產業製程安全管理與技術實務

本書內容主要包含石油化工及高科技兩大產業製程，首先第一篇從石油化工產業開始進行論述，第一章針對製程安全管理進行概念性論述;第二章探討製程安全評估實務應用/案例;第三章則論及製程變更管理實務/案例;第四章為機械設備完整性實務/案例;第五章談論事件/事故調查實務/案例;第六章則探討製程安全管理績效量測與評估，此六章節完整呈現石油化工產業在製程安全管理與技術實務重點。第二篇則探討高科技產業部分，首先第七章探討本質較安全設計(Inherently Safer Design, ISD)策略與應用;第八章論及高科技產業發展與防災概論;第九章則說明高科技製程安全評估實務應用/案例;第十章針對高科技製程機台設備完整性實務/案例進行論述;最後，第十一章則高科技製程安全管理實務/案例，經由此等五章節完整論述高科技產業之製程安全管理與技術實務重點。筆者期望以較系統性的方式介紹兩大產業製程安全管理，並配合在每一章之後均有產業目前的技術實務/案例加以說明，能讓讀者深入瞭解應用方式，此為本書的特色之一。
製程安全管理 (Process Safety Management, PSM) 之14個要素(element)中:製程危害風險評估，特別是風險的頻率/可能性分析一直存在著爭議；變更管理 (Management of Change) 在企業中運作的複雜性與落實的困難；機械設備完整性 (Mechanical Integrity) 涉及到的標準規範和技術門檻；以及英國石油德州煉油廠爆炸事件凸顯出原PSM績效評估 (Performance Evaluation) 機制不足等問題，是我們之所以挑選這些主題在本書中進行較深入探討的主要原因與目的。

本書特色　

石油化工產業及高科技產業係兩岸經濟活動重要部分，這兩大產業在兩岸有著完整產業供應鏈，無論是石油化工產業或高科技產業倘若發生災害事故，都將造成產業供應鏈的間斷，進而影響企業營運。而製程的危害（Hazards）主要來自兩方面，包括物質本身的危害特性，如毒性、火災、爆炸、反應危害特性等；另一來源為製程變數所引發的危害，如溫度、壓力等的改變所造成的危害現象。基本上，只要有製程的存在，便有潛在的危害風險。因此，增加製程的安全性，消除或降低危害發生的頻率與嚴重性後果，便可營造一個安全、友善的作業環境。
本書主要論述石油化工及高科技兩大產業製程，內容包含製程安全管理、本質較安全設計(Inherently Safer Design, ISD)策略與應用、製程安全評估實務應用/案例、製程變更管理實務/案例、機械設備完整性實務/案例、事件/事故調查實務/案例、製程安全管理績效量測與評估等豐富內容，並配合產業目前的技術實務，能讓讀者深入瞭解應用方式，實為以製程安全管理為基礎的優良應用讀物。

陳俊瑜
學歷：
美國華盛頓大學化工研究所 博士
現職：
萬能科大設計學院 教授兼院長
國立交通大學工學院產業安全與防災研究所 兼任教授

王世煌
學歷：
國立中央大學化工系碩士
現職：
新鼎系統股份有限公司功能安全 工程顧問
台灣TUV Rheinland PSM/PHA功能安全 工程顧問

張國基
學歷：
國立台北科技大學機電科技研究所博士候選人
國立交通大學產業安全與防災工學碩士
現職：
華城電機股份有限公司新建工程處 專案經理

第一篇 石油化工產業

第一章 製程安全管理概論
1.1 化學工業史上的災難–Bhopal
1.2 製程安全管理及相關法規
1.3 2005年BP德州煉油廠爆炸的省思
1.4 製程安全管理的發展與展望
1.5 製程安全管理系統符合性稽核

第二章 製程安全評估實務應用/案例
2.1 製程危害分析與製程安全生命週期管理
2.2 危害與可操作性分析(HAZOP)
2.3 風險矩陣與風險評估
2.4 製程安全評估案例
2.5 HAZOP分析執行過程中常見的缺失及改進方向
2.6 半定量風險評估–HAZOP結合LOPA的分析方法
2.7 HAZOP結合LOPA的分析案例

第三章 製程變更管理實務/案例
3.1 小改變大關鍵
3.2 變更管理適用範圍
3.3 變更管理程序
3.4 變更管理推行策略
3.5 製程變更管理案例

第四章 機械設備完整性實務/案例
4.1 完整性計畫與範圍
4.2 機械設備完整性與腐蝕防制
4.3 基於風險的檢查計畫(RBI)
4.4 安全儀錶系統與功能安全
4.5 IEC 61511製程工業安全儀錶系統規範應用案例

第五章 事件/事故調查實務/案例
5.1 事件/事故調查的目的與價值
5.2 建立事件/事故調查程序
5.3 事件/事故調查報告
5.4 為何樹災因分析法
5.5 事故調查案例

第六章 製程安全管理績效量測與評估
6.1 績效指標金字塔
6.2 落後指標 –已發生事故
6.3 落後指標 –製程虛驚事件
6.4 領先指標
6.5 案例研究

第二篇 高科技產業

第七章 本質較安全設計(ISD)策略與應用
7.1 ISD的發展演進
7.2 ISD策略與應用架構
7.3 ISD石化製程應用案例
7.4 ISD於高科技製程應用案例

第八章 高科技產業發展與防災概論
8.1 兩岸高科技產業演進
8.2 高科技產業災害案例分析
8.3 高科技聯防救災機制
8.4 高科技製程安全管理的發展與展望

第九章 高科技製程安全評估實務應用/案例
9.1 高科技製程危害分析(Hazard Analysis)
9.2 SEMI S10風險評估矩陣
9.3 半導體製程危害與可操作性(HAZOP)評估案例
9.4 其他風險評估分析方法案例

第十章 高科技製程機臺設備完整性實務/案例
10.1 高科技製程機臺技術與製程廠務系統(Tools and Facility)
10.2 SEMI S2與機臺設備完整性(MI)
10.3 機臺設備完整性評估實務
10.4 機臺設備完整性評估案例

 第十一章 高科技製程安全管理實務/案例
11.1 高科技產業變更管理(MOC)
11.2 高科技產業事故調查(Incident Investigation)
11.3 高科技產業工作許可(Work Permit)
11.4 高科技產業承攬商管理(Contractor Management)
11.5 高科技產業維修保養作業(PSSR)

1.1 化學工業史上的災難 – Bhopal

1984年12月3日凌晨子夜時分印度Bhopal發生了一件舉世震驚的工業災難事件，造成2,000人立即死亡，4,000人陸續死於中毒，17,000人受傷。該事件發生起因是印度政府與聯碳化學公司(Union Carbide Chemical CO.)的合資公司在歲修期間，清洗過濾器時未依標準操作程序(SOP)作業，在製程的所有安全防護設計都失效的情況下，未加裝盲板，大量的水由故障失效的隔離閥洩漏至異氰酸甲酯(Methyl Isocyanate, MIC)儲槽，而與禁水性的MIC發生化學失控反應(Runaway reaction))，產生大量毒氣外洩。
回顧該事件的始末，聯碳原來對於毒化物MIC是有多重的安全設計的，包括預防MIC與水發生不預期化學反應與洩漏的措施：(1)MIC地下儲槽，及陰極防蝕系統設計；(2)MIC儲槽冷凍循環系統設計，且採用非水冷媒換熱；(3)系統的氮氣密封採用高品質的乾氮氣，避免水氣侵入；(4)管道隔離盲封採用双隔離設計，隔離閥外再加盲板。及萬一MIC與水發生不預期化學反應的消減措施(Mitigation)：(1)設置MIC緊急卸料槽(Blow down tank)；(2)MIC儲槽安全閥洩放至碱洗滌塔(Caustic Scrubber)；(3)洗滌塔Vent至燃燒塔(Flare)；(4)燃燒塔外側設有水幕系統(Curtain)。在層層的安全保護下為何還是發生了令人震驚遺憾的事故呢？
事實上聯碳印度公司在70年末期即已完成建設並投產，且早期的經營也得到了良好的成效和安全績效。但在1981年至1982年間印度部份地區發生了乾旱，影響到屬於農業化學事業部的聯碳印度公司的營收，合資公司的經營階層採取了一系列的降低支出的行動，包括了製程工程師與操作人力的刪減，與安全設計措施相關的包括停止MIC儲槽冷凍循環及碱洗滌塔的運轉，以節省成本。
1984年10月工廠進入歲修，後來燃燒塔也停止運轉，又失去了一層保護系統。事故調查小組發現在燃燒塔停止運轉的五天後緊急排放管網(Emergency vent header)與製程排放管網(Process vent header)在不明原因(工廠交接班的問題)下連通，提供了後來的水有機會流入MIC儲槽的管道。事件的直接原因是1984年12月2日早班維修人員依大修行程清洗過濾器，但糟糕的是他們並沒有完全遵守SOP，僅關斷了隔離閥，卻未在該隔離點加裝盲板。該作業開始進行不久後即因為隔離閥密封失效，水開始漏入MIC儲槽，儲槽的溫度計即已顯示異常溫升，但因進入的水量還不夠多，沒有明顯的化學反應。一直到夜間24：00時大夜班接班後，這時候累積在MIC儲槽中的水足夠多了，水與MIC的反應速率突然快速上升導致失控，並且分解出大量的有毒氣體。操作主管趕到現場想要進行緊急處理，卻發現緊急卸料槽不是空槽，無法洩料；(碱洗滌塔和燃燒塔已經停用了)；想要啟動水幕系統，但因此系統的泵不是直接與生產相關的設備，維修不良無法啟動，所以最後所有的措施都失效了。不幸的是當時Bhopal工廠附近有一個貧民窟，當然談不上任何廠外人員的緊急應變計畫，因而釀成了巨災。
這個事件反映出工廠製程安全管理的諸多問題，包括管理階層的安全認知與承諾、公司的安全文化、人員的能力與訓練、標準操作程序、設備維護及完整性、變更管理、緊急應變計畫、…等等。因為聯碳是美國籍的化學公司，此事件引起美國政府及工業界的高度重視，促使美國政府將製程安全管理(PSM)訂入聯邦法，也是至今最完善的PSM法規。

1.2 製程安全管理及相關法規

1976年日本政府即已在勞動安全衛生法第88條訂定「化學工廠安全評估指針」，規定石油化工行業在新建工廠期間即應依該法令要求實施設計、操作、設施、管理等方面的安全檢核，並針對潛在高危害事件以故障樹分析(Fault Tree Analysis)實施危害風險評估。
歐洲議會於1982年因義大利Seveso事件制訂「重大意外事故危害控制法案」(Control of Major Accident Hazards, COMAH)，就是非常著名的European Union (Seveso) Directive (82/501/EEC)，該法案在1997年修訂，即Seveso II Directive (96/82/EEC)。