序
「本質較安全設計」是一種製程安全的設計理念,它主張設計者以「去除或減少製程中的危害,以提升製程本質的安全程度」。這種設計理念與傳統的理完全不同。傳統的理念是從不探討現有製程中是否有危害存在,只是應用工程與行政管理手段由外部控制或降低系統中的風險。換句話說,傳統的作法是增加外在的安全設施,並沒有提升系統本質上的安全程度。
二次世界大戰後,石油與塑化產品需求量大增,為了降低成本,不僅規模愈來愈大,高溫高壓製程與危害性物質使用量日益增加,外在安全與控制設施亦成比例成長。由於複雜度高,化工製程的安全操作日趨困難。任何操作上或設備的失誤皆可能造成可怕的災難。
1974年,英國傅立克斯堡(Flixborough, UK)人纖原料工廠爆炸事件發生後,震驚整個化工界,傳統的理念開始受到挑戰。工業界發現增加外在安全防護設施,僅能防止災害的擴散,卻無法去除危害。只有改善製程,去除危害因子,才可真正降低風險。
1978年,英國卜內門化學公司(Imperial Chemical Industries, ICI)的資深安全顧問克萊茲(Trevor A. Kletz)首先提出「以消除或降低危害,而不是以控制危害為原則」的設計理念。1990年,他又發表本質較安全的設計概念與策略。此後,本質較安全設計的理念開始在化工界發酵。1996年,美國化學工程師學會將相關工業案例彙總於《本質較安全化學製程:生命週期的途徑》(Inherently Safer Chemical Processes: A Life Cycle Approach)書中。2009年,美國化學工程師學會又將後續所發展相關發展彙總於第二版中。目前,「本質較安全設計」理念不僅普遍為製程設計工程師所接受,而且被奉為創新製程設計的圭臬。
自從103年12月我國勞動部訂定「製程安全評估定期實施辦法」後,從事石油產品的裂解反應,以製造石化基本原料或製造、處置或使用危險物及有害物的工作場所,皆必須實施製程安全評估。然而,絕大多數業者仍拘泥於傳統思維,發現危害後,僅消極地從外部增加安全設施,並未積極地去除危害,因此無法提升本質安全。
由歐美先進國家的經驗可知,實施製程安全評估只是邁向製程安全管理的第一步。雖然可以發現製程中的危害,但是仍須持續地去除危害,才能降低風險。製程安全評估有如健康檢查,如果僅執行健檢與吃藥打針,但不強化體質,僅能治標,卻無法長期維持健康。因此,必須強化製程本質,才能有效降低風險。
有鑑於此,筆者乃蒐集歐、美、日本等先進國家期刊中相關資訊與跨國公司的案例,撰寫本書,除了介紹本質較安全設計的基本理念外,並強調實際案例的應用。
本書分為基本概念、強化、取代、調節、簡化等五個主要部分,彙總於十個章節中。第一章與第二章分別介紹本質安全的基本觀念與設計策略,期以提供讀者一個基本架構。第三章至第七章則討論觸媒、單元設備、替代能源、反應器與製程單元整合相關的強化設計。取代、調節、簡化等相關設計則列入第八、九、十章中。
本書文字淺顯易懂,除了介紹基本觀念外,多輔以實例,盡量避免理論的探討與數學公式的演繹;因此舉凡大學工程相關科系畢業生皆可理解。本書除了可提供從業工程師參考外,並可作為研究所教科書。
筆者才疏學淺,雖廣泛蒐集資訊,但個人能力與資源有限,難以考量周全。未盡善美之處,不勝枚舉,尚祈學者專家指正。
本書承揚智文化事業有限公司葉忠賢先生鼎力支持,閻富萍小姐負責編輯與出版事宜,得以順利出版,謹在此向他們表示最大的謝意。
本書出版之時,適逢中央研究院院士葉玄博士(美國賓州大學前講座教授、工學院院長、工研院能源研究所創所所長)百年壽誕。葉先生望重士林,為連續體力學與磁流體動力學等領域的世界級大師,桃李滿天下。筆者當年曾蒙? 先生提拔,有幸追隨左右,推動能源研究與發展。謹將本書獻給他老人家,以感激他知遇與教誨之恩。
張一岑
民國105年9月