化工厂经营与管理

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2009-02-25
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      化工厂经营与管理
介绍一个化工厂要如何的经营与管理,这涉及的层面太广,而且离高职生的经验太远,所以内容大多概略性地介绍,并以加强工安卫生的相关知识为切入点做介绍。
一、    化工厂之经营
我国化学工业目前正面临着关键期性的转型期,由早期劳力密集走向高科技产业,高单价、高附加价值产品将成为化学工业发展之主流,化工经营环境变化将更迅速,过去的成功经验法则,未来不一定适用。对于一个化工厂的经营者来说,最重要的就是进行决策,唯有掌握正确情势,且做出正确反应,才能立于不败之地。未来经营策略至少有下列四个方向可供参考:
(1)高科技化:高科技化的重点除了开发高附加价值、创新产品,以抵御成本低廉、劳力密集国家的竞争。化工产业高科技化,将朝着策略联盟方向进行,让化工制程不是单一制程技术,而是一个整合型的技术与管理。
(2)研发与创新:进入知识经济时代,科技项目产业技术研发从渐进改良式转向发明突破式,需强调创新与研发。加强研究发展,透过在最有利地方取得资源来强化竞争优势,提升竞争力,我国企业早期从材料取得、生产加工到产品营销这一系列价值活动中,以制造加工方面有较佳的成绩,但这部分附加价值太低,现阶段应朝加强研究发展,运用创意开发新产品或改善制程。
(3)知识经济:在知识经济时代,「知识」将成为未来社会新的关键生产资源。因此,未来成功化工厂经营者是属于掌握关键知识的人。
(4)重视环保与工安:随着世界环保潮流的趋势,相关之国际公约陆续制订,化学工业的环保、工安标准日益严苛,可能对化学工业造成一些影响,亦是促进化学工业升级的原动力,预期化学工业在环保考虑下,必然须在制程的源头,加入环保的设计,以达到减废、减量的目的。大部分的灾害,都是人为的因素为主,因此化工厂的安全措施或管理,是经营化工厂重要工作之一。
二、    化工厂之管理
经营工业,是以生产为手段进而获取最大利润,其中工厂管理则是影响工厂成长的主要原因之一。化工厂是一个设备复雓,高科技,高危险性的工厂,其经营管理方法更受到环保意识抬头、新科技及人工费用高涨多方面的冲击,不断地改变。探讨如何提高化工厂的经营绩效?应先讨论如何管理化工厂。至于如何经营一个化工厂涉及商业管理方面的知识,有兴趣的同学可多阅读此方面相关的书籍。
化工厂的管理应就企业本身的需要,并参考国家、文化、社会等环境因素,发展出本身的管理方法与原则,其管理内容包含(1)组织及人事管理方面(2)制程方面(3)公用设施方面(4)装置设备保养方面(5)原料与制品方面等项目。今分别简述于下。
(1)组织及人事管理方面:工厂组织是以人为核心来组合工厂其它生产因素,如财、物、事、设备等,应用组织发挥人的工作效率,以便有效地完成工厂经营目标,图9-1为一般化工厂的组织结构。工厂组织须经常依业务的改变、人员设备的变动、与经营环境的变动等因素作适度的调整及修正。由生产方面来看,人力是主要关键,影响工厂营运成败,但人是有理智、有情感的,人事管理的困难及复杂之程度,远非机器及物料等之管理可比拟。因此当工厂到达相当规模,必须成立人事管理部门,视工厂制造与技术情况建立各种人事组织制度,以便进行聘用,升调,应用等之依据,以及协助各部门更有效的应用人力,及解决各种人事问题。
图9-1一般化工厂之组织结构
(2)制程方面:制程管理不当的后果,可能导致材料发生供应不继,影响生产的进度,致使工厂经营困难,所以要使工厂经营顺畅,在制程方面作合理的计划与调配是必要的。所谓制程管理即是针对人工、物料、机器等有关之生产因素,预先作有计昼,有系统的组合与控制,主要功能是使制程能按时、按量,并控管质量达到生产的目的。大型工厂如炼油与石化工业,其生产管理可能须设置一个相当大的单位元,集合各种专才,分工合作地进行制程管理。而小型的化工厂,可能只有一个人独揽各项制程管理的任务。所以任何一个化工厂制程不论其大小或简易与复杂,都要从事制程管理工作,一方面保障及提高产品的质量,另一方面可降低生产成本。化工厂制程可分为连续与批式两种。以下简单介绍这两种制程。
1.连续式生产之化工厂,例如石化工厂、炼油厂、制糖厂及造纸厂等大型工厂,其生产制程在建厂时就己决定,此种制程生产设备较具专业性且产品的种类少,但生量数量大又称存货性生产。
2.批式生产之化工厂,通常都是小型工厂,例如特用化学品工厂,其每一种产品在开始生产前,都要进行制程设计,生产设备大多属于一般性,产品的种类很多,生产计划要依订单内容进行设计,又称订货式生产。
(3)公用设施方面:化工厂所应具备的公用设施包含蒸气、用水、电力、冷冻、空调及压缩空气等。考虑化工科化工装置课程常介绍之设备,我们仅对化工制程中产生蒸气的锅炉做介绍。
「锅炉」是化工厂使用能源很大的设备,依用途可分为蒸气锅炉及热水锅炉两种,它所生产的蒸气是化工制程上所必须,因为蒸气是极有效的热能传导媒介,化工厂的加热系统,部份之动力来源均靠蒸气来完成工作。
表9-1 锅炉检查类别
随着工业发展,蒸气的用量与日俱增,加上产生蒸汽的锅炉皆为危险的高压高温设备,则锅炉因使用时间的延长,内部产生水垢会使给水内管、液面计、压力计或安全阀的洞孔堵塞,因压力过大而引爆炸;又或炉管外壁附着煤烟及灰渣堆积增加锅炉的热量损失,浪费燃料,所以必须定期检查及清洗锅炉内外部。为了消除锅炉事故发生必须从设计、操作及维护方面着手,加强对锅炉及蒸气的管理,才能避免锅炉爆炸工安事件及节约能源。表9-1为一般锅炉的检查项目表。
(4)装置设备保养方面:目前的化工厂大部份皆已达机械化或自动化高度发展,生产程序规模愈大,其设备、装置随之增大,所以化工厂经营在机械设备方面的购置费所占比例很高。但工厂内的设备经过相当时间长期使用,会逐渐失去它本来应有的功能,且影响精确度等性能,所以工厂内设备使用、装置与维护,关系工厂的设备成本及产品品管。工厂内的设备范围广大,这里只介绍下面所列两种设备之管理方式。
1.一般机器保养和修理设备:化工厂如忽略检查和维护工作,则最好的制程设计也难达到安全目标,其损失不仅是设备失效,故障停工并降低产能,也可能漏失大量危险化学品,演变成公安的意外事故。所以很多化工厂设有专门的保养及修理的设备,并派有专人负责,订定各种按期检查及保养的制度,将设备的检查,修理和更换列入预订的时间表。化工厂的修护工作具有危险性,因此需要谨慎的控制,在修护计划动工之前,应有专业的工程师检查现场的环境是否安全并进一步确定正在使用的设备是否需要停止使用、隔絶、冷却及释放压力。虽然此种保养及修理过程繁杂,但收益很大。
2.精密设备:化工厂的精密仪器种类繁多,有测量压力、温度、流量、液位等仪器,和分析检验的各种精密仪器,相当规模的化工厂,其制程大部份是自动化,因此仪器对制程中的安全控制日渐重要,同时有助于原料及产品成分的分析与品管,对于这些精密仪器的保养主要是透过设置空调和湿度调理设备、注意电源稳定性、使用前注意操作说明,以及使用后注意仪器清洁与保养。表9-2为某种精密仪器日常检查情形之一例。
表9-2 精密仪器日常检查标准
(5)原料与制品方面:原料是所有化工厂的生产事业最重要的因素之一,原料好坏及价格高低,攸关制品质量,更直接影响销路及制品成本。化工厂内的原料及制品非常繁多,使用科学方法进行采购、存储及收发领用,其方法为将原料及制品的种类、质量、数量、分类编号,让使用部门及时与及地获得适合规格与数量的原料及制品,以避免停工待料或供应错误发生,并于预定日程内,制造合乎规范及预期数量的制品。原料与制品之管理中最重要就是原料与制品必须合乎规格要求,因此必须采用质量管理的方法进行管理,因为数量太大,化工厂可抽样检验原料及制品,由抽样检验结果判断一批原料或制品的质量状况。
化工厂有了完善的管理制度,便可降低生产成本、增加产量、生产满足市场要求的质量,以获取应得的利润,逹到化工厂经营的目的。
依据行政院环保署的统计,我国化工业厂家数、从业人员数及产值等约占全国制造业的20%,但10 年来所发生的工业灾害,化工业即占15%以上,显见我国化学灾害防阻能力有待加强,以下针对化工业安全与卫生做介绍。
(一)            工业安全
一般工业安全包括工业安全工程、防火防爆、交通安全规划与管理、人因工程、安全教育规划与实施、工业安全卫生管理、化工制程安全、环境污染与防治、机械防护安全、营建安全、锅炉安全、辐射安全等项目。
就化工厂来说,应特别注意防火防爆、制程安全、污染与防治及锅炉辐射安全。锅炉与制程安全已在化工厂之管理中提及;辐射安全则在所有化工业范围中仅占一小部分,至于污染防治已于第六章污染防治工业的参考数据中说明;这一节将介绍化工厂的防火防爆。
长期以来我国小型化学工业,使用高危险化学品之管制很容易产生火灾与爆炸问题,以下列出六点来控制减轻或防止灾害之发生:
一、易燃、易爆之高危险化学品之管制
政府对易燃易爆危险品之进口及制造,列册管理,尤其是对于工业区之化工厂,应立即透过调查方式,事先建立基本数据,靠源流管制,确实掌握化学品流向,才能有效管理,万一灾害发生后,救灾人员可以有所依据,减轻灾害的损失。
二、规范厂外安全距离
火灾及爆炸工安发生,厂外之绿地设置、安全距离的保持,是高风险化工事业最重要亦是最后一道的防线,先进国家如美、日等国均有规范,应敦促工厂设立主管机关订定规范,以使在设厂时就保持一定安全距离,一旦意外发生时,亦能保证邻厂人员、设备的安全。
三、强化化学失控反应之防止
以往化学工厂之安全管理较强调「压力容器」本体安全,但是灾害的发生也有可能因为化学反应失控,造成槽内液体蒸气外泄,接触不明火源所致。因此,对于化学反应失控之可能原因,诸如操作时间点之延误、投料错误、量测仪器错误、操作条件变更等,化学工厂应评估失控时可能造成最严重的状况,并采取因应对策,尤其是针对反应速率特快之制程,诸如高分子聚合的自由基反应,更应强化制程安全评估工作。
四、化学设备本质安全
化学工厂之反应槽若属批次反应,如果投料部分由人员操作,发生状况之紧急处置亦由操作人员处理,易发生因人为失误而造成意外。所以,如果化学设备能改由自动控制,侦测到温升过高或压力过大时等异常状况时,即能自动启动安全系统,以达到降温、释压之效果,即能保证本质安全化。
五、建立试药管理规范
新配方之运转试验,常有因实验室转换正式试车时,比例量放大错误,造成意外,对于该项问题,目前并无法令规范,应增列类似试药转移之管理规定。
六、强化火灾、爆炸发生时防阻人员之培训
化学火灾、爆炸防止,涉及技术性及专业性,有关人员训练至为重要;对于事业单位使用到危险物者,应具有相关之防火、防爆及失控反应防止之专业知能,使用危险药品之化学反应作业人员应具有操作人员之训练证书。
(二)            工业卫生
一般工业卫生包括工业卫生工程管理、职业病介绍与防治、工业通风与排水、安全卫生教育规划与实施职业灾变与救护、噪音与振动、公共卫生、流行病等,其中职业病与公共卫生最直接影响工厂作业人员。因职业或工作上的原因,而与有害人体健康之因素或不良的环境接触,而导致疾病,或使原有的疾病加重,此疾病称之为职业病。
在化工厂职业病通常来自有毒性的化学物质,这些有毒物质来源是多方面的,它们可做为原料、中间体或产品;例如在化工厂中制造聚氯乙烯时,它的原料氯气,中间体氯乙烯单体均为毒性化学物质。而从苯经硝基苯来制造苯胺,则是从原料、中间体到最终成品均属毒物。亦有毒性化学物质是在制造过程中产生的;如石绵加工时的粉尘,氩弧焊作业中产生的臭气和氮氧化物等。而程序中所使用之媒介物质亦常成为灾害的祸首;以水银电解法从海水生产氯气,在日本就曾发生电解槽阴极的水银外泄而污染海域,造成大规模的水银中毒。多年前发生于我国的米糠油中毒事件,即因用作热媒的多氯联苯因管线腐蚀破裂而渗漏,污染了加工处理的米糠油。杂质或不纯物亦是毒物另一来源;电石中常夹杂着砷、磷等,而用于气焊的乙炔气中亦可能混有砷化氢及磷化氢等,至于工业三废(废气、废水及废弃物)更是工业毒物的藏身处。桃园县观音与芦竹乡内共有98公顷土地遭电镀废液中所含重金属的污染。因镉米事件污染区内农田被迫休耕至今近十年。发生于八十三年十一月高雄县大树乡的毒废液案,因化工厂弃置的苯胺疑似物外泄,造成现场整地的工人一死一伤。
在工业生产制程其处理程序步骤可能需要如加热、加压、粉碎、喷洒等操作,因而具毒性化学物质在作业场所中常以粉尘、烟尘、雾、蒸气及气体等型态存在,可能经由呼吸、皮肤接触或吞食之途径而进入人体造成危害。一般在毒化物管理方面,分成输入、贮存及操作三方面加以管理;而物质安全数据表对有毒化学物质的贮存及操作方式有详细的记录。「物质安全数据表」简称MSDS,即Material Safety Data Sheet。由于其简明扼要地记载化学物质的特性,故有人称之为"化学品的身分证"。它是化学物质的说明书;是化学物质管理的基本工具;也是一份提供化学物质信息的技术性文件。其内容包含了化学品危害、安全处理及紧急应变等信息,对灾害预防与防止损害扩大,以及避免化学品所造成的职业伤害等极具意义。
MSDS包含十六个字段的讯息,可分为四大类:
第一类、紧急事故时必须立即之道的讯息:1.物品与厂商资料、2.成分辨识资料、3.危害辨识数据。
第二类、危害事故发生时之处置:4.急救措施、5.灭火措施、6.泄漏处理方法。
第三类、如何预防危害事故发生:7.安全处置与储存方法、8.曝露预防措施、9.物理及化学性质、10.安定性及反应性
第四类、其它有用的信息:11.毒性资料、12.生态资料、13.废弃处置方法、14.运送资料、15.法规资料、16.其它数据。
四、    参考文献
1.      周泽川,化学工业(三),东大图书公司(民国九十年)。
2.      郭永达,化学工业(三),复文书局(民国八十九年)。
3.      http://www.iosh.gov.tw/frame.htm (劳工卫生安全研究所)。


 

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