《化工過程本質(zhì)安全化評估技術(shù)指南》

ICS13.100

CCSC65

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CCSAS0XX—202X

化工過程本質(zhì)安全化評估技術(shù)指南

Technicalguidelinesfortheinherentsaferassessmentofchemicalprocess

（征求意見稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中國化學(xué)品安全協(xié)會發(fā)布

中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版

T/CCSAS0XX—202X

化工過程本質(zhì)安全化評估技術(shù)指南

1范圍

本文件提供了化工過程全生命周期本質(zhì)安全化評估方法與工具的技術(shù)指南。

本文件適用于化工工藝路線選擇、工藝開發(fā)、工程設(shè)計(jì)與裝置運(yùn)行等階段的本質(zhì)安全化評估。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T16483化學(xué)品安全技術(shù)說明書

GB/T35320危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP分析）應(yīng)用指南

AQ/T3046化工企業(yè)定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)導(dǎo)則

NFPA704StandardSystemfortheIdentificationoftheHazardsofMaterialsforEmergencyResponse

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

本質(zhì)安全化評估inherentlysaferassessment

通過控制工藝過程中物料的種類、數(shù)量和使用條件，采用最小化、替代、緩和、簡化等手段，使工

藝過程及其設(shè)施從根本上減小事故發(fā)生的概率和/或降低事故后果影響。

3.2

最小化minimization

采用不使用或者減少使用危害化學(xué)物質(zhì)量的方式，降低危險(xiǎn)程度。

3.3

強(qiáng)化intensification

在實(shí)現(xiàn)既定生產(chǎn)目標(biāo)的前提下，通過大幅度減小生產(chǎn)設(shè)備的尺寸、減少裝置的數(shù)目等方法來使工廠

布局更加緊湊合理，單位能耗更低，廢料、副產(chǎn)品更少，并最終達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，提

高安全性和減少環(huán)境污染的目的。

3.4

替代substitution

用無害或危害性較小的物料去替代危險(xiǎn)性較高的物料，或者用一種危險(xiǎn)性較低的工藝或加工技術(shù)代

替危險(xiǎn)性高的工藝或者加工技術(shù)。

1

T/CCSAS0XX—202X

3.5

緩和moderation

使用較低危險(xiǎn)或能量的加工或儲存條件，較低危險(xiǎn)的物料形式或者設(shè)施，從而可以使危險(xiǎn)物料或能

量釋放的影響最小化。

3.6

簡化simplification

消除不必要的復(fù)雜性，使工廠和過程更容易設(shè)計(jì)、建造和操作，降低操作錯(cuò)誤發(fā)生的可能性，以及

容錯(cuò)設(shè)計(jì)，使其不易發(fā)生設(shè)備、控制和人為故障。

3.7

工藝包processdesignpackage

包含工藝流程、工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝操作參數(shù)、關(guān)鍵的工藝計(jì)算、工藝設(shè)備等的成套技術(shù)數(shù)據(jù)包，

是詳細(xì)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。

3.8

定量風(fēng)險(xiǎn)評估quantitativeriskassessment

通過對系統(tǒng)或設(shè)備的失效概率和失效后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行量化分析，進(jìn)而精確描述系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

4評估總體要求

4.1評估方法

4.1.1本質(zhì)安全評估方法包括：量化評估方法、檢查表法和分析法。

4.1.2本質(zhì)安全量化評估方法采用定量或半定量的方式衡量本質(zhì)安全化水平，為本質(zhì)安全化工藝路線選

擇與工程設(shè)計(jì)提供決策依據(jù)。

4.1.3本質(zhì)安全化檢查表法為基于本質(zhì)安全化原理，從物料與反應(yīng)、工藝流程、設(shè)備、操作與平面布置

等方面進(jìn)行本質(zhì)安全化可能路徑的檢查。

4.1.4本質(zhì)安全化分析法通過本質(zhì)安全化引導(dǎo)詞和參數(shù)，以會議形式引導(dǎo)各方人員進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，尋找

并考察可能的本質(zhì)安全化路徑。本質(zhì)安全化分析可在危險(xiǎn)與可操作性（HAZOP）分析時(shí)開展（分析方

法參見GB/T35320），也可以單獨(dú)開展。

4.2評估流程

根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的本質(zhì)安全量化評估方法，宜采用集成的方法，確保評估流程完整，標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一。圖1列出了一個(gè)推薦的本質(zhì)安全量化評估流程。

2

T/CCSAS0XX—202X

圖1集成的本質(zhì)安全量化評估流程圖

a)首先是工藝路線的選擇。根據(jù)反應(yīng)步驟劃分單元，采用基礎(chǔ)本質(zhì)安全指數(shù)法或圖形法評估不同

工藝路線的本質(zhì)安全化水平，優(yōu)先選用本質(zhì)安全化水平較高的工藝。

b)確定好工藝路線后進(jìn)行工藝流程的設(shè)計(jì)。首先有必要進(jìn)行流程模擬，形成物流數(shù)據(jù)表，在此基

礎(chǔ)上選用綜合物流指數(shù)法對整體物流的危險(xiǎn)水平進(jìn)行評估，為流程的選擇提供依據(jù)。

c)確定好工藝流程后進(jìn)行設(shè)備與裝置等的詳細(xì)設(shè)計(jì)?？刹捎脝喂晌锪髦笖?shù)法對單股物流的危險(xiǎn)程

度進(jìn)行評估；計(jì)算與設(shè)備相連的所有物流的單股物流指數(shù)并加和，從而得到設(shè)備的本質(zhì)安全化指數(shù)。確

定最危險(xiǎn)的物流與設(shè)備，重點(diǎn)對這些物流和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。

d)制定工廠可接受標(biāo)準(zhǔn)，采用后果指數(shù)法評估最危險(xiǎn)物流可能產(chǎn)生的后果，對于不可接受風(fēng)險(xiǎn)，

優(yōu)化設(shè)備、物流等的條件與/或設(shè)備布置等。當(dāng)所有危險(xiǎn)設(shè)備或物流可能產(chǎn)生的后果都被考慮并評估后，

確定最終設(shè)計(jì)。

e)檢查表法與分析法宜在量化評估前完成，用于對工藝路線、工藝流程設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)等進(jìn)行優(yōu)

化，以及生成備選的方案。

4.3評估實(shí)施-全生命周期

4.3.1實(shí)驗(yàn)室研究與方案設(shè)計(jì)

該階段進(jìn)行反應(yīng)、分離等初期探索，可以根據(jù)本質(zhì)安全原則進(jìn)行初步的優(yōu)化。為了生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品，

可能有多種工藝路線可供選擇，此時(shí)應(yīng)對不同工藝路線的本質(zhì)安全水平進(jìn)行量化打分并排序，為選擇最

終路線提供依據(jù)。

應(yīng)通過基礎(chǔ)本質(zhì)安全指數(shù)法或圖形法等本質(zhì)安全量化評估方法比較各路線的本質(zhì)安全化水平，在

技術(shù)指標(biāo)等其它因素影響相近時(shí)，優(yōu)先選擇本質(zhì)安全化程度較高的工藝路線。

3

T/CCSAS0XX—202X

采用本質(zhì)安全檢查表對反應(yīng)的本質(zhì)安全化可能路徑進(jìn)行逐一檢查，確認(rèn)是否可采用替代/消除、強(qiáng)

化/最小化、緩和等本質(zhì)安全原則優(yōu)化物料、反應(yīng)與工藝條件，如選用危險(xiǎn)性更小的原料與溶劑等，通

過強(qiáng)化取熱、稀釋或減量等手段減小反應(yīng)熱效應(yīng)等。

4.3.2中試研究

該階段對工藝進(jìn)行開發(fā)或者優(yōu)化，此時(shí)有較大的本質(zhì)安全優(yōu)化空間。中試過程應(yīng)開展工藝路線的復(fù)

審，確定最終的工藝路線。對工藝流程、工藝條件、操作方法與設(shè)備選型等進(jìn)行本質(zhì)安全優(yōu)化。

可采用基礎(chǔ)本質(zhì)安全指數(shù)法或圖形法進(jìn)行本質(zhì)安全量化評估，為工藝路線優(yōu)化最終決策提供支撐。

宜獲取工藝流程的物流數(shù)據(jù)，采用綜合物流指數(shù)法進(jìn)行量化評估，為工藝流程優(yōu)化提供支撐。

本過程應(yīng)采用本質(zhì)安全檢查表，對工藝流程、工藝條件、操作方法與設(shè)備選型等進(jìn)行本質(zhì)安全檢查。

4.3.3工藝包編制

基于實(shí)驗(yàn)研究階段得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行工業(yè)裝置工藝開發(fā)，形成工藝流程圖（PFD），開展初步

的工程設(shè)計(jì)，形成初版管道儀表流程圖（P&ID）。工藝包編制階段是進(jìn)行工藝較大改變的最后機(jī)會，

應(yīng)開展全面的本質(zhì)安全化評估。工藝包開發(fā)階段應(yīng)對工藝流程、工藝條件、工藝物流、設(shè)備與工藝控制

方案等進(jìn)行全面優(yōu)化，選擇本質(zhì)更安全的工藝、設(shè)備，優(yōu)化單元操作，簡化管線系統(tǒng)。

本過程應(yīng)采用檢查表法進(jìn)行全面的本質(zhì)安全化評估，審核工藝物料平衡圖（PFD）、工藝過程說明

書、化學(xué)品安全技術(shù)說明書（SDS）（參見GB/T16483）、工藝控制方案、設(shè)備等文件。

可采用單股物流指數(shù)法對單個(gè)設(shè)備/管線的本質(zhì)安全水平進(jìn)行評估，并篩選出危險(xiǎn)性較高的物流，

重點(diǎn)對這些物流進(jìn)行優(yōu)化。采用后果指數(shù)法對最危險(xiǎn)物料的后果進(jìn)行評估，將評估結(jié)果與工廠的可接受

標(biāo)準(zhǔn)相比較，如果后果經(jīng)評估不可接受，則應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備與物流，或在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行空間布置

優(yōu)化。如果后果經(jīng)評估可接受，則確定為最終設(shè)計(jì)。

4.3.4工程設(shè)計(jì)與施工

基于工藝開發(fā)的成果（如工藝包），進(jìn)行進(jìn)一步工程化設(shè)計(jì)，主要工作包括完成工藝管道與儀表流

程圖（P&ID）、公用物料管道和儀表流程圖（UID）、設(shè)備布置圖與施工圖等，為工程施工提供條件，

本階段本質(zhì)安全化評估主要任務(wù)是P&ID圖、設(shè)備設(shè)計(jì)與平面布置等優(yōu)化。

本過程應(yīng)采用最小化、緩和、簡化等原則進(jìn)行本質(zhì)安全優(yōu)化，包括降低危險(xiǎn)物料大量泄漏的可能性、

設(shè)備選型優(yōu)化、公用工程和輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)、平面布局優(yōu)化等。

采用后果指數(shù)法對設(shè)備、管線的本質(zhì)安全水平進(jìn)行評估，在設(shè)備與物流無法優(yōu)化條件下，優(yōu)化平面

布置。

4.3.5裝置開車與運(yùn)行

在役裝置所有設(shè)備設(shè)施與平面布置已經(jīng)確定，但是設(shè)計(jì)可能存在缺陷，操作與維護(hù)過程可能引入新

的風(fēng)險(xiǎn)，或者發(fā)生事故以及發(fā)現(xiàn)安全隱患，此時(shí)需要進(jìn)行定期或不定期（變更、發(fā)生事故后）本質(zhì)安全

化評估，探索本質(zhì)安全化的可能性，必要時(shí)進(jìn)行裝置優(yōu)化。

4.4評估報(bào)告編寫

4.4.1新工藝、新技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目

4

T/CCSAS0XX—202X

對于新工藝、新技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，應(yīng)在中試試驗(yàn)前形成本質(zhì)安全化評估報(bào)告初稿，并在中試試驗(yàn)、工

藝包編制、工程設(shè)計(jì)等階段逐步補(bǔ)充完善，在開車前形成終稿。

4.4.2成熟工藝包的建設(shè)項(xiàng)目

對于成熟工藝包的建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的本質(zhì)安全化評估，形成報(bào)告。

4.4.3在役裝置

對于在役裝置，應(yīng)開展定期或不定期（變更、發(fā)生事故后）的本質(zhì)安全化評估，形成報(bào)告。

5本質(zhì)安全量化評估方法

5.1基礎(chǔ)本質(zhì)安全指數(shù)法（BISI）

5.1.1本方法用于工藝路線本質(zhì)安全化水平的定量評估。

5.1.2選取兩個(gè)方面的指數(shù)，一是化學(xué)品危險(xiǎn)指數(shù)，二是工藝（含反應(yīng)）危險(xiǎn)指數(shù)。

其中，化學(xué)品危險(xiǎn)指數(shù)包括反應(yīng)性指數(shù)INR、可燃性指數(shù)IFL、毒性指數(shù)ITOX、爆炸性指數(shù)IEX；工

藝危險(xiǎn)指數(shù)包括溫度IT、壓力IP、反應(yīng)熱IR以及反應(yīng)收率IY。

INR——反應(yīng)性指數(shù)，采用美國NFPA704中的反應(yīng)性數(shù)值，賦值方法見表1。

表1化學(xué)品反應(yīng)指數(shù)INR確定標(biāo)準(zhǔn)

反應(yīng)性數(shù)值

物質(zhì)穩(wěn)定，遇水不反應(yīng)0

升溫會反應(yīng)，遇水會發(fā)生不激烈的反應(yīng)1

物質(zhì)不穩(wěn)定，但是不會爆轟；遇水劇烈反應(yīng)2

具有爆炸性，但是點(diǎn)火能較高；遇水劇烈反應(yīng)3

常溫常壓下對熱或劇烈撞擊敏感4

IFL——可燃性指數(shù)，賦值方法見表2。

表2化學(xué)品可燃性指數(shù)IFL確定標(biāo)準(zhǔn)

可燃性數(shù)值

閃點(diǎn)＞120℃0

60℃≤閃點(diǎn)≤120℃1

45℃<閃點(diǎn)<60℃2

28℃≤閃點(diǎn)≤45℃3

閃點(diǎn)＜28℃4

ITOX——毒性指數(shù)，賦值方法見表3。

表3化學(xué)品毒性指數(shù)ITOX確定標(biāo)準(zhǔn)

5

T/CCSAS0XX—202X

毒性（ppm）數(shù)值

TLV＞100000

1000＜TLV≤100001

100＜TLV≤10002

10＜TLV≤1003

1＜TLV≤104

0.1＜TLV≤15

TLV≤0.16

注：TLV值表示物質(zhì)在8小時(shí)時(shí)間內(nèi)的有害暴露閾值。

IEX——爆炸性指數(shù)，賦值方法見表4。

表4化學(xué)品爆炸性指數(shù)IEX確定標(biāo)準(zhǔn)

爆炸性（UEL-LEL）vol/%數(shù)值

不爆炸0

0-201

20-452

45-703

70-1004

IT——溫度指數(shù)，賦值方法見表5。

表5溫度指數(shù)IT確定標(biāo)準(zhǔn)

工藝溫度/℃數(shù)值

＜01

0-700

70-1501

150-3002

300-6003

＞6004

IP——壓力指數(shù)，賦值方法見表6。

表6壓力指數(shù)IP確定標(biāo)準(zhǔn)

工藝壓力/bar數(shù)值

0.5-50

0-0.5或5-251

25-502

50-2003

6

T/CCSAS0XX—202X

200-10004

IY——反應(yīng)收率指數(shù)，賦值方法見表7。

表7反應(yīng)收率指數(shù)IY確定標(biāo)準(zhǔn)

反應(yīng)收率/%數(shù)值

＞990

80-991

60-802

40-603

20-404

0-205

IR——反應(yīng)熱指數(shù)，賦值方法見表8。

表8反應(yīng)熱指數(shù)IR確定標(biāo)準(zhǔn)

反應(yīng)熱/J/g數(shù)值

＜2000

200-6001

600-12002

1200-30003

＞30004

5.1.3計(jì)算方法

單一化學(xué)品指數(shù)ICI，表征工藝路線中涉及的每一種化學(xué)品的危險(xiǎn)指數(shù)。

（1）

???????????

危險(xiǎn)化學(xué)品指數(shù)ICI,max，取單元中單一?化學(xué)=品?（+質(zhì)?量不+小?于+總?物料質(zhì)量3%）指數(shù)的最大值，表征

該單元的化學(xué)品危險(xiǎn)指數(shù)。

ICI,max=max(ICI)（2）

工藝危險(xiǎn)指數(shù)IPI，表征工藝路線中所涉及的某一個(gè)單元的工藝危險(xiǎn)指數(shù)。取每一個(gè)子指數(shù)的最大

值。

（3）

根據(jù)反應(yīng)步驟或功能劃分單元，單元危險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算方法為：

???=??,???+?IU?,???+??,???+??,???

（4）

以加和式表達(dá)的整體本質(zhì)安全指數(shù)為：

?U=???,???+???

（5）

????PL=