安全風(fēng)險評估導(dǎo)則

1、附件精細化工反響平安風(fēng)險評估導(dǎo)那么試行1 范圍本導(dǎo)那么給出了精細化工反響平安風(fēng)險的評估方法、評估流程、評估標準指南，并給出了反響平安風(fēng)險評估例如。本導(dǎo)那么適用于精細化工反響平安風(fēng)險的評估。精細化工生產(chǎn)的主要平安風(fēng)險來自工藝反響的熱風(fēng)險。開展反響平安風(fēng)險評估，就是對反響的熱風(fēng)險進展評估。2 術(shù)語和定義2.1 失控反響最大反響速率到達時間TMRad失控反響體系的最壞情形為絕熱條件。在絕熱條件下，失控反響到達最大反響速率所需要的時間，稱為失控反響最大反響速率到達時間，可以通俗地理解為致爆時間。TMRad是溫度的函數(shù)，是一個時間衡量尺度，用于評估失控反響最壞情形發(fā)生的可能性，是人為控制最壞情形發(fā)生所擁

2、有的時間長短。2.2 絕熱溫升ATad在冷卻失效等失控條件下，體系不能進展能量交換，放熱反響放出的熱量，全部用來升高反響體系的溫度，是反響失控可能到達的最壞情形。對于失控體系，反響物完全轉(zhuǎn)化時所放出的熱量導(dǎo)致物料溫度的升高，稱為絕熱溫升。絕熱溫升與反響的放熱量成正比，對于放熱反響來說，反響的放熱量越大，絕熱溫升越高，導(dǎo)致的后果越嚴重。絕熱溫升是反響平安風(fēng)險評估的重要參數(shù)，是評估體系失控的極限情況，可以評估失控體系可能導(dǎo)致的嚴重程度。2.3 工藝溫度Tp目標工藝操作溫度，也是反響過程中冷卻失效時的初始溫度。冷卻失效時，如果反響體系同時存在物料最大量累積和物料具有最差穩(wěn)定性的情況，在考慮控制措施和

3、解決方案時，必須充分考慮反響過程中冷卻失效時的初始溫度，平安地確定工藝操作溫度。2.4 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。對于常壓反響體系來說，技術(shù)最高溫度為反響體系溶劑或混合物料的沸點；對于密封體系而言，技術(shù)最高溫度為反響容器最大允許壓力時所對應(yīng)的溫度。2.5 失控體系能到達的最高溫度MTSR當放熱化學(xué)反響處于冷卻失效、熱交換失控的情況下，由于反響體系存在熱量累積，整個體系在一個近似絕熱的情-word.zl-況下發(fā)生溫度升高。在物料累積最大時，體系能夠到達的最高溫度稱為失控體系能到達的最高溫度。MTSR與反響物料的累積程度相關(guān)，反響物料的累積程度越大，反響

4、發(fā)生失控后，體系能到達的最高溫度MTSR越高。2.6 精細化工產(chǎn)品原化學(xué)工業(yè)部對精細化工產(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、磁性材料等能承受電磁波的化學(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個大類。根據(jù)?國民經(jīng)濟行業(yè)分類?(GB/T4754-2011)，生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品的企業(yè)中反響平安風(fēng)險較大的有：化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)制藥、有機合成染料、化學(xué)品試劑、催化劑以及其他專業(yè)化學(xué)品制造企業(yè)。3 反響平安風(fēng)險評估3.1 工藝信息工藝信息包括特定工藝路

5、線的工藝技術(shù)信息，例如：物料特性、物料配比、反響溫度控制范圍、壓力控制范圍、反響時間、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。3.2 實驗測試儀器反響平安風(fēng)險評估需要的設(shè)備種類較多，除了閃點測試儀、爆炸極限測試儀等常規(guī)測試儀以外，必要的設(shè)備還包括差熱掃描量熱儀、熱穩(wěn)定性篩選量熱儀、絕熱加速度量熱儀、高性能絕熱加速度量熱儀、微量熱儀、常壓反響量熱儀、高壓反響量熱儀、最小點火能測試儀等；配備水分測試儀、液相色譜儀、氣相色譜儀等分析儀器設(shè)備；具備動力學(xué)研究手段和技術(shù)能力。反響平安風(fēng)險評估包括但不局限于上述設(shè)備。3.3 實驗?zāi)芰Ψ错懫桨诧L(fēng)險評估單位需要具備必要的工藝技術(shù)、

6、工程技術(shù)、熱平安和熱動力學(xué)技術(shù)團隊和實驗?zāi)芰?，具備中國合格評定國家認可實驗室CNAS認可實驗室資質(zhì)，保證相關(guān)設(shè)備和測試方法及時得到校驗和比對，保證測試數(shù)據(jù)的準確性。4 反響平安風(fēng)險評估方法4.1 單因素反響平安風(fēng)險評估依據(jù)反響熱、失控體系絕熱溫升、最大反響速率到達時間進展單因素反響平安風(fēng)險評估。4.2 混合疊加因素反響平安風(fēng)險評估以最大反響速率到達時間作為風(fēng)險發(fā)生的可能性，失控體系絕熱溫升作為風(fēng)險導(dǎo)致的嚴重程度，進展混合疊加因素反響平安風(fēng)險評估。4.3 反響工藝危險度評估依據(jù)四個溫度參數(shù)即工藝溫度、技術(shù)最高溫度、最大反響速率到達時間為24小時對應(yīng)的溫度，以及失控體系能到達的最高溫度進展反響工藝

7、危險度評估。對精細化工反響平安風(fēng)險進展定性或半定量的評估，針對存在的風(fēng)險，要建立相應(yīng)的控制措施。反響平安風(fēng)險評估具有多目標、多屬性的特點，單一的評估方法不能全面反映化學(xué)工藝的特征和危險程度，因此，應(yīng)根據(jù)不同的評估對象，進展多樣化的評估。5 反響平安風(fēng)險評估流程5.1 物料熱穩(wěn)定性風(fēng)險評估對所需評估的物料進展熱穩(wěn)定性測試，獲取熱穩(wěn)定性評估所需要的技術(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、絕熱條件下最大反響速率到達時間為24小時對應(yīng)的溫度。比照工藝溫度和物料穩(wěn)定性溫度，如果工藝溫度大于絕熱條件下最大反響速率到達時間為24小時對應(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

8、采取一定的技術(shù)控制措施，保證物料在工藝過程中的平安和穩(wěn)定。根據(jù)物質(zhì)分解放出的熱量大小，對物料潛在的燃爆危險性進展評估，分析分解導(dǎo)致的危險性情況，對物料在使用過程中需要防止受熱或超溫，引發(fā)危險事故的發(fā)生提出要求。5.2 目標反響平安風(fēng)險發(fā)生可能性和導(dǎo)致的嚴重程度評估實驗測試獲取反響過程絕熱溫升、體系熱失控情況下工藝反響可能到達的最高溫度，以及失控體系到達最高溫度對應(yīng)的最大反響速率到達時間等數(shù)據(jù)?？紤]工藝過程的熱累積度為100%，利用失控體系絕熱溫升，按照分級標準，對失控反響可能導(dǎo)致的嚴重程度進展反響平安風(fēng)險評估；利用最大反響速率到達時間，對失控反響觸發(fā)二次分解反響的可能性進展反響平安風(fēng)險評估。綜

9、合失控體系絕熱溫升和最大反響速率到達時間，對失控反響進展復(fù)合疊加因素的矩陣評估，判定失控過程風(fēng)險可承受程度。如果為可承受風(fēng)險，說明工藝潛在的熱危險性是可以承受的；如果為有條件承受風(fēng)險，那么需要采取一定的技術(shù)控制措施，降低反響平安風(fēng)險等級；如果為不可承受風(fēng)險，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，需要重新進展工藝研究、工藝優(yōu)化或工藝設(shè)計，保障化工過程的平安。5.3 目標反響工藝危險度評估實驗測試獲取包括目標工藝溫度、失控后體系能夠到達的最高溫度、失控體系最大反響速率到達時間為24小時對應(yīng)的溫度、技術(shù)最高溫度等數(shù)據(jù)。在反響冷卻失效后，四個溫度數(shù)值大小排序不同，根據(jù)分級原那么，

10、對失控反響進展反響工藝危險度評估，形成不同的危險度等級；根據(jù)危險度等級，有針對性地采取控制措施。應(yīng)急冷卻、減壓等平安措施均可以作為系統(tǒng)平安的有效保護措施。對于反響工藝危險度較高的反響，需要對工藝進展優(yōu)化或者采取有效的控制措施，降低危險度等級。常規(guī)控制措施不能奏效時，需要重新進展工藝研究或工藝優(yōu)化，改變工藝路線或優(yōu)化反響條件，減少反響失控后物料的累積程度，實現(xiàn)化工過程平安。6評估標準6.1 物質(zhì)分解熱評估對物質(zhì)進展測試，獲得物質(zhì)的分解放熱情況，開展風(fēng)險評估，評估準那么參見表1。表1分解熱評估等級分解熱J/g說明1分解熱400潛在爆炸危險性。24000分解熱01200分解放熱量較大，潛在爆炸危險性

11、較高。3120CK分解熱3000分解放熱量大，潛在爆炸危險性高。4分解熱3000分解放熱量很大，潛在爆炸危險性很高。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性。實際應(yīng)用過程中,要通過風(fēng)險研究和風(fēng)險評估，界定物料的平安操作溫度，防止超過規(guī)定溫度，引發(fā)爆炸事故的發(fā)生。6.2 嚴重度評估嚴重度是指失控反響在不受控的情況下能量釋放可能造成破壞的程度。由于精細化工行業(yè)的大多數(shù)反響是放熱反響，反響失控的后果與釋放的能量有關(guān)。反響釋放出的熱量越大，失控后反響體系溫度的升高情況越顯著，容易導(dǎo)致反響體系中溫度超過某些組分的熱分解溫度，發(fā)生分解反響以及二次分解反響，產(chǎn)生氣

12、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，可能致使反響容器的破裂以及爆炸事故的發(fā)生，造成企業(yè)財產(chǎn)人員損失、傷害。失控反響體系溫度的升高情況越顯著，造成后果的嚴重程度越高。反響的絕熱溫升是一個非常重要的指標，絕熱溫升不僅僅是影響溫度水平的重要因素，同時還是失控反響動力學(xué)的重要影響因素。絕熱溫升與反響熱成正比，可以利用絕熱溫升來評估放熱反響失控后的嚴重度。當絕熱溫升到達200K或200K以上時，反響物料的多少對反響速率的影響不是主要因素，溫升導(dǎo)致反響速率的升高占據(jù)主導(dǎo)地位，一旦反響失控，體系溫度會在短時間內(nèi)發(fā)生劇烈的變化，并導(dǎo)致嚴重的后果。而當絕熱溫升為50K或5

13、0K以下時，溫度隨時間的變化曲線比較平緩，表達的是一種體系自加熱現(xiàn)象，反響物料的增加或減少對反響速率產(chǎn)生主要影響，在沒有溶解氣體導(dǎo)致壓力增長帶來的危險時，這種情況的嚴重度低。利用嚴重度評估失控反響的危險性，可以將危險性分為四個等級，評估準那么參見表2表2失控反響嚴重度評估等級ATadK后果1<50且無壓力影響單批次的物料損失250VATad<200工廠短期破壞320(KATad<400工J嚴重損失4>400工廠消滅性的損失絕熱溫升為200K或200K以上時，將會導(dǎo)致劇烈的反響和嚴重的后果；絕熱溫升為50K或50K以下時，如果沒有壓力增長帶來的危險，將會造成單批次的物料損

14、失，危險等級較低。6.3 可能性評估可能性是指由于工藝反響本身導(dǎo)致危險事故發(fā)生的可能概率大小。利用時間尺度可以對事故發(fā)生的可能性進展反響平安風(fēng)險評估，可以設(shè)定最危險情況的報警時間，便于在失控情況發(fā)生時，在一定的時間限度內(nèi)，及時采取相應(yīng)的補救措施，降低風(fēng)險或者強制疏散，最大限度地防止爆炸等惡性事故發(fā)生，保證化工生產(chǎn)平安。對于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的化學(xué)反響來說，如果在絕熱條件下失控反響最大反響速率到達時間大于等于24小時，人為處置失控反響有足夠的時間，導(dǎo)致事故發(fā)生的概率較低。如果最大反響速率到達時間小于等于8小時，人為處置失控反響的時間缺乏，導(dǎo)致事故發(fā)生的概率升高。采用上述的時間尺度進展評估，還取決于其他

15、許多因素，例如化工生產(chǎn)自動化程度的上下、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，工藝平安管理也非常重要。利用失控反響最大反響速率到達時間TMRad為時間尺度，對反響失控發(fā)生的可能性進展評估，評估準那么參見表3。表3失控反響發(fā)生可能性評估等級TMRadh后果1TMRad24很少發(fā)生28<TMRad<24偶爾發(fā)生31<TMRad<8很可能發(fā)生4TMRad<1頻繁發(fā)生6.4 矩陣評估風(fēng)險矩陣是以失控反響發(fā)生后果嚴重度和相應(yīng)的發(fā)生概率進展組合，得到不同的風(fēng)險類型，從而對失控反響的反響平安風(fēng)險進展評估，并按照可承受風(fēng)險、有條件承受風(fēng)險和不可承受風(fēng)險，分別用不

16、同的區(qū)域表示，具有良好的辨識性。以最大反響速率到達時間作為風(fēng)險發(fā)生的可能性，失控體系絕熱溫升作為風(fēng)險導(dǎo)致的嚴重程度，通過組合不同的嚴重度和可能性等級，對化工反響失控風(fēng)險進展評估。風(fēng)險評估矩陣參見圖1IJ塌找件推坐皿：種M 即晚支的找件2耳通過上色優(yōu) ft,工fT. ttW I.HKUBKh 隆H4ITTg也力出1期而悌聲 XXftAi.持赤礎(chǔ)的金,XfT， mn,抑種科由蝙 餐如儂等近， 斗篙取爵營的幅曲方式，命而全也 自M-&1乂¥50嚴重度A1求多4Ml圖1風(fēng)險評估矩陣失控反響平安風(fēng)險的危險程度由風(fēng)險發(fā)生的可能性和風(fēng)險帶來后果的嚴重度兩個方面決定，風(fēng)險分級原那么如下：I級

17、風(fēng)險為可承受風(fēng)險：可以采取常規(guī)的控制措施，并適當提高平安管理和裝備水平。II級風(fēng)險為有條件承受風(fēng)險：在控制措施落實的條件下，可以通過工藝優(yōu)化、工程、管理上的控制措施，降低風(fēng)險等級。III級風(fēng)險為不可承受風(fēng)險：應(yīng)當通過工藝優(yōu)化、技術(shù)路線的改變，工程、管理上的控制措施，降低風(fēng)險等級，或者采取必要的隔離方式，全面實現(xiàn)自動控制。6.5 反響工藝危險度評估反響工藝危險度評估是精細化工反響平安風(fēng)險評估的重要評估內(nèi)容。反響工藝危險度指的是工藝反響本身的危險程度，危險度越大的反響，反響失控后造成事故的嚴重程度就越大。溫度作為評價基準是工藝危險度評估的重要原那么?？紤]四個重要的溫度參數(shù)，分別是工藝操作溫度Tp、

18、技術(shù)最高溫度MTT、失控體系最大反響速率到達時間TMRad為24小時對應(yīng)的溫度TD24,以及失控體系可能到達的最高溫度MTSR,評估準那么參見表4。表4反響工藝危險度等級評估等級溫度后果1Tp<MTSR<MTT<Td24反響危險性較低2Tp<MTSR<Td24<MTT潛在分解風(fēng)險3Tp<MTT<MTSR<Td24存在沖料和分解風(fēng)險4Tp<MTT<Td24<MTSR沖料和分解風(fēng)險較高，潛在爆炸風(fēng)險5Tp<Td24<MTSR<mtt爆炸風(fēng)險較高針對不同的反響工藝危險度等級，需要建立不同的風(fēng)險控制措施。對于危險

19、度等級在3級及以上的工藝，需要進一步獲取失控反響溫度、失控反響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)險控制措施。6.6 措施建議綜合反響平安風(fēng)險評估結(jié)果，考慮不同的工藝危險程度，建立相應(yīng)的控制措施，在設(shè)計中表達，并同時考慮廠區(qū)和周邊區(qū)域的應(yīng)急響應(yīng)。對于反響工藝危險度為1級的工藝過程，應(yīng)配置常規(guī)的自動控制系統(tǒng)，對主要反響參數(shù)進展集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)DCS或PLC。對于反響工藝危險度為2級的工藝過程，在配置常規(guī)自動控制系統(tǒng)，對主要反響參數(shù)進展集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)DCS或PLC的根底上，要設(shè)置偏離正常值的報警和聯(lián)鎖控制，在非正常

20、條件下有可能超壓的反響系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置爆破片和平安閥等泄放設(shè)施。根據(jù)評估建議，設(shè)置相應(yīng)的平安儀表系統(tǒng)。對于反響工藝危險度為3級的工藝過程，在配置常規(guī)自動控制系統(tǒng)，對主要反響參數(shù)進展集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)，設(shè)置偏離正常值的報警和聯(lián)鎖控制，以及設(shè)置爆破片和平安閥等泄放設(shè)施的根底上，還要設(shè)置緊急迫斷、緊急終止反響、緊急冷卻降溫等控制設(shè)施。根據(jù)評估建議，設(shè)置相應(yīng)的平安儀表系統(tǒng)。對于反響工藝危險度為4級和5級的工藝過程，尤其是風(fēng)險高但必須實施產(chǎn)業(yè)化的工程，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，例如通過微反響、連續(xù)流完成反響；要配置常規(guī)自動控制系統(tǒng)，對主要反響參數(shù)進展集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)；要設(shè)置偏離正常值的

21、報警和聯(lián)鎖控制，設(shè)置爆破片和平安閥等泄放設(shè)施，設(shè)置緊急迫斷、緊急終止反響、緊急冷卻等控制設(shè)施；還需要進展保護層分析，配置獨立的平安儀表系統(tǒng)。對于反響工藝危險度到達5級并必須實施產(chǎn)業(yè)化的工程，在設(shè)計時，應(yīng)設(shè)置在防爆墻隔離的獨立空間中，并設(shè)置完善的超壓泄爆設(shè)施，實現(xiàn)全面自控，除裝置平安技術(shù)規(guī)程和崗位操作規(guī)程中對于進入隔離區(qū)有明確規(guī)定的，反響過程中操作人員不應(yīng)進入所限制的空間內(nèi)。7反響平安風(fēng)險評估過程例如7.1 工藝描述標準大氣壓下，向反響釜中參加物料A和B，升溫至60C,滴加物料C,體系在75c時沸騰。滴完后60c保溫反響1小時。此反響對水敏感，要求體系含水量不超過0.2%。7.2 研究及評估內(nèi)容

22、根據(jù)工藝描述，采用聯(lián)合測試技術(shù)進展熱特性和熱動力學(xué)研究，獲得平安性數(shù)據(jù)，開展反響平安風(fēng)險評估，同時還考慮了反響體系水分偏離為1%時的平安性研究。7.3 研究結(jié)果 1反響放熱，最大放熱速率為89.9W/kg，物料C滴加完畢后，反響熱轉(zhuǎn)化率為75.2%，摩爾反響熱為-58.7kJmol-1,反響物料的比熱容為2.5kJkg-1K-1,絕熱溫升為78.2K。 2目標反響料液起始放熱分解溫度為118，分解放熱量為130J/g。放熱分解過程中，最大溫升速率為5.1/min，最大壓升速率為6.7bar/min。含水到達1%時，目標反響料液起始放熱分解溫度為105，分解放熱量為206J/g。放熱分解過程最大

23、溫升速率為9.8/min，最大壓升速率為12.6bar/min。 3目標反響料液自分解反響初期活化能為75kJ/mol，中期活化能為50kJ/mol。目標反響料液熱分解最大反響速率到達時間為2小時對應(yīng)的溫度Td2為126.6C,Td4為109.1C,Td8為93.6C,Td24為75.6，TD168為48.5。7.4 反響平安風(fēng)險評估根據(jù)研究結(jié)果，目標反響平安風(fēng)險評估結(jié)果如下：1此反響的絕熱溫升Tad為78.2K,該反響失控的嚴重度為“2級。2最大反響速率到達時間為1.1小時對應(yīng)的溫度為138.2，失控反響發(fā)生的可能性等級為3級，一旦發(fā)生熱失控，人為處置時間缺乏，極易引發(fā)事故。 3風(fēng)險矩陣評估的結(jié)果：風(fēng)險等級為II級，屬于有條件承受風(fēng)險，需要建立相應(yīng)的控制措施。 4反響工藝危險度等級為4級Tp<MTT<TD24<MTSR。合成反響失控后體系最高溫度高于體系沸點和反響物料的TD24，意味著體系失控后將可能爆沸并引發(fā)二次分解反響，導(dǎo)致體系發(fā)生進一步的溫升。需要從工程措施上考慮風(fēng)險控制方法。 5自分解反響