化學反應風險評估工藝危險度分級

發(fā)布時間：

2024-01-03 11:02

反應工藝危險度指的是工藝反應本身的危險程度，危險度越大的反應，反應失控后造成事故的嚴重程度就越大。本文將介紹反應工藝危險度的分級，以及相應的評估結(jié)論和工藝優(yōu)化建議措施。《精細化工反應安全風險評估規(guī)范》GB/T 42300-2022中，根據(jù)工藝操作溫度、合成反應的最高溫度、T_D24為24h的溫度、技術原因的最高溫度，這4個溫度參數(shù)之間的大小關系，把工藝反應危險度從高到低分為5個等級，企業(yè)應根據(jù)反應工藝危險度等級，有針對性地采取控制措施，對于反應工藝危險度較高的反應，需要對工藝進行優(yōu)化或者采取有效的控制措施，降低危險度等級。

圖1 根據(jù)Tp、MTSR、MTT和T_D244個溫度水平對危險度分級

需要說明的是，根據(jù)圖1對合成工藝進行的熱風險分級體系主要基于4個特征溫度參數(shù)，沒有考慮到壓力效應、溶劑蒸發(fā)速率、反應物料液位上漲等更加復雜的因素，因而是一種初步的熱風險分級體系。

工藝危險度等級對選擇和制定風險降低措施有重要作用，不同危險度等級，采取的應對方式和風控措施不同，具體情形如下：

1級危險度情形

反應危險性較低。MTSR小于MTT和T_D24，體系不會引發(fā)物料的二次分解反應，也不會導致反應物劇烈沸騰而沖料。但是，仍需避免反應物料長時間受熱，以免達到MTT。

對于反應工藝危險度為1級的工藝過程，應配置常規(guī)的自動控制系統(tǒng)，對主要反應參數(shù)進行集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)（分布式控制系統(tǒng)DCS或可編程邏輯控制器PLC）。

2級危險度情形

潛在分解風險。MTSR小于MTT和T_D24，體系不會引發(fā)物料的二次分解反應，也不會導致反應物劇烈沸騰而沖料。但是由于MTT高于T_D24，如果反應體系持續(xù)停留在失控狀態(tài)，有可能引發(fā)二次分解反應的發(fā)生，二次分解反應繼續(xù)放熱，最終使反應體系達到MTT，有可能引起沖料等危險事故。

對于反應工藝危險度為2級的工藝過程，在配置常規(guī)自動控制系統(tǒng)，對主要反應參數(shù)進行集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)的基礎上，應設置偏離正常值的報警和聯(lián)鎖控制；宜根據(jù)設計要求及規(guī)范設置但不限于爆破片和安全閥；應根據(jù)安全完整性等級（SIL）評估要求，設置相應的安全儀表系統(tǒng)。

3級危險度情形

存在沖料和分解風險。MTSR大于MTT，容易引起反應物料沸騰導致沖料危險的發(fā)生，甚至導致體系瞬間壓力的升高，但是，MTSR小于T_D24，引發(fā)二次分解反應發(fā)生的可能性不大，體系物料的蒸發(fā)冷卻也可以作為熱交換的措施，成為系統(tǒng)的安全屏障。3級危險度時，反應體系在MTT時的反應放熱速率快慢對體系安全性影響很大，應充分考慮但不限于緊急減壓、緊急冷卻風險控制措施，避免沖料和引發(fā)二次分解反應，導致爆炸事故。

對于反應工藝危險度為3級的工藝過程，在配置常規(guī)自動控制系統(tǒng)，對主要反應參數(shù)進行集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)的基礎上，應設置偏離正常值的報警和聯(lián)鎖控制；宜根據(jù)設計要求及規(guī)范設置但不限于爆破片、安全閥，設置但不限于緊急終止反應、緊急冷卻降溫等控制設施；應根據(jù)SIL評估要求，設置相應的安全儀表系統(tǒng)。

4級危險度情形

沖料和分解風險較高，潛在爆炸風險。MTSR大于MTT和T_D24，體系的溫度可能超過MTT，引起反應物料沸騰導致沖料危險的發(fā)生，并引發(fā)二次分解反應的發(fā)生。在這種情況下，反應體系在MTT時的各種反應的放熱速率對整個工藝的安全性影響很大。體系物料的蒸發(fā)冷卻、緊急減壓、緊急冷卻措施有一定的安全保障作用；但是，不能完全避免二次分解反應的發(fā)生。對于4級危險度而言，應建立一個可靠、有效的技術和工程設計措施。

對于反應工藝危險度為4級的工藝過程，尤其是風險高但必須實施產(chǎn)業(yè)化的項目，應優(yōu)先開展工藝優(yōu)化或改變工藝的方法降低風險；應配置常規(guī)自動控制系統(tǒng)，對主要反應參數(shù)進行集中監(jiān)控及自動調(diào)節(jié)；應設置偏離正常值的報警和聯(lián)鎖控制；宜根據(jù)設計要求及規(guī)范設置但不限于爆破片，安全閥，設置但不限于緊急終止反應、緊急冷卻等控制設施；應根據(jù)SIL評估要求，設置獨立的安全儀表系統(tǒng)。

5級危險度情形

爆炸風險較高。MTSR大于T_D24，失控體系很容易引發(fā)二次分解反應，二次分解反應不斷放熱，體系溫度很可能超過MTT，導致反應體系處于更加危險的狀態(tài)。這種情況下，單純依靠蒸發(fā)冷卻和降低反應系統(tǒng)壓力措施已經(jīng)不能滿足體系安全保障的需要。因此，5級危險度是一種非常危險的情形，普通的技術措施不能解決5級危險度的情形，應選擇工藝優(yōu)化、區(qū)域隔離措施。

對于反應工藝危險度達到5級并必須實施產(chǎn)業(yè)化的項目，它的設計與4級危險度情形一樣；在此基礎上，還應設置在防爆墻隔離的獨立空間中，并設置完善的超壓泄爆設施，實現(xiàn)全面自控，除裝置安全技術規(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，反應過程中操作人員不應進入所限制的空間內(nèi)。

化工工藝危險度分級可以幫助企業(yè)了解反應工藝的危險程度，并根據(jù)工藝危險等級，采取相應的安全措施和完善風險管理，以保證生產(chǎn)過程的安全，最大程度上降低事故風險，提高化工企業(yè)安全生產(chǎn)水平，確保化工企業(yè)的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

相關新聞

節(jié)能評估、審查與驗收的全過程

2021-09-15

常說的“節(jié)能報告”“能評報告”，指建設單位根據(jù)節(jié)能法律、法規(guī)、規(guī)章、政策標準，對固定資產(chǎn)投資項目的能源利用是否科學合理進行分析和評估，并編制節(jié)能報告的行為。

建筑物抗爆淺析

2021-09-15

建筑物是否需要抗爆需要根據(jù)事故發(fā)生的概率、潛在后果的風險評估及可接受的風險標準來確定。一個爆炸事故中，作用在建筑物上的爆炸沖擊波超壓、作用時間與建筑物距爆炸源的距離有關，距爆炸源越近，爆炸荷載就越大。如果按照一個定值進行抗爆設計，就會出現(xiàn)因為所處位置的不同，部分建筑物在爆炸事故中倒塌，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失；同時一部分建筑物就會變成過度設計，造成投資浪費。因此，建筑物是否需要抗爆、爆炸沖擊波峰值入射超壓及正壓作用時間應經(jīng)過定量風險評估確定。在制定抗爆建筑的設計方案時，基于定量風險品評估報告來選擇適當?shù)慕ㄖY(jié)構型式及構造措施，在保障人員及重要設施安全的基礎上，有效控制工程造價，避免投資浪費。

HGT20518-2008化工粉體工程設計通用規(guī)范

2021-09-15

HGT20518-2008化工粉體工程設計通用規(guī)范

危險化學品企業(yè)安全設計診斷重點關注項