石油化工企業(yè)生產中所處理的物料其性質千差萬別，絕大部分物料都存在易燃易爆、有毒有害、腐蝕性強，或自聚或分解等危險特性，工藝生產流程也各不相同，十分復雜。許多工藝品種涉及到氧化、聚合、電解、取代等反應過程，而這些反應過程常伴隨著高溫、高壓的反應環(huán)境。這些工藝過程一旦出現(xiàn)反應原料比例失控、撤熱不當、操作失誤。
就可能導致飛溫、爆聚，進而導致爆炸等危險的發(fā)生，從而造成安全事故。其影響范圍大、傷亡人數(shù)多，還會帶來環(huán)境污染和社會穩(wěn)定等問題。在石油化工生產裝置中，保持安全運行已經成為貫徹裝置全生命周期的必然追求。在流程工業(yè)中保障安全常用的措施有增加安全設備、增加操作人員及巡檢頻率等。
此類措施雖然在一定條件下有利于降低風險，但是增加安全設備必然會導致流程變得復雜和對安全系統(tǒng)要求的提高;增加操作人員及巡檢頻率將加大操作人員的工作強度及心理壓力，這與企業(yè)追求利潤的基本目標相悖。由于無法避免自動控制檢測元件的失效性和人為的操作失誤，潛在的風險會一直伴隨著生產裝置的運行而存在。
為了降低過程風險，對過程進行本質安全設計顯得尤為緊迫。2本質安全的設計原則自20世紀50年代本質安全理論誕生以來，大致經歷了經驗、制度和預控3個階段。預控即本質安全階段，是安全管理的階段，其基本的原理是運用風險管理技術，采用技術和管理綜合措施，以預測潛在風險源來控制事故，從而實現(xiàn)一切意外和風險均可控的目標。
本質安全設計是實現(xiàn)該目標的主要前提和保證。本質安全設計是從項目規(guī)劃、工藝開發(fā)、過程控制等源頭消除或降低危險、有害因素，從而實現(xiàn)安全生產的目的，因此，必須遵守以下設計原則。安全第預防為主的原則以人為本、安全是本質安全設計的目標。生產和安全相互依存，不可分割。離開生產活動。
安全就失去了意義，沒有安全保障，生產就不能順利進行。安全和生產的辯證關系要求石油化工裝置本質安全設計過程中必須執(zhí)行有效性服從安全性原則。有效性是裝置正常運行占總的百分比。任何裝置都不能排除出現(xiàn)故障的可能性，本質安全裝置也不例外，關鍵是在故障出現(xiàn)時，能否及時診斷、定位、排除和報警。
為了得到好的有效性，本質安全裝置必須具備容錯和診斷功能，以減少停車。為此，應在設計中采用分散和冗余技術。分散包括本質安全裝置各組成單元的結構分散、設備物理分散、控制系統(tǒng)信號采集點分散和網絡分散等。冗余包括裝置結構化及其數(shù)量冗余、控制系統(tǒng)冗余、通信模件冗余、連接介質冗余和電源冗余等。
容錯是提高裝置有效性的重要手段。容錯是指裝置在出現(xiàn)故障時仍能繼續(xù)工作，同時又能查出故障的能力。容錯包括3種功能：故障檢測、故障鑒別、故障隔離。冗余、容錯、重化結構裝置的配置，在提高裝置安全性和診斷覆蓋率的同時，也提高了裝置的有效性。有效性不影響系統(tǒng)的安全性，但裝置的有效性低可能會導致裝置和工廠無法進行正常生產。
2.2設備技術優(yōu)先原則安全和危險是一對互為存在的概念，安全度和危險度分別是這對概念的定性和定量的度量。人的操作和管理失誤、設備故障、意外因素等引發(fā)事故是不可避免的。
經過特別、專門技術的設計和加工，設備的失誤率可低于萬分之一或更低。因此，創(chuàng)造失誤率很低的技術條件來保障安全生產，就成為必然的選擇。要保障安全生產，工藝技術、工藝設備、控制系統(tǒng)和建筑設施等應具有預防人為失誤和設備故障引發(fā)事故的功能，限度也要做到即使發(fā)生事故，人員不受傷害或能保證人員安全撤離。
同時控制事故的影響范圍，以降低事故的嚴重程度。這就是本質安全設計的設備技術優(yōu)先原則。2.3目標故障原則事故是指造成人員死亡、受傷，引發(fā)職業(yè)病，造成財產損失或其他損失的意外事件。造成事故的根本原因是存在危險有害物質、能量和危險有害物質、能量失去控制的綜合作用，并導致危險有害物質的泄漏、散發(fā)和能量的意外釋放。
故障(Failure)是功能單元終止執(zhí)行要求功能的能力，根據故障的表現(xiàn)形式可分為顯形故障和隱形故障。顯形故障是指能夠顯示自身存在的故障，屬于安全故障。隱形故障是指不能顯示自身存在的故障，屬于危險故障。危險故障是使本質安全系統(tǒng)處于危險并使其功能失效的潛在故障，隱形故障一旦出現(xiàn)，可能使生產裝置陷入危險。
本質安全系統(tǒng)的設計目標就是使系統(tǒng)具有零隱形故障，并且盡量少的影響有效性的顯形故障，從而降低裝置生產的事故率。圖片3石油化工裝置安全設計3.1工藝路線的安全設計先要保證安全，對原料和輔料有選擇余地時，要盡量選擇危險性較小的物料。還可以完善工藝過程的條件使反應劇烈程度降低，在可能產生高溫、高壓環(huán)境的設置不同形式的溫度、壓力、液位、流量檢測儀表。
必要時設置安全泄放設施和事故收集裝置，提升工藝設計的本質安全。再有，使流程盡量簡單化，這樣干擾也會變小。值得注意的是危險介質的儲存量，儲量越大，發(fā)生事故時的危害及影響范圍就會越大。3.2工藝流程的安全設計提前考慮好正常操作、事故操作以及緊急事故處理時安全有效的措施;有火災爆炸可能性的工藝過程。
一定要定期進行檢查，并采取一定措施防止危險的發(fā)生;設計火炬系統(tǒng)時，考慮泄放物料的大泄放量、物料壓力、物料性質、可能發(fā)生的爆炸、堵塞及超溫等問題;流程設計要全面考慮檢測儀表、自動控制回路的設計，還要注意危險物料的儲量;對于泄壓系統(tǒng)的設計，要全面考慮被保護設備的工作壓力與安全閥、爆破片設定壓力的關系。
做好火災、公用工程中斷等事故時的安全泄放量計算，進而選擇合適的安全泄壓設備;對于供電、供水等設施的設計，不僅要滿足正常狀態(tài)的要求，還要滿足事故狀態(tài)的要求。例如，供水發(fā)生中斷，冷卻系統(tǒng)維持正常冷卻的要在10分鐘以上;控制室的設計要盡量保證事故狀態(tài)下也不致受到破壞，而且能控制事故的蔓延;設置自控檢測儀表、集散控制系統(tǒng)(DCS)及安全儀表系統(tǒng)(SIS)。
關鍵部位還應設置常規(guī)和異常雙重檢測系統(tǒng)。裝置布置的安全設計
，盡量將設備布置在露天或寬敞的建筑物內，防止事故發(fā)生時造成嚴重的損壞;
第二，處理同類危險物料的設備盡量分區(qū)集中布置，有利于工作的開展;
第三，要按照流程設計裝置的平面布置，并考慮預防工作的相關要求及預留維修、消防等操作空間;
第四，一些危險的生產設備要單獨布置，且要盡量靠近廠房外墻，同時，休息室、辦公室等不應設置在危險廠房內;第五，危險的生產廠房還應設置一定的防爆、泄爆措施，必要時可安裝防護擋板，危險性大的反應器和其它設備間要布置防爆隔離墻，若是多個反應器，則各反應器間也要設置隔離墻;第六，各類設備的布置間距要滿足《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》(GB)中的防火間距要求。
同時設置消防通道，消防作業(yè)不能出現(xiàn)死角，為方便人員的操作和撤離，建筑物要根據規(guī)范設計逃生通道，同時要注意設備及通道間的連接性
本質安全設計是石油化工裝置達到安全狀態(tài)的保證，是進行安全生產的重要前提保證。通過消除人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，來實現(xiàn)安全設計的各階段任務。