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プロセス安全は、製油所や石油・ガス（陸上および海上）生産設備など、危険物を扱うプロセスプラントやその他の施設における大規模な火災、爆発、化学事故（有毒ガス雲など）の研究、予防、管理に焦点を当てた学際的な工学分野です。したがって、プロセス安全は一般的に、人（現場および現場外）、プラント、および/または環境に深刻な影響を与える可能性のある、意図しない危険物の放出の予防、制御、軽減、および復旧に関係しています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
米国石油協会は、プロセス安全を次のように定義しています。
優れた設計原則、エンジニアリング、運用および保守の実践を適用することにより、危険な運用システムおよびプロセスの完全性を管理するための規律ある枠組み。これは、危険な物質またはエネルギーを放出する可能性のある事象の予防と制御を扱います。このような事象は、有毒な影響、火災または爆発を引き起こす可能性があり、最終的には深刻な負傷、物的損害、生産の損失、および環境への影響につながる可能性があります。[ 4 ]
国際石油・ガス生産者協会（IOGP） も同様の定義を示している。[ 2 ]米国化学工学会（AIChE）の化学プロセス安全センター（CCPS）は次のように述べている。
化学プロセス施設における火災、爆発、および偶発的な化学物質放出の防止に焦点を当てた分野。[ 5 ]
プロセス安全の範囲は、通常、労働安全衛生(OSH) と対比されます。どちらの領域も、作業現場や業務遂行中に発生する危険な状況や危険な事象を扱いますが、いくつかのレベルで異なります。プロセス安全は、主に危険物質が関与し、重大な事故に発展する可能性のある事象に関心があります。重大な事故は通常、複数の死者、広範囲にわたる環境への影響、および/または重大な経済的損失を引き起こす事象と定義されます。重大な事故の結果は、通常は作業現場に限定されますが、工場や設備の境界を越えて、重大な外部影響を引き起こす可能性があります。これとは対照的に、労働安全衛生は、限られた数の労働者 (通常は1つの事象につき1人または2人) に危害を与え、結果が作業現場の境界内に限定され、必ずしも危険物質との意図しない接触を伴わない事象に焦点を当てています。[ 6 ]したがって、たとえば、ガソリン貯蔵タンクの漏洩による火災はプロセス安全事象ですが、タンクの点検中に高所から落下した場合は労働安全衛生事象です。プロセス安全事故は、人、資産、環境への影響がはるかに大きい可能性があるにもかかわらず、労働安全衛生事故に比べて発生頻度は著しく低く、後者が職場の死亡事故の大部分を占めています。[ 7 ]しかし、単一の重大なプロセス安全事故が地域の環境資源、企業の評判、化学・プロセス産業に対する社会の認識といった側面に与える影響は非常に大きく、通常はメディアで大きく取り上げられます。
プロセス安全事故の重要なステップは、一般的に危険物質の封じ込めが失われることです。このステップを中心に、事故の原因とエスカレーションの連鎖（予防および制御/緩和の安全バリアを含む）を構築することができます。[ 8 ]この事象によって、有害な結果が顕在化するために利用可能な化学エネルギーが解放されます。不十分な隔離、オーバーフロー、暴走または計画外の化学反応、欠陥のある機器、人的ミス、手順違反、不適切な手順、閉塞、腐食、材料特性の劣化、過度の機械的ストレス、疲労、振動、過圧、および不適切な設置は、このような封じ込め喪失の一般的な直接原因です。[ 9 ]物質が可燃性で、発火源に遭遇すると、火災が発生します。局所的な混雑（例えば、放出が発生したエリアの構造物や配管、または可燃性ガス雲の移動によって生じるもの）などの特定の条件下では、可燃性ガス雲の火炎前線が加速して爆発に移行し、近くの機器や構造物に過圧による損傷を与え、人々に危害を与える可能性があります。放出された化学物質が有毒ガスまたは蒸気が有毒な液体である場合、有毒ガス雲が発生し、その規模と大気条件によって直ちに危険濃度閾値以下に希釈されない場合、放出源付近または遠隔地で人々に危害を与えたり、死亡させたりする可能性があります。火災、爆発、有毒ガス雲は、プロセス安全が関心を持つ主な事故の種類です。[ 10 ]
海洋石油・ガス採掘、生産、海底パイプラインの分野では、プロセス安全の規律は、危険物処理、貯蔵、輸送に直接関係しない重大事故にも及ぶと理解されることがある。この文脈では、船舶と石油プラットフォームの衝突、FPSO船体の安定性喪失、乗組員輸送事故（ヘリコプターやボート事故など）といった事故の可能性は、プロセス安全に典型的なツールを用いて分析・管理される。[ 11 ]
プロセス安全は通常、陸上の固定式プロセスおよび貯蔵施設、ならびに固定式および浮体式の洋上生産および/または貯蔵設備に関連付けられています。しかし、プロセス安全ツールは、道路タンカー、鉄道タンク車、海上タンカー、陸上および洋上パイプラインなどによる危険物の大量輸送の分析および管理にも（程度は異なりますが）使用されることがあります。化学プロセス産業と類似点があり、プロセス安全の概念がしばしば適用される産業分野には、原子力発電、化石燃料発電、鉱業、製鉄、鋳造などがあります。これらの産業の一部、特に原子力発電は、プロセス安全と非常によく似たアプローチを採用しており、これは通常システム安全と呼ばれています。
初期の化学産業では、プロセスは比較的単純で、安全に関する社会の期待は今日の基準からすると低かった。化学技術が進化し複雑化するにつれて、同時に産業活動における安全に対する社会の期待が高まり、化学産業の安全と損失防止に関して、ますます専門的な知識とノウハウが必要であることが明らかになった。[ 12 ]プロセス産業の組織は当初、レビュー担当者の経験と専門知識に頼ったプロセスの安全レビューを行っていた。20世紀半ばには、より正式なレビュー手法が登場し始めた。これには、1960年代にICIによって開発されたハザードと操作性（HAZOP）レビュー、故障モードと影響分析（FMEA）、チェックリスト、およびwhat-ifレビューが含まれる。これらは主にプロセスの危険性を特定するための定性的な手法であった。[ 13 ]
1970年代、1980年代、1990年代には、プロセス産業でも、フォールトツリー解析（FTA、原子力産業で使用されていた）、定量的リスク評価（QRA、定量的リスク分析とも呼ばれる）、保護層分析（LOPA）などの定量的分析手法が使用されるようになった。流出や放出、爆発、有毒物質への曝露の結果を分析するためのモデリング手法が開発された。[ 13 ]
「プロセス安全」という表現は、この工学分野の研究を定義するためにますます使われるようになりました。これは、HAZOP 手法に代表されるように、主に工業化学プロセスの理解に基づいていたため、一般的に化学工学の一分野と理解されていました。時が経つにつれて、他の分野（放出、火災、爆発の数学的モデリングのための化学や物理学、計測工学、資産管理、人間工学、信頼性工学など）からさまざまな要素を吸収し、比較的学際的な工学領域になりましたが、その核心では、工業プロセス化学技術の理解と強く結びついています。「プロセス安全」は、徐々に他の用語よりも優勢になりました。たとえば、フランク P. リーズは、その記念碑的な著作「プロセス産業における損失防止」[ 14 ]の中で、タイトルの表現または「安全と損失防止」を使用しており、この分野の発展の中心人物であるトレバー クレッツ[ 15 ]も同様です。現在の意味でこの用語を使用した最初の出版物の1つは、ダウ・ケミカル社のプロセス安全ガイドです。[ 16 ]
1970年代半ばから後半にかけて、プロセス安全は認知された専門技術となった。米国化学工学会（AIChE）は1979年に安全衛生部門を設立した。[ 13 ] 1985年、AIChEは化学プロセス安全センター（CCPS）を設立したが、これは前年に発生したボパール事故への対応の一環でもあった。 [ 17 ]
過去の出来事から得られた教訓は、プロセス安全の進歩を決定づける上で重要でした。プロセス安全を工学分野として形成した主な事故には、次のようなものがあります。[ 10 ]
以下は、プロセス安全で扱われるトピックの一覧です。[ 10 ]他の分野、特に労働安全衛生（OSH）の同等の領域と重複する部分もありますが、プロセス安全の焦点は常に、産業規模での危険物の取り扱いにおける制御の喪失に特化しています。
プロセス安全と密接に関連しているものの、歴史的な理由から通常はプロセス安全の領域に属するとは考えられていないのが、以下のシステムの設計です（ただし、これらのシステムの選定は多くの場合、専門のプロセス安全エンジニアの責任であることに注意してください）。
危険物の抽出、処理、保管、および/または輸送に大きく依存する事業を行う企業は、通常、プロセス安全管理(PSM) の要素を健康安全管理システムに統合します。PSM は、1992 年に米国のOSHAによって規制されました。 [ 19 ] PSM の OSHA モデルは、米国だけでなく国際的にも広く使用されています。その後、EPA [ 20 ] 、化学プロセス安全センター( CCPS) [ 21 ] 、英国のエネルギー研究所[ 22 ]などによって、他の同等のモデルや規制が利用可能になりました。
PSM スキームは「要素」で構成されています。異なるスキームは、異なる要素のリストに基づいています。これは、リスクベースのプロセス安全のための CCPS スキームであり、他のほとんどの確立された PSM スキームと整合させることができます。[ 21 ]
PSM（プロセス安全管理）は、当初はプラントの操業段階向けに設計されたものですが、適用可能な場合は、プロジェクトのライフサイクル全体を通してその要素を導入することが可能であり、また導入すべきです。これには、設計（初期設計から詳細設計まで）、機器の調達、試運転、操業、資材および組織の変更、そして廃止措置が含まれます。
プロセス安全性の達成に関連するさまざまな異なるが相互に関連するシステムを表現し説明するためによく使用されるモデルは、James T. Reasonのスイスチーズモデルで説明されています。[ 8 ] [ 23 ]このモデルでは、重大事故を防止、検出、制御、軽減するバリアは、それぞれに多数の穴があるスライスとして描かれています。穴はバリアの不完全性を表し、特定のパフォーマンス基準として定義できます。バリアの管理が優れているほど、これらの穴は小さくなります。重大事故が発生するのは、バリアのすべての不完全性（穴）が一直線に並んだためです。保護を提供するのは、バリアの多重性です。
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