H.E.L化工反应风险评估解决方案

H.E.L化工反应风险评估解决方案

l  概述

精细化工多为间歇或半间歇的密闭生产方式，釜内物料的反应主要受热力学与动力学的影响，一旦反应失控，经过诱导期后反应速率往往呈指数式加速上升，同时伴随温度以及蒸汽压力和分解压力的飙升，严重可能导致爆炸。因此，开展化学反应安全风险评估，确定风险等级并进行安全设计，提升化工企业本质安全水平，对保障安全生产具有重大意义。

为此，2021年3月26日，国家应急管理部危化监管一司组织有关单位编制了《精细化工反应安全风险评估规范（征求意见稿）》，向社会公开征求意见。12月2日-3日，全国安全生产标准化技术委员会化学品安全分技术委员会在青岛召开标准审查会。《精细化工反应安全风险评估规范》《硝酸铵安全管理技术规范》《危险化学品仓库储存通则》3项国家标准，以及《化工过程安全管理导则》《加油站作业安全规范》2项行业标准通过审查。

规范中针对风险评估要求：

  针对：

精细化工企业  以基础化学工业生产的初级或次级化学品、生物质材料等为起始原料，进行深加工而制取具有特定功能、特定用途、小批量、多品种、附加值高和技术密集的化工产品的工艺。

  重点评估对象：

Ø  国内首次使用的新工艺、新配方投入工业化生产的以及国外首次引进的新工艺且未进行过反应安全风险评估的。

Ø  现有的工艺路线、工艺参数或装置能力发生变更的工艺，且没有反应安全风险评估报告的。

Ø  因为反应工艺问题发生过生产安全事故的工艺。

Ø  涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的精细化工生产装置。

Ø  除上述情形外，属于精细化工的重点监管危险化工工艺及金属有机物合成反应（包括格氏反应）并且企业未明确掌握其反应安全风险的。

  反应风险评估包括：

Ø  物料分解热评估

Ø  失控反应严重度评估

Ø  失控反应可能性评估

Ø  失控反应风险可接受程度评估

Ø  反应工艺危险度评估

新建精细化工企业应在编制可行性研究报告或项目建议书前，完成反应安全风险评估已建成精细化工企业应对相关在役装置制定计划逐步开展反应安全风险评估，已开展反应安全风险评估的应根据反应危险度等级和评估建议设置相应的安全设施，补充完善安全管控措施，及时审查和修订安全操作规程

l  风险评估

从传统意义上说,风险被定义为潜在的事故的严重度和发生可能性的组合。因此,风险评估必须既评估其严重度又评估其可能性。显然，这样分析的结果有助于设计各种风险降低措施。为了进行严重度和发生可能性的评估,必须对事故情形包括其触发条件及导致的后果进行辨识、描述。通过定义和描述事故的引发条件和导致结果来对其严重度和发生可能性进行评估。

  物质分解热评估

对物质进行测试，获得物质的分解放热情况，开展风险评估，评估准则参见下表1

表1 物料分解热评估标准

分解放热量是物质分解释放的能量，分解放热量大的物质，绝热温升高，潜在较高的燃爆危险性。实际应用过程中，要通过风险研究和风险评估，界定物料的安全操作温度，避免超过规定温度，引发爆炸事故的发生。

  严重度评估

严重度是指失控反应在不受控的情况下能量释放可能造成破坏的程度。由于精细化工行业的大多数反应是放热反应，反应失控的后果与释放的能量有关。反应释放出的热量越大，失控后反应体系温度的升高情况越显著，容易导致反应体系中温度超过某些组分的热分解温度，发生分解反应以及二次分解反应，产生气体或者造成某些物料本身的气化，而导致体系压力的增加。在体系压力增大的情况下，可能致使反应容器的破裂以及爆炸事故的发生，造成企业财产人员损失、伤害。失控反应体系温度的升高情况越显著，造成后果的严重程度越高。反应的绝热温升是一个非常重要的指标，绝热温升不仅仅是影响温度水平的重要因素，同时还是失控反应动力学的重要影响因素。

绝热温升与反应热成正比，可以利用绝热温升来评估放热反应失控后的严重度。当绝热温升达到 200 K 或 200 K 以上时，反应物料的多少对反应速率的影响不是主要因素，温升导致反应速率的升高占据主导地位，一旦反应失控，体系温度会在短时间内发生剧烈的变化，并导致严重的后果。而当绝热温升为 50 K 或 50 K 以下时，温度随时间的变化曲线比较平缓，体现的是一种体系自加热现象，反应物料的增加或减少对反应速率产生主要影响，在没有溶解气体导致压力增长带来的危险时，这种情况的严重度低。

利用严重度评估失控反应的危险性，可以将危险性分为四个等级，评估准则参见下表2

表2 失控反应严重度评估标准标准