精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則解讀

1、附件精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則（試行）2017 年一月1 范圍本導(dǎo)則給出了精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法、評(píng)估 流程、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)指南，并給出了反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估示例。本導(dǎo)則適用于精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。精細(xì)化工 生產(chǎn)的主要安全風(fēng)險(xiǎn)來自工藝反應(yīng)的熱風(fēng)險(xiǎn)。開展反應(yīng)安全 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，就是對(duì)反應(yīng)的熱風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。2 術(shù)語和定義失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間TMRad失控反應(yīng)體系的最壞情形為絕熱條件。在絕熱條件下， 失控反應(yīng)到達(dá)最大反應(yīng)速率所需要的時(shí)間，稱為失控反應(yīng)最 大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間，可以通俗地理解為致爆時(shí)間。TMRad 是溫度的函數(shù)，是一個(gè)時(shí)間衡量尺度，用于評(píng)估失控反應(yīng)最壞 情形發(fā)生的可能性，是人為

2、控制最壞情形發(fā)生所擁有的時(shí)間 長(zhǎng)短。絕熱溫升厶Tad在冷卻失效等失控條件下，體系不能進(jìn)行能量交換，放 熱反應(yīng)放出的熱量，全部用來升高反應(yīng)體系的溫度，是反應(yīng) 失控可能達(dá)到的最壞情形。對(duì)于失控體系，反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化時(shí)所放出的熱量導(dǎo)致 物料溫度的升高， 稱為絕熱溫升。 絕熱溫升與反應(yīng)的放熱量 成正比，對(duì)于放熱反應(yīng)來說，反應(yīng)的放熱量越大，絕熱溫升 越高，導(dǎo)致的后果越嚴(yán)重。絕熱溫升是反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的 重要參數(shù)，是評(píng)估體系失控的極限情況，可以評(píng)估失控體系 可能導(dǎo)致的嚴(yán)重程度。工藝溫度 Tp 目標(biāo)工藝操作溫度，也是反應(yīng)過程中冷卻失效時(shí)的初始 溫度。冷卻失效時(shí)，如果反應(yīng)體系同時(shí)存在物料最大量累積和 物料具有最

3、差穩(wěn)定性的情況，在考慮控制措施和解決方案時(shí)， 必須充分考慮反應(yīng)過程中冷卻失效時(shí)的初始溫度，安全地確 定工藝操作溫度。技術(shù)最高溫度 MTT 技術(shù)最高溫度可以按照常壓體系和密閉體系兩種方式 考慮。對(duì)于常壓反應(yīng)體系來說，技術(shù)最高溫度為反應(yīng)體系溶劑 或混合物料的沸點(diǎn)；對(duì)于密封體系而言，技術(shù)最高溫度為反 應(yīng)容器最大允許壓力時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。失控體系能達(dá)到的最高溫度 MTSR 當(dāng)放熱化學(xué)反應(yīng)處于冷卻失效、熱交換失控的情況下， 由于反應(yīng)體系存在熱量累積，整個(gè)體系在一個(gè)近似絕熱的情 況下發(fā)生溫度升高。在物料累積最大時(shí)，體系能夠達(dá)到的最 高溫度稱為失控體系能達(dá)到的最高溫度。 MTSF與反應(yīng)物料的 累積程度相關(guān)，

4、反應(yīng)物料的累積程度越大， 反應(yīng)發(fā)生失控后， 體系能達(dá)到的最高溫度 MTSR越高。精細(xì)化工產(chǎn)品 原化學(xué)工業(yè)部對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品分為：農(nóng)藥、染料、涂料（包括油漆和油墨） 、顏料、試劑和高純物、 信息用化學(xué)品 （包 括感光材料、 磁性材料等能接受電磁波的化學(xué)品） 、食品和飼 料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產(chǎn)的化 學(xué)藥品（原料藥）和日用化學(xué)品、高分子聚合物中的功能高 分子材料（包括功能膜、偏光材料等）等 11 個(gè)大類。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類 （GB/T 4754-2011） ，生產(chǎn)精 細(xì)化工產(chǎn)品的企業(yè)中反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)較大的有：化學(xué)農(nóng)藥、化 學(xué)制藥、有機(jī)合成染料、化學(xué)品試劑、催化劑以及其他專業(yè)

5、化學(xué)品制造企業(yè)。3 反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工藝信息 工藝信息包括特定工藝路線的工藝技術(shù)信息，例如：物 料特性、物料配比、反應(yīng)溫度控制范圍、壓力控制范圍、反 應(yīng)時(shí)間、加料方式與加料速度等工藝操作條件，并包含必要 的定性和定量控制分析方法。實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要的設(shè)備種類較多，除了閃點(diǎn)測(cè)試 儀、爆炸極限測(cè)試儀等常規(guī)測(cè)試儀以外，必要的設(shè)備還包括差熱掃描量熱儀 DSC熱穩(wěn)定性篩選量熱儀、絕熱加速度量 熱儀ARC高性能絕熱加速度量熱儀PHI-TEC、微量熱儀、常壓反應(yīng)量熱儀、高壓反應(yīng)量熱儀、最小點(diǎn)火能測(cè)試儀等； 配備水分測(cè)試儀、 液相色譜儀、 氣相色譜儀等分析儀器設(shè)備； 具備動(dòng)力學(xué)研究手段和技術(shù)能力

6、。反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包括但 不局限于上述設(shè)備。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單位需要具備必要的工藝技術(shù)、工程 技術(shù)、熱安全和熱動(dòng)力學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，具備中?guó)合 格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室（CNAS認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室）資質(zhì)，保證相關(guān) 設(shè)備和測(cè)試方法及時(shí)得到校驗(yàn)和比對(duì)，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 性。4 反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法單因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 依據(jù)反應(yīng)熱、失控體系絕熱溫升、最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí) 間進(jìn)行單因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。混合疊加因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 以最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間作為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性，失控 體系絕熱溫升作為風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的嚴(yán)重程度，進(jìn)行混合疊加因素 反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估依據(jù)四個(gè)溫度參數(shù)（即工藝溫度

7、、技術(shù)最高溫度、最大 反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為 24 小時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，以及失控體系能 達(dá)到的最高溫度）進(jìn)行反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估。對(duì)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性或半定量的評(píng)估，針 對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)，要建立相應(yīng)的控制措施。反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 具有多目標(biāo)、多屬性的特點(diǎn)，單一的評(píng)估方法不能全面反映 化學(xué)工藝的特征和危險(xiǎn)程度， 因此，應(yīng)根據(jù)不同的評(píng)估對(duì)象， 進(jìn)行多樣化的評(píng)估。5 反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程 物料熱穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)所需評(píng)估的物料進(jìn)行熱穩(wěn)定性測(cè)試， 獲取熱穩(wěn)定性評(píng) 估所需要的技術(shù)數(shù)據(jù)。 主要數(shù)據(jù)包括物料熱分解起始分解溫 度、分解熱、絕熱條件下最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為 24 小時(shí) 對(duì)應(yīng)的溫度。 對(duì)比工藝溫度和物料穩(wěn)

8、定性溫度， 如果工藝溫 度大于絕熱條件下最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為 24 小時(shí)對(duì)應(yīng)的 溫度，物料在工藝條件下不穩(wěn)定，需要優(yōu)化已有工藝條件， 或者采取一定的技術(shù)控制措施， 保證物料在工藝過程中的安 全和穩(wěn)定。 根據(jù)物質(zhì)分解放出的熱量大小， 對(duì)物料潛在的燃 爆危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估， 分析分解導(dǎo)致的危險(xiǎn)性情況， 對(duì)物料在 使用過程中需要避免受熱或超溫， 引發(fā)危險(xiǎn)事故的發(fā)生提出 要求。 目標(biāo)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性和導(dǎo)致的嚴(yán)重程度評(píng)估實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取反應(yīng)過程絕熱溫升、體系熱失控情況下工 藝反應(yīng)可能達(dá)到的最高溫度，以及失控體系達(dá)到最高溫度對(duì) 應(yīng)的最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間等數(shù)據(jù)。考慮工藝過程的熱累積 度為 100%，利用失控

9、體系絕熱溫升，按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)失控 反應(yīng)可能導(dǎo)致的嚴(yán)重程度進(jìn)行反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；利用最大 反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間，對(duì)失控反應(yīng)觸發(fā)二次分解反應(yīng)的可能性 進(jìn)行反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。綜合失控體系絕熱溫升和最大反應(yīng) 速率到達(dá)時(shí)間，對(duì)失控反應(yīng)進(jìn)行復(fù)合疊加因素的矩陣評(píng)估， 判定失控過程風(fēng)險(xiǎn)可接受程度。如果為可接受風(fēng)險(xiǎn)，說明工 藝潛在的熱危險(xiǎn)性是可以接受的；如果為有條件接受風(fēng)險(xiǎn)， 則需要采取一定的技術(shù)控制措施，降低反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)； 如果為不可接受風(fēng)險(xiǎn)，說明常規(guī)的技術(shù)控制措施不能奏效， 已有工藝不具備工程放大條件，需要重新進(jìn)行工藝研究、工 藝優(yōu)化或工藝設(shè)計(jì)，保障化工過程的安全。目標(biāo)反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取包括目

10、標(biāo)工藝溫度、失控后體系能夠達(dá)到 的最高溫度、失控體系最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為 24 小時(shí)對(duì) 應(yīng)的溫度、技術(shù)最高溫度等數(shù)據(jù)。在反應(yīng)冷卻失效后，四個(gè) 溫度數(shù)值大小排序不同，根據(jù)分級(jí)原則，對(duì)失控反應(yīng)進(jìn)行反 應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估，形成不同的危險(xiǎn)度等級(jí)；根據(jù)危險(xiǎn)度等 級(jí)，有針對(duì)性地采取控制措施。應(yīng)急冷卻、減壓等安全措施 均可以作為系統(tǒng)安全的有效保護(hù)措施。對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度 較高的反應(yīng)，需要對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化或者采取有效的控制措施， 降低危險(xiǎn)度等級(jí)。常規(guī)控制措施不能奏效時(shí)，需要重新進(jìn)行 工藝研究或工藝優(yōu)化，改變工藝路線或優(yōu)化反應(yīng)條件，減少 反應(yīng)失控后物料的累積程度，實(shí)現(xiàn)化工過程安全。6評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分解熱評(píng)估對(duì)物質(zhì)進(jìn)

11、行測(cè)試，獲得物質(zhì)的分解放熱情況，開展風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估，評(píng)估準(zhǔn)則參見表 1。表1分解熱評(píng)估等級(jí)分解熱（J/g）說明1分解熱v 400潛在爆炸危險(xiǎn)性。2400w分解熱w 1200分解放熱量較大，潛在爆炸危險(xiǎn)性較咼。31200v 分解熱 v 3000分解放熱量大，潛在爆炸危險(xiǎn)性咼。4分解熱3000分解放熱量很大，潛在爆炸危險(xiǎn)性很高。分解放熱量是物質(zhì)分解釋放的能量，分解放熱量大的 物質(zhì)，絕熱溫升高，潛在較高的燃爆危險(xiǎn)性。實(shí)際應(yīng)用過 程中，要通過風(fēng)險(xiǎn)研究和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，界定物料的安全操作 溫度，避免超過規(guī)定溫度，引發(fā)爆炸事故的發(fā)生。嚴(yán)重度評(píng)估嚴(yán)重度是指失控反應(yīng)在不受控的情況下能量釋放可能 造成破壞的程度。由于精細(xì)

12、化工行業(yè)的大多數(shù)反應(yīng)是放熱反 應(yīng)，反應(yīng)失控的后果與釋放的能量有關(guān)。反應(yīng)釋放出的熱量 越大，失控后反應(yīng)體系溫度的升高情況越顯著，容易導(dǎo)致反 應(yīng)體系中溫度超過某些組分的熱分解溫度，發(fā)生分解反應(yīng)以 及二次分解反應(yīng)，產(chǎn)生氣體或者造成某些物料本身的氣化， 而導(dǎo)致體系壓力的增加。在體系壓力增大的情況下，可能致 使反應(yīng)容器的破裂以及爆炸事故的發(fā)生，造成企業(yè)財(cái)產(chǎn)人員 損失、傷害。失控反應(yīng)體系溫度的升高情況越顯著，造成后 果的嚴(yán)重程度越高。反應(yīng)的絕熱溫升是一個(gè)非常重要的指標(biāo)， 絕熱溫升不僅僅是影響溫度水平的重要因素，同時(shí)還是失控 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的重要影響因素。絕熱溫升與反應(yīng)熱成正比，可以利用絕熱溫升來評(píng)估放 熱反應(yīng)

13、失控后的嚴(yán)重度。當(dāng)絕熱溫升達(dá)到200 K 或 200 K 以上時(shí)，反應(yīng)物料的多少對(duì)反應(yīng)速率的影響不是主要因素，溫 升導(dǎo)致反應(yīng)速率的升高占據(jù)主導(dǎo)地位，一旦反應(yīng)失控，體系 溫度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈的變化，并導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。而 當(dāng)絕熱溫升為 50 K 或 50 K 以下時(shí)，溫度隨時(shí)間的變化曲線 比較平緩，體現(xiàn)的是一種體系自加熱現(xiàn)象，反應(yīng)物料的增加 或減少對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生主要影響，在沒有溶解氣體導(dǎo)致壓力 增長(zhǎng)帶來的危險(xiǎn)時(shí)，這種情況的嚴(yán)重度低。利用嚴(yán)重度評(píng)估失控反應(yīng)的危險(xiǎn)性，可以將危險(xiǎn)性分為 四個(gè)等級(jí)，評(píng)估準(zhǔn)則參見表 2。表2失控反應(yīng)嚴(yán)重度評(píng)估等級(jí) Tad ( K)后果1 400工廠毀滅性的損失絕熱溫升為

14、200 K或200 K以上時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致劇烈的反 應(yīng)和嚴(yán)重的后果；絕熱溫升為 50 K或50 K以下時(shí)，如果沒 有壓力增長(zhǎng)帶來的危險(xiǎn)，將會(huì)造成單批次的物料損失，危險(xiǎn) 等級(jí)較低?？赡苄栽u(píng)估可能性是指由于工藝反應(yīng)本身導(dǎo)致危險(xiǎn)事故發(fā)生的可能概率大小。利用時(shí)間尺度可以對(duì)事故發(fā)生的可能性進(jìn)行反 應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以設(shè)定最危險(xiǎn)情況的報(bào)警時(shí)間，便于在 失控情況發(fā)生時(shí)，在一定的時(shí)間限度內(nèi)，及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ) 救措施，降低風(fēng)險(xiǎn)或者強(qiáng)制疏散，最大限度地避免爆炸等惡 性事故發(fā)生，保證化工生產(chǎn)安全。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)來說，如果在絕熱條件下失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間大于等于24小時(shí)，人為處置失控反應(yīng)有足夠的時(shí)間，

15、導(dǎo)致事故發(fā)生的概率較低。如果最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間小于等于8小時(shí)，人為處置失控反應(yīng)的時(shí)間不足，導(dǎo)致事故發(fā)生的概率升高。采用上述的時(shí)間尺 度進(jìn)行評(píng)估，還取決于其他許多因素，例如化工生產(chǎn)自動(dòng)化 程度的高低、操作人員的操作水平和培訓(xùn)情況、生產(chǎn)保障系 統(tǒng)的故障頻率等，工藝安全管理也非常重要。利用失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間TMRd為時(shí)間尺度，對(duì)反應(yīng)失控發(fā)生的可能性進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估準(zhǔn)則參見表3。表3失控反應(yīng)發(fā)生可能性評(píng)估等級(jí)TMR（h）后果1TMRA 24很少發(fā)生28v TMRv 24偶爾發(fā)生31vTMRW 8很可能發(fā)生4TMRW 1頻繁發(fā)生矩陣評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)矩陣是以失控反應(yīng)發(fā)生后果嚴(yán)重度和相應(yīng)的發(fā)生 概率進(jìn)行組

16、合，得到不同的風(fēng)險(xiǎn)類型，從而對(duì)失控反應(yīng)的反 應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并按照可接受風(fēng)險(xiǎn)、有條件接受風(fēng)險(xiǎn) 和不可接受風(fēng)險(xiǎn)，分別用不同的區(qū)域表示，具有良好的辨識(shí) 性。以最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間作為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性，失控2 Tv TMRZJ 11ITMR前 MM h4riniDiDf3riiDf1iiconi1it1H12X4嚴(yán)墮喪5泌可捕適：Ml鑫先全JittFMft. TH. VALR&tmft.體系絕熱溫升作為風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的嚴(yán)重程度，通過組合不同的嚴(yán) 重度和可能性等級(jí)，對(duì)化工反應(yīng)失控風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 估矩陣參見圖1。1 111 14ATrf41學(xué)4圖1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣失控反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)程度由風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可

17、能性和 風(fēng)險(xiǎn)帶來后果的嚴(yán)重度兩個(gè)方面決定，風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)原則如下：I級(jí)風(fēng)險(xiǎn)為可接受風(fēng)險(xiǎn)：可以采取常規(guī)的控制措施，并 適當(dāng)提高安全管理和裝備水平。II級(jí)風(fēng)險(xiǎn)為有條件接受風(fēng)險(xiǎn)： 在控制措施落實(shí)的條件下， 可以通過工藝優(yōu)化、工程、管理上的控制措施，降低風(fēng)險(xiǎn)等 級(jí)。III級(jí)風(fēng)險(xiǎn)為不可接受風(fēng)險(xiǎn)：應(yīng)當(dāng)通過工藝優(yōu)化、技術(shù) 路線的改變，工程、管理上的控制措施，降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，或 者采取必要的隔離方式，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估是精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的 重要評(píng)估內(nèi)容。反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度指的是工藝反應(yīng)本身的危險(xiǎn) 程度，危險(xiǎn)度越大的反應(yīng)，反應(yīng)失控后造成事故的嚴(yán)重程度 就越大。溫度作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)是工

18、藝危險(xiǎn)度評(píng)估的重要原則?？紤]四個(gè)重要的溫度參數(shù)，分別是工藝操作溫度兀、技術(shù)最高溫度MTT失控體系最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間TMRd為24小時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度Td24,以及失控體系可能達(dá)到的最高溫度 MTSR評(píng)估準(zhǔn)則參見表 4。表4反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)評(píng)估等級(jí)溫度后果1TpV MTSFt MTT Td24反應(yīng)危險(xiǎn)性較低2TpV MTS Td24 MTT潛在分解風(fēng)險(xiǎn)3Tp MT MTS Td24存在沖料和分解風(fēng)險(xiǎn)4Tp MT Td24 MTSR沖料和分解風(fēng)險(xiǎn)較高，潛在爆炸風(fēng)險(xiǎn)5Tp Td24 MTS MTT爆炸風(fēng)險(xiǎn)較高針對(duì)不同的反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)，需要建立不同的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。對(duì)于危險(xiǎn)度等級(jí)在 3級(jí)及以上的工藝，

19、需要進(jìn) 步獲取失控反應(yīng)溫度、失控反應(yīng)體系溫度與壓力的關(guān)系、失 控過程最高溫度、最大壓力、最大溫度升高速率、最大壓力 升高速率及絕熱溫升等參數(shù)，確定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。措施建議綜合反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，考慮不同的工藝危險(xiǎn)程度， 建立相應(yīng)的控制措施，在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)，并同時(shí)考慮廠區(qū)和周 邊區(qū)域的應(yīng)急響應(yīng)。對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為 1 級(jí)的工藝過程，應(yīng)配置常規(guī)的 自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié)（DCS或 PLC）。對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為 2 級(jí)的工藝過程，在配置常規(guī)自 動(dòng)控制系統(tǒng)， 對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié) （ DCS 或PLC的基礎(chǔ)上，要設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖控制， 在非

20、正常條件下有可能超壓的反應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置爆破片和安 全閥等泄放設(shè)施。 根據(jù)評(píng)估建議， 設(shè)置相應(yīng)的安全儀表系統(tǒng)。對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為 3 級(jí)的工藝過程，在配置常規(guī)自 動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié)，設(shè) 置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖控制，以及設(shè)置爆破片和安全閥 等泄放設(shè)施的基礎(chǔ)上，還要設(shè)置緊急切斷、緊急終止反應(yīng)、 緊急冷卻降溫等控制設(shè)施。根據(jù)評(píng)估建議，設(shè)置相應(yīng)的安全 儀表系統(tǒng)。對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為 4 級(jí)和 5 級(jí)的工藝過程，尤其是風(fēng)險(xiǎn)高但必須實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目，要努力優(yōu)先開展工藝優(yōu)化或改變工藝方法降低風(fēng)險(xiǎn)，例如通過微反應(yīng)、連續(xù)流完成反 應(yīng)；要配置常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中

21、監(jiān) 控及自動(dòng)調(diào)節(jié)；要設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖控制，設(shè)置 爆破片和安全閥等泄放設(shè)施， 設(shè)置緊急切斷、 緊急終止反應(yīng)、 緊急冷卻等控制設(shè)施；還需要進(jìn)行保護(hù)層分析，配置獨(dú)立的 安全儀表系統(tǒng)。對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度達(dá)到5 級(jí)并必須實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目， 在設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)設(shè)置在防爆墻隔離的獨(dú)立空間中， 并設(shè)置完善的超壓泄爆設(shè)施，實(shí)現(xiàn)全面自控，除裝置安全技 術(shù)規(guī)程和崗位操作規(guī)程中對(duì)于進(jìn)入隔離區(qū)有明確規(guī)定的，反 應(yīng)過程中操作人員不應(yīng)進(jìn)入所限制的空間內(nèi)。7 反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程示例工藝描述標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，向反應(yīng)釜中加入物料 A和B,升溫至60 C, 滴加物料C,體系在75C時(shí)沸騰。滴完后60C保溫反應(yīng)1小 時(shí)。此反應(yīng)對(duì)

22、水敏感，要求體系含水量不超過 %。研究及評(píng)估內(nèi)容 根據(jù)工藝描述，采用聯(lián)合測(cè)試技術(shù)進(jìn)行熱特性和熱動(dòng)力 學(xué)研究，獲得安全性數(shù)據(jù)，開展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，同時(shí)還 考慮了反應(yīng)體系水分偏離為 1%時(shí)的安全性研究。研究結(jié)果（1）反應(yīng)放熱，最大放熱速率為W/kg，物料C滴加完畢后，反應(yīng)熱轉(zhuǎn)化率為 %摩爾反應(yīng)熱為kJ mol-1，反應(yīng)物料的比熱容為kJ kg-1 K1，絕熱溫升為 K(2) 目標(biāo)反應(yīng)料液起始放熱分解溫度為 118C,分解放 熱量為130 J/g。放熱分解過程中，最大溫升速率為 C /min , 最大壓升速率為 bar/min 。含水達(dá)到 1%時(shí)，目標(biāo)反應(yīng)料液起始放熱分解溫度為105 C，分解放熱

23、量為206 J/g。放熱分解過程最大溫升速率 為 C /min ，最大壓升速率為 bar/min 。( 3)目標(biāo)反應(yīng)料液自分解反應(yīng)初期活化能為 75 kJ/mol ， 中期活化能為 50 kJ/mol 。目標(biāo)反應(yīng)料液熱分解最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為 2 小時(shí)對(duì) 應(yīng)的溫度 TD2 為C, TD4 為C, TD8 為C, Td24 為C, Td168 為C。反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 根據(jù)研究結(jié)果,目標(biāo)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果如下：(1) 此反應(yīng)的絕熱溫升 Tad為K,該反應(yīng)失控的嚴(yán)重 度為“ 2 級(jí)”。(2) 最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為小時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為C,失 控反應(yīng)發(fā)生的可能性等級(jí)為 3級(jí),一旦發(fā)生熱失控,人為處 置時(shí)間不足,極易引發(fā)事故。( 3)風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)估的結(jié)果：風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為 II 級(jí),屬于有 條件接受風(fēng)險(xiǎn),需要建立相應(yīng)的控制措施。( 4)反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)為4 級(jí)( TpMTTTD24MTSR)。合成反應(yīng)失控后體系最高溫度高于體系沸點(diǎn)和反應(yīng)物料的TD24,意味著體系失控后將可能爆沸并引發(fā)二次分解反應(yīng)，導(dǎo)致體系發(fā)生進(jìn)一步的溫升。需要從工程措施上考慮風(fēng)險(xiǎn)控制 方法。( 5)自分解反應(yīng)初期活化能大于反應(yīng)中期活化能，樣品一旦發(fā)生分解反應(yīng)，很難被終止，分解反應(yīng)的危險(xiǎn)性較高。該工藝需要配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集