Empfehlung zur Ausbildung im Rahmen des Bologna … · Technik lassen sich Störungen nicht gänzlich vermeiden, ihre Eintrittswahrscheinlichkeiten lassen sich lediglich ... , Layer

Empfehlung zur Ausbildung im Rahmen des Bologna Prozesses

Lehrprofi l „Prozess- und Anlagensicherheit“

IMPRESSUM

© DECHEMA–GesellschaftfürChemischeTechnikundBiotechnologiee.V.

Theodor-Heuss-Allee25,60486FrankfurtamMain,2012

Autoren

Prof.H.W.Brenig,FachhochschuleKöln

Prof.U.Hauptmanns,Otto-von-Guericke-UniversitätMagdeburg

Dr.O.Klais,Sulzbach

Prof.J.Schmidt,BASFSEundKarlsruherInstitutfürTechnologie

Prof.H.-U.Moritz,UniversitätHamburg

Prof.A.Schönbucher,UniversitätDuisburg-Essen(Vorsitz)

Herausgeber

ProcessNet-Fachgemeinschaft„Anlagen-undProzesssicherheit“

Vorsitzender:Prof.Dr.NorbertPfeil,BAMBerlin

Redaktion

Dr.-Ing.K.Mitropetros,DECHEMAe.V.

ErschienenimOktober2012

ISBN:978-3-89746-134-5.

1

inhaltsverzeichnis

Vorwort 2

1 Einleitung 3

2 Lehrinhalte Prozess- und Anlagensicherheit 4

2.1 AusbildungsabschnitteBachelorundMaster 4

2.1.1 Modularisierung 4

2.1.2 ECTS-Konzept 4

2.1.3 Kompetenzen 4

2.1.4 Bachelor 4

2.1.5 Master 5

2.2 ZielgruppenundVoraussetzungen 5

2.3 Zielsetzung 6

2.4 AufbauundStrukturderLehrveranstaltungen 6

2.5 Lehrinhalte 7

2.5.1 Bachelormodul 7

2.5.2 Mastermodul 10

3 Empfehlungen für die praktische Umsetzung 12

4 Anhang Literatur 13

2

SicherheitstechnischeÜberlegungensindüberdengesamtenLebenszyklustechnischerAnlagenfürphysikalische,che-

mischeundbiologischeProzesseerforderlich.DiesehabenunmittelbarBezugzumUmwelt-undArbeitsschutzbishinzur

ProduktsicherheitundsindBasisderProzess-undAnlagensicherheit.UmfürdieentsprechendenAufgabendienotwendi-

genKompetenzenvorzuhalten,isteserforderlich,dassanHochschulenundUniversitäteneineigenständigesModul„Pro-

zess-undAnlagensicherheit“angebotenwird.FürdasebenfallsnotwendigeLehrangebotberufsbildenderEinrichtungen

aufdemGebietsolltedasModulzurOrientierungdienen.

DieProzessNet-Fachgemeinschaft„Anlagen-undProzesssicherheit“hat,auchaufEmpfehlungundmitUnterstützungdes

AusschussesEreignisauswertung(AS-ER)derKommissionfürAnlagensicherheit(KAS)beimBMU,dieÜberarbeitungund

WeiterentwicklungdesDECHEMALehrprofils„Sicherheitstechnik“(1.Auflage1997)beschlossen.

DieAusarbeitungdesneuenLehrprofils„Prozess-undAnlagensicherheit“erfolgteunterEinbeziehungderBeiträgevon

Ch.Jochum(BadSoden),N.Pfeil(Berlin)imTemporärenArbeitskreis(TAK)„LehrprofilSicherheitstechnik“vonProcess-

Net.DasLehrprofilorientiertsichandenBeschlüssenzumBolognaProzessderEuropäischenKulturminister1sowieden

EmpfehlungenderEFCE2zumWerdegangChemieingenieur.DerTAKbestandausFachvertreternvonHochschulen,Uni-

versitätenundProzessindustrie:H.W.Brenig,(FHKöln),U.Hauptmanns(Otto-von-Guericke-UniversitätMagdeburg),O.

Klais(Sulzbach),J.Schmidt(BASFSE/KarlsruherInstitutfürTechnologie),H.-U.Moritz(UniversitätHamburg),undA.

Schönbucher(UniversitätDuisburg-Essen,federführend).

MitderVeröffentlichungdesLehrprofils„Prozess-undAnlagensicherheit“stelltderTAK„LehrprofilSicherheitstechnik“

aktualisierteundüberarbeiteteLehrinhaltevor.DasLehrprofilsollallenanderFortentwicklungderSicherheitInteressier-

tenalsDiskussionsgrundlagezurVerfügungstehen.

DieDurchsichtundredaktionelleBearbeitunglagbeiHerrnK.Mitropetros(Frankfurt/Main).

vorwort

1 http://www.ond.vlaanderen.be/hogeronderwijs/bologna/conference/documents/Leuven_Louvain-la-Neuve_Communiqu%E9_April_2009.pdf

2 http://www.efce.info/Bologna_Recommendation.html

3

lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“

SicherheitisteinGrundbedürfnisdesMenschen.VieleErfindungeninderGeschichtederMenschheiterwuchsen

ausdemVerlangennachSicherheit.DazuhatauchdiechemischeIndustriemitzahlreichenProduktenbeigetragen.

DiesichereundumweltverträglicheHerstellungchemischerProdukteisteineHerausforderungfürNaturwissen-

schaftlerundIngenieure3.Siesorgendafür,dassAnlagensichergeplant,erbaut,betriebenundrückgebautwer-

denunddassdieMenscheneinensicherenArbeitsplatzhaben.Nurwenndieserfüllt ist, lässtessichethisch

vertreten,IndustrieanlagenindermodernenGesellschaftzubetreiben.

Der Schutz vor Gefahren durch Stoff- oder Energiefreisetzungen ist zu einem Schwerpunktthema des gesell-

schaftlichenDiskursesgeworden.IneinerGesellschaftmitwachsendemBewusstseinfürmöglicheRisikenvon

Technologien gehört es deshalb zu den Aufgaben der Sicherheitsfachleute, denWeg zu einer ausgewogenen

BeurteilungvonChancenundRisikenindustriellerProduktionaufzuzeigenundsachgerechtaufzuklären.

DieProzess-undAnlagensicherheitdientderVermeidungundBeherrschungvonStörungendesbestimmungsge-

mäßenBetriebessowiederBegrenzungihrerFolgen.SiehatunmittelbarenBezugzuArbeits-undUmweltschutz.

DarüberhinausträgtsiezurZuverlässigkeitunddamitauchzurWirtschaftlichkeitderProduktionbei.

Europaweit und insbesondere in Deutschland gibt es eine umfangreiche Gesetzgebung zu Prozesssicherheit,

Arbeits- und Umweltschutz. Trotz Erfüllung der gesetzlichen Bestimmungen und ständiger Bemühungen zur

VerbesserungdertechnischenSicherheitsowiederregelmäßigenSchulungvonMenschenimUmgangmitder

TechniklassensichStörungennichtgänzlichvermeiden,ihreEintrittswahrscheinlichkeitenlassensichlediglich

reduzieren.DiesmussallenamProduktionsprozessBeteiligtenundauchderGesellschaftbewusstsein.

Die Prozess- und Anlagensicherheit in der stoff- und energieumwandelnden Industrie ist eine eigenständige

Fachdisziplin,diemehralsandereGebietedurchInterdisziplinaritätunddieNotwendigkeitfächerübergreifen-

denWissens und Forschens gekennzeichnet ist. Die Prozess- und Anlagensicherheit ist neben Umweltschutz,

Produktsicherheit,QualitätundWirtschaftlichkeiteingleichberechtigtesUnternehmensziel.

DasLehrprofilträgtderdreiteiligenAufteilungdesStudiumsinBachelor,MasterundPromotionRechnung.Vor-

schlägewerdenfürVorlesungenimBachelor-undMasterbereichgemacht,dieStudierendeninStudiengängen

mitBezugzurProzessindustrieangebotenwerdensollten.

NebendemErwerbvonFachkompetenzinProzess-undAnlagensicherheitgewinntdieVermittlungfachübergrei-

fenderundnichttechnischerInhaltezunehmendanBedeutung.DadurchsollderkünftigeNaturwissenschaftler

undIngenieurzukreativemProblemlösen,zukooperativemSozialverhaltenmitFührungs-undKommunikations-

kompetenz,zuganzheitlicherBetrachtungeinestechnischenProjektesinseinemUmfeldundzueuropäischem

undinternationalemEinsatzbefähigtwerden4.

3 AllepersonenbezogeneFormulierungendiesesDokumentesbeziehensichsowohlaufweiblichewieauchmännlichePersonen.

4 VDI:„IngenieurausbildungimUmbruch“(Mai1995)

1 Einleitung

4


2.1 Ausbildungsabschnitte Bachelor und MasterMitderBologna-Erklärungvon1999wurdeinEuropadieBasisfüreindreistufigesHochschulausbildungssystem

biszumAbschlussderPromotiongeschaffen.FürdiebeidenerstenStufenBachelorundMasteristeineGesamt-

studiendauervon10Semestern(Regelstudienzeit)vorgesehen.Damitverbundenist,

» dieEinführungeinerneuenStrukturderCurricula(Modularisierung),

» dieBewertungderStudienleistungenmittelseineseuropaweitanerkanntenPunktesystems„EuropeanCreditTransferSystem“(ECTS),sowie

» dieverstärkteAusrichtungderStudiengängeaufdenErwerbvonKompetenzen,umaufdieHerausforderungendurchdieFortentwicklungvonTechnikundGesellschaftreagierenzukönnen.

2.1.1 ModularisierungEinModulwirddurcheinethematischeStudieneinheitgebildet,dieinderRegel1-2Semesterdauert.Eskann

aus mehreren Lehrveranstaltungen unterschiedlichen Typs, z.B. Vorlesung, Übung, Praktikum oder Seminar,

bestehenundschließtmiteinerPrüfungab.

2.1.2 ECTS-KonzeptDasECTSbewertetdieStudienleistungenaufGrundlagederArbeitsbelastungderStudierenden. InderRegel

wird für 30 Arbeitsstunden ein Credit-Punkt vergeben; ein Semester umfasst 30 ECTS, das gesamte Studium

(BachelorundMaster)300ECTS(davon180–240ECTSfürdenBachelorund60–120ECTSfürdenMaster).

2.1.3 KompetenzenImRahmendesStudiumserwerbendieStudierendennebenderFachkompetenzdieFähigkeiten„Wissenund

Verstehen“ im Beruf anzuwenden (instrumentale Kompetenz), wissenschaftlich fundierte Entscheidungen ab-

zuleiten (systemische Kompetenz), fachbezogene Positionen zu beziehen und gemäß ihrer gesellschaftlichen

Verantwortungzuvertreten(kommunikativeKompetenz).

2.1.4 Bachelor5

» Ersterwissenschaftlicher,arbeitsmarktrelevanterAbschlussnach3-4Jahren(180-240ECTS)

» Eingangsvoraussetzungen:Hochschulreife(Uni),Fachhochschulreife(FH)oderÄquivalente

» Ziel:Beschäftigungsfähigkeit,VermittlungderGrundlageneinerwissenschaftlichenAusbildung

» MöglichkeitenfürBachelor-Absolventen:

– EintrittindenArbeitsmarkt

– WeiterführungdesStudiumszumMasterunterVertiefungundSpezialisierungdesWissensanderselben

odereineranderenHochschuleimIn-oderAusland

2 LehrinhalteProzess-undAnlagensicherheit

5 DieUmsetzungderBologna-ReformandenHochschulen;HRK25.5.2011

5

2 lehrinhalte prozess- und anlagensicherheit

2.1.5 Master » Zweiter,wissenschaftlicherberufsqualifizierenderAbschlussnachweiteren1-2Jahren(60-120ECTS)

» Voraussetzung:ersterHochschulabschluss,ggf.weiterevonderHochschuledefinierteZulassungskriterien

» Forschungs-oderAnwendungsorientierung

» AnschließendeMöglichkeiten:

– TätigkeitinWissenschaftundBerufsfeldern,dievertieftewissenschaftlicheAusbildungerfordern

– BerechtigtzurPromotion

Für weitergehende Informationen zum Bologna-Prozess sowie zu Aufbau und Struktur der Bachelor- und

Masterstudiengänge wird auf die Internetseiten der Kultusministerkonferenz6 und der Hochschulrektoren-

konferenz7verwiesen.

2.2 Zielgruppen und VoraussetzungenDas nachfolgend vorgestellte Lehrprofil richtet sich an Lehrende und Studierende (Bachelor und Master) von

Studiengängen,diefachlichmitderProzessindustriezutunhaben.Dazugehörenvorallem:

» ChemieingenieurwesenundTechnischeChemie,

» Verfahrenstechnik,

» Chemie,

» MaschinenbaumitAusrichtungaufProzessindustrie,

» Bioverfahrenstechnik/Bioingenieurwesenund

» Wirtschaftsingenieurwesen

DieAusbildungaufdemGebietsetztKenntnissevoraus,dieindenmathematisch/naturwissenschaftlichenund

ingenieurspezifischenGrundlagenfächernderStudiengängeChemie,VerfahrenstechnikoderMaschinenbauer-

worbenwerden.

DieVermittlungdesnotwendigenFachwissenssowiederErwerbderzugeordnetenKompetenzenindenBachelor-

undMasterstudiengängenerfolgtindemeigenständigenModul„Prozess-undAnlagensicherheit“,dasjenach

UmfangdesLehrangebotesausmehrerenVeranstaltungenbestehenkann.DieArbeitsbelastungjeModulsollte

ca.150ArbeitsstundeneinschließlichVor-undNachbereitungszeitenbetragen.

Für die Bachelorstudiengänge „Chemieingenieurwesen“ und „Technische Chemie“ sowie „Verfahrenstechnik“

solldasModulverpflichtendsein.IndenBachelorstudiengängenChemie,Maschinenbau,Bioverfahrenstechnik/

BioingenieurwesensowieWirtschaftsinge-nieurwesensolleinsolchesModulalsWahlpflichtfachangebotenwer-

den.GleichesgiltfürdieentsprechendenMasterstudiengänge,fallsdasModulnichtschonimBachelorbereich

angebotenwurde(nichtkonsekutiverMaster).

6 http://www.kmk.org/

7 http://www.hrk.de

6


EinebesondersintensiveBeschäftigungmitdemFach„Prozess-undAnlagensicherheit“kanndurcheindarauf

aufbauendesoderergänzendesModul ineinemkonsekutivenMasterstudiumerfolgen.WeitergehendeVertie-

fungundSchwerpunktbildungimMasterstudiumsinddurchentsprechendeAngebotevonWahlpflichtfächern,in

FormvonProjektenundderMasterarbeiterforderlich.ErgänzendePraktikaundExkursionen,insbesonderezur

Prozessindustrie,werdenempfohlen.

FürLehrendeindiesenStudiengängenstelltdasLehrprofileinenLeitfadenbezüglichzubehandelnderThemen

undStoffumfangdar.

2.3 ZielsetzungDasLehrprofil„Prozess-undAnlagensicherheit“bautaufdemaktuellenStandvonWissenschaftundTechnik

aufundstelltfürLehrendeundStudierendeeineEmpfehlungbezüglichderzubehandelndenThemenunddes

Stoffumfanges dar. Es bildet die Basis für die Nachwuchsförderung sowie für dieWeiterentwicklung der Pro-

zess-undAnlagensicherheitundlegtdiediesbezüglichenerforderlichenKenntnisseausSichtvonWissenschaft

undPraxisfest.

MitdenhierdargestelltenAnforderungensollendieStudierendenaufihrezukünftigenAufgabenandenSchnitt-

stellenAnlage-UmweltundGesellschaftvorbereitetwerdenunddieFähigkeiterwerben,ineinemsichfortentwi-

ckelndenUmfeldsachbezogenundverantwortungsbewusstzuarbeiten.

MitdemLehrprofilwirdangestrebt,dieQualitätderdiesbezüglichenStudienangebotezusichernsowiediesi-

cherheitstechnischeKompetenzinForschungundindustriellerPraxisauchzukünftigzugewährleistenundent-

sprechenddemFortschrittinderProzessindustrieweiterzuentwickeln.

2.4 Aufbau und Struktur der LehrveranstaltungenDasLehrprofil„Prozess-undAnlagensicherheit“mussvondenHochschulenentsprechenddenjeweiligenRand-

bedingungeninkonkreteModulefürBachelor-undMasterstudiengängeübertragenwerden.

DasBachelormodul„Prozess-undAnlagensicherheit“sollsichüber1-2SemestererstreckenundmiteinerPrü-

fungabschließen.DaskonsekutiveMastermodulkanninFormeinesSeminarsergänztumÜbungenundProjek-

tarbeitenangebotenwerden.

BeiderÜbertragungdesLehrprofilsinkonkreteModulesollendiemitdemBologna-ProzessausgelöstenVerän-

derungenimhochschuldidaktischenBereichberücksichtigtwerden.DieseVeränderungenbetreffeninsbesonde-

redieLernkonzeptemitBlickauffachbezogeneundfachübergreifendeKompetenzenals„LearningOutcomes“,

wiesiederzeiteuropaweitdiskutiertwerden8.Dazubietetsichan,dieLehrinhaltebegleitendzueinerfiktiven

oderexistierendenProzessanlageaufzubauen,umdenPraxisbezughervorzuheben.

8WildtJ.;VomLehrenzumLernen–ZumWandelderLernkulturinmodularisiertenStudienstrukturen;NeuesHandbuchHochschullehre(NHHL);RaabeFachverlag;

7


2.5 LehrinhalteDiebeschriebenenLehrinhaltebeziehensichaufeinBachelor-ModulundeindaraufaufbauendesMastermodul.

DiedetaillierteBeschreibungder jeweiligenLehrinhaltesowiedieAusgestaltungder jeweiligenModulinhalte

obliegendendafürverantwortlichenLehrenden.

2.5.1 Bachelormodul

(1) Einführung

» BestimmungsgemäßerBetrieb,BetriebsstörungenundStörfälle–UrsachenundtechnischesowiefinanzielleAuswirkungen

» PrinzipielleMöglichkeitenzurAbsicherungvonAnlagen

» Prozess-undAnlagensicherheitalsinterdisziplinäresArbeitsgebiet

» ArbeitsschutzinVerbindungmitAnlagensicherheit

» AnlagensicherheitundSecurity

» RechtlicherRahmen(nationalundeuropäisch)

Zeiteinheiten: 1

(2) Sicherheits- und Risikomanagement

» Begriffe/Definitionen:Gefahr,Risiko,Grenzrisiko

» Anlagensicherheitskonzept(PrimäreundsekundäreAbsicherungsmaßnahmen)

» MethodenderGefahrenidentifikation,-bewertungund-minimierung,z.B.PAAG,Ausfalleffektanalyse,Ereignisablauf-undFehlerbaumanalyse,LayerofProtectionAnalysis(LOPA)

» Risikoanalyseund-bewertung

» MöglichkeitenderGefahrenabwehr/Risikominimierung

» integrierteHSEManagementsysteme

Zeiteinheiten: 4

(3) Sicherheitsbeurteilung von gefährlichen Stoffen

» Gefahrstoffe/Zubereitungen,Erzeugnisse

» Einstufung,Verpackung,KennzeichnunggefährlicherStoffe

– Physikalisch-chemischeGefahren

– Gesundheitsgefahren

– Umweltgefahren

» GefährdungsbeurteilungdesArbeitsplatzes(Richt-undGrenzwertefürdenGesundheitsschutz)

» SicherheitsdatenblätterundderenAnwendung

» Transport,LagerungundUmgangmitStoffeneinschließlichKorrosion

» Produktsicherheit

Zeiteinheiten: 3

8


(4) Sicherheitstechnische Beurteilung von chemischen Reaktionen

» DurchgehendeReaktionen/TheoriederWärmeexplosion/TRAS410

» SelbstentzündungvonFeststoffen

» ErmittlungundBewertungvonGefahren

» SicherheitstechnischeKenngrößen(z.B.adiabateTemperaturerhöhung,adiabateInduktionszeit)

Zeiteinheiten: 4

(5) Anlagensicherheitskonzepte

» OptimierungverfahrenstechnischerProzesse

» Sicherheitskonzepte(inhärentsicherereAnlagen)

» VersagenvontechnischenKomponenten

» Personalhandlungen(HumanFactors)

» SpezielleSicherheitskonzepte(z.B.Biosicherheit,UmgangmitNanopartikeln)

Zeiteinheiten: 2

(6) Absicherung von Apparaten (End-of-Pipe-Technology)

» Aufbau und Funktion von Sicherheitseinrichtungen (z.B. Explosionssicherungen, Sicherheitsventile, Berst-scheiben)

» AufwallenvonFlüssigkeiten,abzuführenderMassenstrom/DampfanteilamBeispielvonReaktornotentlas-tungen

» AbsicherungvongroßenHold-Up-Mengen

» SpezielleAnforderungenanProzessapparatewieDestillationskolonnen,Wärmeübertrageranlagen

» SchutzmaßnahmenbeimLagernvongefährlichenflüssigenundfestenStoffen(z.B.Inertisierung,Tempera-turüberwachung)

Zeiteinheiten: 3

(7) Rückhaltesysteme

» TypischeEinsatzbereichevonRückhalteeinrichtungeninderProzessindustrie

» RückhaltunggefährlicherFlüssigkeiten/Dämpfe

– Auffang-undEntsorgungssysteme

– Notentlastungssysteme:z.B.Abscheider,Direktkondensation(Quenchung/Tauchung),Fackel

Zeiteinheiten: 2

(8) PLT-Schutzkonzepte

» AufbauvonPLT-EinrichtungeneinschließlichSignalkette

» KlassifizierungvonPLT-Einrichtungen(Steuerung,Überwachung/Absicherung)

» AnforderungenanPLT-Schutzeinrichtungen,SIL-Konzept/PL-Level

» SoftwarebasierteSchutzkonzepte(Modellierung,Validierung,IT-Sicherheit)

Zeiteinheiten: 3

9


(9) Störungsbedingte atmosphärische Freisetzung gefährlicher Stoffe

» Quellterme(ArtderFreisetzung,Massen-undEnergieströme)

» FreisetzungunterAusbildungeinesFreistrahls(erhöhterAusgangsdruck)

» AtmosphärischeAusbreitung(Inversion,atmosphärischeTemperaturschichtung,Turbulenz)

» BewertungderAusbreitungtoxischerStoffeundVergleichmitStörfallbeurteilungswerten(z.B.ERPG,AEGL,Probits)

» BewertungvonBrand-undExplosionsgefahren(Grenzwerte)

Zeiteinheiten: 2

(10) Brand- und Explosionsschutz

» PhysikalischchemischeVorgänge(Gas-/Staubexplosion)

» Explosionenchemisch(Deflagration/Detonation)/physikalisch

» ExplosionsbereicheinZweistoff-/Dreistoffsystemen

» EinstufunginexplosionsgefährlicheBereiche(Zoneneinteilung)

» Primäre,sekundäreundkonstruktiveMaßnahmendesExplosionsschutzes

» Brandschutz(vorbeugend,anlagentechnisch,abwehrendundorganisatorisch)

» Brandschutzkonzepte

Zeiteinheiten: 3

(11) Elektrostatik

» GrundlagenderElektrostatik/PhysikalischeEffekte(Influenz,Kontaktaufladung)

» Entladungsmechanismen/Entladungsarten(Funken-/Schüttkegel-/Gleitstiel-/Gleitstielbüschel-Entladungen)

» SchutzmaßnahmengegengefährlicheEntladungendurchstatischeElektrizität

Zeiteinheiten: 1

Insgesamt: 28 Zeiteinheiten (14 Wochen mit je 2 x 45 Minuten/Woche)

Empfohlen:

I. Übungen / Praktika (Umfang: ca. 28 Zeiteinheiten)

II. Exkursion

III. BesichtigungeinerProzessanlage

IV. BewertungeinesrealenAnlagensicherheitskonzeptes

10


2.5.2 Mastermodul Nicht konsekutiv

DieobengenanntenLehrinhaltekönnenauchineinemnichtkonsekutivenMasterstudiumangebotenwerden.

Siesinddanninhaltlichwesentlichvertieftunderweitertzupräsentieren9,wobeiaufdieumfangreicherenKennt-

nissederStudierendeninMathematik,Physik,ChemiesowieThermo-undFluiddynamikBezuggenommenwird.

Konsekutiv

DerBachelor-AbschlussindeneingangsgenanntenStudiengängeneinschließlichdesModuls„Prozess-undAn-

lagensicherheit“wirdvorausgesetzt.KerndeskonsekutivenMasterstudiumsistdasfolgendeMastermodul.Zum

ErwerbdeserforderlichenFachwissenssindergänzendeFächerzubelegen,beispielsweisenumerischeMathe-

matik,Stochastik,Arbeitsschutz,FührungundKommunikation,Risikomanagement,RechtundWirtschaft.

a) Einarbeitung in die Prozessführung einer Anlage / Erwerb der Anlagenkenntnisse anhand von:

» R&IFließschemata

» AnlagenundProzessbeschreibungen

» BeurteilungderStoffeigenschaften,derchemischenReaktionenunddesProzesses (sicherheitstechnischeKenngrößen)

» ErarbeitungderwesentlichenSteuerparameterzurKontrolledergewünschtenchemischenUmsetzung/desProzesses

» BewertungdesbestimmungsgemäßenBetriebes

» AlternativeVerfahrenswegezurErhöhungderSicherheit

» BestimmungdeszulässigenFehlbereichs(Alarmierung)

b) Gefahrenanalyse (Anwendung der Methoden) und Gefährdungsermittlung für eine fiktive / reale Anlage

» BeurteilungvonFehlermöglichkeitenbeiTechnikundMensch

» UmgebungsbedingteGefahrenquellen

» QuantifizierungvonEreignisablaufdiagrammenundFehlerbäumen

» BewertungderErgebnisse-DiskussionvonAuslegungsalternativen

c) Umsetzung von verschiedenen Sicherheitskonzepten

» ErarbeitungundBewertungalternativerAnlagensicherheitskonzepteanhandunabhängigerSicherheitsbarri-eren(independentlayersofprotection)

» AuslegungeinerPLT-Schutzeinrichtung

» AuslegungmechanischerSicherheits-undRückhaltereinrichtung(Sicherheitsventil,Berstscheibe,Zyklonab-scheider,Quenchung,Tauchung)

9 QualifikationsrahmenfürDeutschenHochschulabschlüsse,Kultusministerkonferenz2005

11


d) Störungsfolgenabschätzung

» ErmittlungpotentiellerStörungsszenarienmitStofffreisetzung

» EntwicklungvonSzenarienundWahrscheinlichkeitsbewertung

» BerechnungderzugehörigenQuelltermefüreineStofffreisetzung

» SimulationsrechnungenfürAusbreitungvongefährlichenStoffen

» SimulationsrechnungenfürExplosion/Brand:Druckwelle,thermischeStrahlung,Trümmerwurf

» MinderungdurchsekundäreSchutzmaßnahmen

e) Ermittlung des ortsbezogenen Risikos, Individual- und Kollektivrisikos und Vergleich

mit Risikogrenzwerten bzw. -kurven für ein ausgewähltes Fallbeispiel

f ) Vertiefte Analyse von sicherheitstechnisch bedeutsamen Themen:

» SIL-Schutzkonzepte,AnalyseundErmittlungvonZuverlässigkeitskenngrößen

» SicherheitstechnischeForderungenimBereichBiotechnologie

» NeueverfahrenstechnischeApparatewiemikrostrukturierteReaktoren

» ExplosionsschutzkonzeptkomplexerAbgassysteme,Entstaubungsanlagenetc.

» BerechnungzweiphasigerDruckentlastung

» GrenzenderAussagefähigkeitenvonSimulationundModellierung(Modellierungs-undDatenunsicherheiten)

» BeitragSicherheitstechnikzurNachhaltigkeitinderProzessindustrie(eco-efficiencyandsustainabilityassessment)

g) Risikobewertung und Risikokommunikation

h) Praktikum auf dem Gebiet der Prozesssicherheit, bevorzugt experimentell, z.B:

» ReaktionskalorimetrischeVersuchezurCharakterisierungvonStoffenundStoffgemischen

» ErmittelnvonBrand-undExplosionskenngrößen

» MessungvonMehrphasenströmungen

» NumerischeModellierungvonReaktornotentlastungen,Stoff-,Explosions-oderBrandszenarien

i) Experimentalvortrag und/oder Exkursion zu Fachinstituten/Prüflabors

Masterarbeit auf dem Gebiet „Prozess- und Anlagensicherheit“

Das Masterstudium sollte umWahlpflichtfächer nach individueller Schwerpunktbildung aus dem Angebot der

Universität/Hochschuleergänztwerden.

12


Esistdavonauszugehen,dassdasgesamteLehrspektruminderRegelnichtvoneinemeinzigenLehrendenab-

gedecktwerdenkann.DieAufteilungaufmehrereLehrendemitunterschiedlichenfachlichenSchwerpunkten,die

KooperationmitLehrendenandererLehreinrichtungenbzw.dasHinzuziehenvonLehrbeauftragtenmitPraxiser-

fahrungwirdempfohlen.

WegenderBedeutungdesGebietesistdieEinrichtungweitererentsprechenderAusbildungs-undForschungs-

einrichtungenanUniversitätenundHochschulennotwendig.DieinhaltlicheAusrichtungderForschunganden

verschiedenenInstitutionensolltekomplementärsein.

3 EmpfehlungenfürdiepraktischeUmsetzung

13

DerFortschrittinderProzess-undAnlagensicherheitistinFachveröffentlichungen,MonographienundFachbü-

cherndokumentiert.ImFolgendensindausgewählteFachbücherundStandardwerkeaufgelistet,diedenEinstieg

indieThematikerleichternkönnen.WelcheÄnderungeninkurzerZeiterfolgenkönnen,belegtdieUmstellung

derEinstufungundKennzeichnungvongefährlichenStoffenimRahmenderglobalenHarmonisierung.DerBlick

indiegeltendenGesetzes-/VerordnungstextesowiederDokumentederKommissionfürAnlagensicherheit(KAS)

istdaherdringendgeboten.

DieLiteraturistnachdenLehrinhaltengegliedert.

(1) Einführung und (5) Anlagensicherheitskonzepte

Übersicht

[1] Schäfer,H.-K.,Jochum,Ch.:SicherheitinderChemie–EinLeitfadenfürdiePraxis.CarlHanserVerlag,

ISBN13:978-3446181595(1997)

[2] BerufsgenossenschaftRohstoffeundchemischeIndustrie(BGRCI)undVerbandDeutscherSicherheits-

ingenieuree.V.(VDSI):RATGEBERANLAGENSICHERHEITGefahrenfelder–Schutzkonzepte–Praxis-

beispiele,UniversumVerlagGmbH,Wiesbaden(Loseblattsammlung)

Vertiefung

[3] TNO,Princetonlaan6,NL-3584CBUtrecht

– MethodsforthecalculationofPhysicalEffectsDuetoreleasesofhazardousmaterials(liquidsand

gases)–ThirdeditionSecondrevisedprint2005

– Methodsforthedeterminationofpossibledamagetopeopleandobjectsresultingfromreleasesof

hazardousmaterials-Firstedition1992,ISBN90-5307-052-4

– Guidelinesforquantitativeriskassessment–Firstedition1999/2005

– Methodsfordeterminingandprocessingprobabilities-Secondedition1997/2005

[4] Mannan,S.(Ed.),Lees’LossPreventionintheProcessIndustries,Vol.1-3,ElsevierButterworth-Heine-

mann,3rded.,Oxford,2005.

[5] Schmidt,J.(Ed.),ProcessandPlantSafety–ApplyingCFD,Wiley-VCH,Weinheim,2012

[6] Schönbucher,A.(Hrsg.),QuelltermberechnungbeistörungsbedingtenStoff-undEnergiefreisetzungenin

derProzessindustrie–MethodenübersichtundindustrielleAnwendung,e-book,250Seiten,DECHEMA,

2012

[7] Hauptmanns,U.(Ed.)PlantandProcessSafety,inUllmann‘sEncyclopediaofIndustrialChemistry,8th

edition(inprint)

[8] Hauptmanns,U.,Prozess-undAnlagensicherheit,inVorbereitung,Wiley-VCH,Weinheim

[9] CenterforChemicalProcessSafety(CCPS)“GuidelineforEngineeringDesignforProcessSafety”Wiley

2012,ISBN978-0-470-76772-6

(2) Sicherheits- und Risikomanagement

[10] TRBS1111:GefährdungsbeurteilungundsicherheitstechnischeBewertung(2006)

[11] Schönbucher,A.:SicherheitstechnischeAspekte,in:„ThermischeVerfahrenstechnik“,Grundlagenund

BerechnungsmethodenfürAusrüstungenundProzesse,Springer-Verlag,Berlin(2002)

4 AnhangLiteratur

14


[12] Hauptmanns,U.;Herttrich,M.;Werner,W.:TechnischeRisiken.ErmittlungundBeurteilung,Springer-

Verlag,Berlin(1987)

[13] CHemGIVVS:DasPAAG-Verfahren,ISBN92-843-7037-X(2000)

[14] IVSSSektionChemie„GefahrenermittlungundGefahrenbewertunginderAnlagensicherheit“

2.Auflage2012,ISBN92-843-7122-8

[15] ProcessNet:ThemenhefteSicherheitstechnik,Gastherausgeber:SchönbucherA.undSchmidtJ.

– ChemieIngenieurTechnik,Volume81,Issue1-2,Pages3-186,February2009,ISSN0930-7516

– ChemicalEngineering&Technology,Volume32,Issue2,Pages167-327,February,2009,ISSN0930-7516

– TechnischeÜberwachung,Ausgabe1-2/2009,ISSN2191-0073

– ForschungimIngenieurwesen,Volume73,Number1,April2009,ISSN0015-7899

– ForschungimIngenieurwesen,Volume73,Number2,June2009,ISSN0015-7899

(3) Sicherheitsbeurteilung von gefährlichen Stoffen

[16] Verordnung(EG)Nr.1272/2008desEuropäischenParlamentsunddesRatesvom16.Dezember2008

überdieEinstufung,KennzeichnungundVerpackungvonStoffenundGemischen(CLP-Verordnung)und

Anpassungsverordnungen(HarmonisiertesEinstufungs-undKennzeichnungssystem)

[17] VerordnungzumSchutzvorGefahrstoffen(GefStoffV)(2010)

[18] TechnischeRegelnGefahrstoffverordnung,z.B.:TRGS200:EinstufungundKennzeichnungvonStoffen,

ZubereitungenundErzeugnissen(2006/2010);TRGS400:GefährdungsbeurteilungfürTätigkeitenmit

Gefahrstoffen(2010);TRGS510:LagerungvonGefahrstoffeninortsbeweglichenBehältern(2010);

TRGS900:Arbeitsplatzgrenzwerte(2006);Bekanntmachung220:Sicherheitsdatenblatt(2007)

[19] BundesanstaltfürArbeitsschutzundArbeitsmedizin,Neustadt,T.:Gefahrstoffe:Kennzeichnung-kein

Problem!?.RichtigKennzeichnenbringtFreu(n)de,7.Auflage.Dortmund:2007,ISBN:978-3-88261-559-3

[20] BGRCI,MerkblattR003:SicherheitstechnischeKenngrößen–ErmittelnundBewerten

[21] Urben,P.G.(Ed.),Bretherick‘sHandbookofReactiveChemicalHazards,Volume1-2,Elsevier(2007)

(4) Sicherheitstechnische Beurteilung von chemischen Reaktionen

[22] TRAS410:ErkennenundBeherrschenexothermerchemischerReaktionen(2007)

[23] BGRCI:Merkblätter:R001:ExothermeChemischeReaktionen–Grundlagen;R002:Exothermechemische

Reaktionen–MaßnahmenzurBeherrschung;R004:ThermischeSicherheitchemischerProzesse;R006:

ExothermeReaktionenundinstabileStoffe–AntwortenaufhäufiggestellteFragen;R007:Lehrenaus

Ereignissen

[24] Grewer,Th.:ThermalHazardsofChemicalReactions,IndustrialSafety,Vol4,Elsevier,Amsterdam(1994)

[25] Steinbach,J.:ChemischeSicherheitstechnik,VCH-VerlagsgesellschaftmbH,Weinheim,

ISBN3-527-28710-8(1995)

[26] StoesselF.:ThermalSafetyofChemicalProcesses:RiskAssessmentandProcessDesign,

Wiley-VCHVerlagGmbH&Co,Weinheim(2008)

[27] MitropetrosK.,BazzanellaA.:LeitfadenMikroverfahrenstechnik,DECHEMA2010,

ISBN:978-3-89746-114-7

15

4 anhang literatur

[28] Klais,O.etal,“GuidanceonSafety/HealthforProcessIntensificationIncludingMSDesign”PartI:Re-

actionHazards,Chem.Eng.Technol.2009,32,No.11,1831–1844;PartII:ExplosionHazards,Chem.Eng.

Technol.2009,32,No.12,1966–1973;PartIII:RiskAnalysis,Chem.Eng.Technol.2010,33,No.3,444–

454;PartIV:CaseStudies,Chem.Eng.Technol.2010,33,No.7,1159–1168

(6) Absicherung von Apparaten (End-of-pipe-Technology) und (7) Rückhaltesysteme

Explosionsentlastung, Explosionsunterdrückung, Explosionsfeste Bauart:

siehe auch Brand- und Explosionsschutz (10)

[29] VDI3673Blatt1:DruckentlastungvonStaubexplosionen(2002)

[30] SchmidtJ.:AuslegungvonSicherheitsventilenfürMehrzweckanlagennachISO4126-10,Chem.Ing.Techn.

83,N06,796-812(2011)

(8) PLT-Schutzkonzepte

[31] VDI/VDE2180:SicherungvonAnlagenderVerfahrenstechnikmitMittelnderProzessleittechnik

[32] DINIEC61511/VDE0810:SicherheitstechnischeSystemefürdieProzessindustrie

[33] PublikationenderKAS(KommissionfürAnlagensicherheit)

(9) Störungsbedingte atmosphärische Freisetzung gefährlicher Stoffe

[34] KommissionfürAnlagensicherheit:KAS-18:EmpfehlungenfürAbständezwischenBetriebsbereichennach

derStörfall-VerordnungundschutzbedürftigenGebietenimRahmenderBauleitplanung-Umsetzung

§50BImSchG(Nov.2010)

[35] VDI3783Blatt1“AusbreitungvonLuftverunreinigungeninderAtmosphäre;Ausbreitungvonstörfallbe-

dingtenFreisetzungen;Sicherheitsanalyse“(2004-08)

[36] VDI3783Blatt2“Umweltmeteorologie;AusbreitungvonstörfallbedingtenFreisetzungenschwererGase;

Sicherheitsanalyse“(2004-08)

[37] VDI3783Blatt4“Umweltmeteorologie-AkuteStofffreisetzungenindieAtmosphäre-Anforderungen

aneinoptimalesSystemzurBestimmungundBewertungderSchadstoffbelastunginderAtmosphäre“

(2009-12)

(10) Brand- und Explosionsschutz

[38] DIN-EN1127:ExplosionsfähigeAtmosphären-Explosionsschutz-Teil1:GrundlagenundMethodik(2009)

[39] DIN-EN60079-10-1ExplosionsfähigeAtmosphäre-Teil10-1:EinteilungderBereiche-Gasexplosionsgefähr-

deteBereiche(2009)

[40] DIN-EN60079-10-2ExplosionsfähigeAtmosphäre-Teil10-2:EinteilungderBereiche-Staubexplosions-

gefährdeteBereiche(2009)

[41] TRBS2152GefährlicheexplosionsfähigeAtmosphäre,Teil1bis4

[42] BrandesE.et.al.„SicherheitstechnischeKenngrößen:Band1:BrennbareFlüssigkeitenundGase,Band2:

ExplosionsbereichevonGasgemischen“,WirtschaftsverlagNW,VerlagfürneueWissenschaftGmbH

[43] Steen,H.:HandbuchdesExplosionsschutzes,Wiley-VCHVerlag,Weinheim(2000)

[44] Bartknecht,W.:Explosionsschutz,GrundlagenundAnwendungen,Springer-Verlag;Berlin,Heidelberg

16


[45] Eckhoff,R.-H.:DustExplosionsintheProcessIndustries,Butterworth-Heinemann,Oxford

[46] FireProtectionHandbook,EighteenthEdition,NationalFireProtectionAssociation,Quincy,Massachusetts

[47] Warnatz,J.,Maas,U.:TechnischeVerbrennung,Springer-VerlagBerlin,Heidelberg,NewYork(2006)

[48] Bussenius,S.:WissenschaftlicheGrundlagendesBrand-undExplosionsschutzes,VerlagW.Kohlhammer,

Stuttgart,Berlin,Köln,1996

[49] VFDBLeitfadenTB04-01„IngenieurmethodendesBrandschutzes“(Mai2009)

[50] Schneider,U.,IngenieurmethodenimBrandschutz;2.Auflage,WernerVerlag2009

[51] SFPE,NFPA,TheSFPEHandbookofFireProtectionEngineering,2008

(11) Elektrostatik

[52] TRBS2153:VermeidungvonZündgefahreninfolgeelektrostatischerAufladungen(2009)

[53] Lüttgens,G.,Glor,M.:StatischeElektrizitätbegreifen-beherrschen–anwenden,Band44vonKontaktu.

Studium,Expert-VerlagGmbH(2002)

Weitere Literatur listet die Website der ProcessNet Fachgemeinschaft „Anlagen- und Prozesssicherheit“:

http://processnet.de/APS

DECHEMAGesellschaftfürChemischeTechnikundBiotechnologiee.V.Theodor-HeussAllee2560486FrankfurtamMain

Telefon: 0697564-0Telefax: 0697564-117E-Mail: [email protected]

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