什么是精细化工反应安全风险评价法?

2023年3月5日10:18:52什么是精细化工反应安全风险评价法?已关闭评论

(一)精细化工生产

精细化工是生产精细化学品工业的统称,具有品种多、产量小、更新换代快、附加值高等特点。精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一,生产过程以间歇和半间歇操作为主,工艺复杂多变,自动化控制水平低,现场操作人员多,部分企业对反应安全风险认识不足,对工艺控制要点掌握不足或认识不科学,容易因反应失控导致火灾、爆炸、中毒事故,造成群死群伤。开展精细化工反应安全风险评估、确定风险等级并采取有效管控措施,能提升企业本质安全化水平,有效防范事故发生。

(二)精细化工反应安全风险评价法介绍

一般而言,精细化工反应安全风险评价有3种方法。一是单因素反应安全风险评价,依据反应热、失控体系绝热温升、最大反应速率到达时间进行单因素反应安全风险评价。二是混合叠加因素反应安全风险评价,以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性,失控体系绝热温升作为导致风险的严重程度,进行混合叠加因素反应安全风险评价。三是反应工艺危险度评价,依据四个温度参数(工艺温度、技术最高温度、最大反应速率到达时间为24小时对应的温度,以及失控体系能达到的最高温度)进行反应工艺危险度评估。

(三)精细化工反应安全风险评价流程

1.物料热稳定性风险评价

对所需评估的物料进行热稳定性测试,获取热稳定性评价所需要的技术数据,包括物料热分解起始分解温度、分解热、绝热条件下最大反应速率到达时间为24小时时对应的温度。根据物质分解放出的热量大小,对物料潜在的燃爆危险性进行评估,分析分解导致的危险性情况,对物料在使用过程中需要避免受热或超温,避免危险事故的发生提出要求。

2.目标反应安全风险发生可能性和导致的严重程度评价

精细化工工艺过程的热累积度为100%,利用失控体系绝热温升,按照分级标准,对失控反应可能导致后果的严重程度进行反应安全风险评价;利用最大反应速率到达时间,对失控反应触发二次分解反应的可能性进行反应安全风险评价。综合失控体系绝热温升和最大反应速率到达时间,对失控反应进行复合叠加因素的矩阵评价,判定失控反应风险可接受程度。

3.目标反应工艺危险度评价

实验测试获取包括目标工艺温度、失控后体系能够达到的最高温度、失控体系最大反应速率到达时间为24小时时对应的温度、技术最高温度等数据。在反应冷却失控后,四个温度数值大小排序不同,根据分级原则,对失控反应进行反应工艺危险度评价,形成不同的危险度等级;根据危险度等级,有针对性地采取控制措施。

4.反应工艺危险度评价

反应工艺危险度指的是工艺反应本身的危险程度,危险度越大的反应,反应失控后造成事故的严重程度就越大。反应工艺危险度评价是精细化工反应安全风险评价的重要内容。

5.措施建议

综合反应安全风险评价结果,考虑不同的工艺危险程度,建立相应的控制措施,同时考虑厂区和周边区域的应急响应措施。若工艺过程为1级危险度,应配置常规的自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节。若工艺过程为2级危险度,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节的基础上,设置偏离正常值的报警和联锁控制,在非正常条件下有可能超压的反应系统,设置爆破片和安全阀等泄放设施,并设置相应的安全仪表系统。若工艺过程为3级危险度,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节,设置偏离正常值的报警和联锁控制,以及设置爆破片和安全阀等泄放设施的基础上,还要设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却降温等控制设施,并设置相应的安全仪表系统。

若工艺过程为4级和5级危险度,尤其是风险高但必须实施产业化的项目,优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险,如通过微反应、连续流完成反应;配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节;设置偏离正常值的报警和联锁控制,设置爆破片和安全阀等泄放设施,设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却等控制设施;开展保护层分析,配置独立的安全仪表系统。对于反应工艺危险度达到5级并必须实施产业化的项目,必须设置在防爆墙隔离的独立空间中,并设置完善的超压泄爆设施,实现全面自控,工作人员必须严格按照安全技术规程和岗位操作规程进行操作。

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