empfehlung zur ausbildung im rahmen des bologna … · technik lassen sich störungen nicht...
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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
lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
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
lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
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 lehrinhalte prozess- und anlagensicherheit
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
lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
(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
2 lehrinhalte prozess- und anlagensicherheit
(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
lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
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
2 lehrinhalte prozess- und anlagensicherheit
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.
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lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
Esistdavonauszugehen,dassdasgesamteLehrspektruminderRegelnichtvoneinemeinzigenLehrendenab-
gedecktwerdenkann.DieAufteilungaufmehrereLehrendemitunterschiedlichenfachlichenSchwerpunkten,die
KooperationmitLehrendenandererLehreinrichtungenbzw.dasHinzuziehenvonLehrbeauftragtenmitPraxiser-
fahrungwirdempfohlen.
WegenderBedeutungdesGebietesistdieEinrichtungweitererentsprechenderAusbildungs-undForschungs-
einrichtungenanUniversitätenundHochschulennotwendig.DieinhaltlicheAusrichtungderForschunganden
verschiedenenInstitutionensolltekomplementärsein.
3 EmpfehlungenfürdiepraktischeUmsetzung
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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
lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
[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
lehrprofil „prozess- und anlagensicherheit“
[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]