从源头上规避危害而非试图控制危害。如果不能完全规避，则尽可能降低风险可能性和严重度。
✦ 它倾向于一劳永逸地减少危害而不是增加保护层一一运用本质安全方法规避或减少风险是工艺本身的需求，即它们是永恒的不可分割的。
✦ 它不搞一刀切，需要具体问题具体分析一一比如适用于某种物料、操作条件、位置和其他因素的过程本质安全解决方案可能对其他过程风险降低作用不大，或者不适用。
✦ 应用时应通盘考虑本质安全决策一一采用本质上更安全解决方案的决策过程必须考虑工艺的全生命周期、所有的危害风险、风险从一个受影响的人群转移到另一个受影响的人群的可能性以及该方案的技术和经济适用性。
✦ 它能减少危害但不一定减少所有风险一一大多数情况下，不应将本质安全工艺过程视为“本质上安全”或“绝对安全”。运用本质安全理念会降低过程风险(本质更安全)，但不会消除所有风险。
本质安全理念无论是在降低潜在事故频次还是后果方面都有利于强化整体风险管理方案。
三、本质安全策略
在《化工过程安全管理导则》2022版中提出了实现本质更安全的四种策略，分别是最小化、替代、缓和、简化。
1.最小化
最小化策略是指减少生产过程或生产装置的物料、能量或能量密度。常见的包括以下四种情形：
1）通过工艺优化减少危险有害物料的在线量;
2）通过提升生产运行管理,降低危险物料的中间库存;
3）通过优化供应商管理,降低危险原辅材料的库存;
4）通过加强销售管理,降低产品库存。
以反应器为例，由于化工过程大部分风险来自反应器，因此对反应器应用最小化策略可以有效降低风险后果。
旋转盘式反应器是一种相对较新的反应器设计发展成果。该反应器在做离心运动的加速度场中发生反应。加速运动的流体极大地强化了传质和传热过程，从而在相同的反应速率下所需要的反应体积更小。
另一种比较常见的反应器如微反应器是技术发展的另一个方向，设备小型化可以使混合和传热过程的传质和传热速率更高，当反应器微通道尺寸降低到微米级别时，反应器内比表面积和物料相的界面面积显著增加，传热和传质的效率比传统反应器提升1~2个数量级，显著降低了危险工艺过程的火灾、爆炸风险，极大地提高了过程的安全性。
图1 微通道反应器
2.替代
替代策略是指采用可以消除或减少危害的替代品取代危险物料或工艺。
在我们日常生活中比较常见的如很多涂装企业开始使用水性漆代替油性漆，安全系数大大提升，同时更加环保。再比如为了安全起见，好多地区要求使用更加安全的氟利昂作为制冷剂代替氨制冷剂。 还有一个例子，如丙烯腈可以通过乙炔与剧毒的氢氰酸反应来生产，也可以使用新的氨氧化工艺生产，氨氧化工艺使用的丙烯和氨相对于乙炔和氢氰酸，危害降低不少。
图2 氨氧化工艺代替传统丙烯腈生产工艺
3.缓和
缓和策略是指在更低危害或能量的条件下使用物料，或设计工厂时采取措施以减轻危害引发的事故影响。缓和可以物理实现（如采用较低温度或稀释），也可以化学实现（较温和的操作条件）。
比如，某装置的蒸汽主要用于管线伴热以及成品物料熟化，最高需求温度约120℃。优化前，使用S5蒸汽（0.5MPaG 160℃），温度压力均较高，发生泄漏时危险性较大。优化后，将蒸汽由S5调整为S2（ 0.2MPaG 135℃ ），危险性大大降低。
4.简化
简化策略是指减少不必要的复杂设计或操作，从而降低或消除化工风险。常见的简化应用如下：
1）简化工艺流程，减少操作和维护；
2）减少对人机交互的依赖；
3）减少化学品的种类和数量；
4）更少的操作步骤。
一个有效的简化技术是将两个或多个功能相近的容器或设备合并成一个，消除多余的容器或设备。例如，有些情况下反应器气相管线不必单独设置冷凝器，气相管线不加保温就可以实现与冷凝器一样的效果。再比如，之前很多使用液氯的企业使用液氯钢瓶，由于使用量大，现场存储了很多钢瓶，而且钢瓶汽化及装卸时需要操作人员使用行车吊运，存在很大的风险，为了简化操作流程现在改造为液氯储罐，液氯卸车及汽化基本实现自动化，减少了人员参与，降低了风险。
四、本质更安全认知
本质更安全提升工作并非仅是设计人员的事情，需要全员参与：
1）本质更安全理念既可适用于宏观的工艺路线设计，也可适用于具体的操作步骤设计，每个人能在自己的岗位发现本质更安全提升机会；
2）在执行作业安全分析JSA时和操作维护时，加强消除风险的观念，而不仅仅是降低风险等；
3）培训全体员工了解什么是本质更安全，帮助员工构建正确的本质更安全理念可以使得本质安全提升事半功倍。
经过多年的发展，本质安全被越来越重视。甚至在某些国家已提出将本质安全作为化学品安全法规的主要要求。目前，本质更安全已被写进《化工过程安全管理导则》，相信不久的将来，本质安全策略将提高化工行业的整体安全性，真正实现“本质更安全”。
