精细化工反应安全风险评价导则-应急管理部.docx

附件精细化工反应安全风险评估导就1 范畴本导就给出了精细化工反应安全风险的评估方法、评估流程、评估标准指南，并给出了反应安全风险评估示例；本导就适用于精细化工反应安全风险的评估；2 术语和定义规范性引用文件界定的术语和定语，以及以下术语和定语适用于本标准；2.1 失控反应最大反应速率到达时间 TMR ad失控反应体系的最坏情形可以视为绝热条件；在绝热条件下，失控反应到达最大反应速率所需要的时间，称为最大反应速率到达时间，可以通俗的懂得为致爆时间；失控反应最大反应速率到达时间是温度的函数，是一个时间衡量尺 度，用于评估失控反应最坏情形发生的可能性，是人为把握最坏情形发生所拥有的时间长短；2.2 绝热温升Δ Tad在冷却失效等失控条件下，反应体系近似处于绝热状态，体系不能进行能量交换，放热反应放出的热量，全部用来上升反应体系的温度，是反应失控可能达到的最坏情1况；对于失控体系，反应物完全转化时所放出的热量导致物料温度的上升，称为绝热温升；绝热温升与反应的放热量成正比，对于放热反应来说，反应的放热量越大，绝热温升越高，导致的后果越严肃；绝热温升是反应风险评估的重要参数，是评估体系失控的极限情形，可以评估失控体系可能导致的严肃程度；2.3 工艺温度 Tp目标工艺操作温度，也是反应过程中冷却失效时的初始温度；冷却失效时，假如反应体系同时存在物料最大量累积和物料具有最差稳固性的情形，在考虑把握措施和解决方案 时，必需充分考虑反应过程中冷却失效时的初始温度，安全的确定工艺操作温度；2.4 技术最高温度 MTT技术最高温度可以按着常压体系和密闭体系两种方式考虑；对于常压反应体系来说，技术最高温度为反应体系溶剂或混合物料的沸点；对于密封体系而言，技术最高温度为反应容器最大答应压力时所对应的温度；2.5 失控体系能达到的最高温度 MTSR当放热化学反应处于冷却失效、热交换失控的情形下，2由于反应体系存在热量累积，整个体系在一个近似绝热的情况下发生温度上升；在物料累积最大时，体系能够达到的最高温度称为热失控条件下反应能达到的最高温度； MTSR 与反应物料的累积程度相关，反应物料的累积程度越大，反应发生失控后，体系能达到的最高温度 MTSR 越高；3 反应安全风险争论3.1 工艺信息工艺信息包括特定工艺路线的工艺技术信息，例如物料配比、反应温度把握范畴、压力把握范畴、反应时间、加料方式与加料速度等工艺操作条件，并包含必要的定性和定量把握分析方法；3.2 试验测试仪器反应安全风险争论需要的设备种类较多，除了闪点测试仪、爆炸极限测试仪等常规测试仪以外，必要的设备仍包括差热扫描量热仪、 热稳固性选择量热仪、 绝热加速度量热仪、低热绝热加速度量热仪、微量热仪、常压反应量热仪、高压反应量热仪、最小点火能测试仪等；配备水分测试仪、液相色谱仪、气相色谱仪等分析仪器设备；具备动力学争论手段和技术才能；反应安全风险争论并不局限于上述设备；3.3 试验才能反应安全风险争论单位需要具备必要的工艺技术、工程技术、热安全和热动力学技术团队和试验才能，具备中国合3格评定国家认可试验室（ CNAS 认可试验室）资质，具备省部级及以上反应安全风险争论重点试验室 /工程争论中心资质，保证相关设备和测试方法准时得到校验和比对，保证测试数据的精确性；4 反应安全风险评估方法4.1 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估；4.2 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风险导致的严肃程度，进行混合叠加因素反应安全风险评估；4.3 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，进行反应危险度评估；4.4 对精细化工反应安全风险进行定性或半定量的评估，针对存在的风险，要建立相应的把握措施；化工反应安全风险评估具有多目标、多属性的特点，单一的评估方法不能全面反映化学工艺的特点和危险程度，因此，应依据不同的评估对象，进行多样化的评估；5 反应安全风险评估流程5.1 物料热稳固性风险评估对所需评估的物料进行热稳固性测试， 猎取热稳固性评估所需要的技术数据； 主要数据包括物料热分解起始分解温4度、分解热、绝热条件下最大反应速率到达时间为 24 时对应的温度； 对比工艺温度和物料稳固性温度， 假如工艺温度大于绝热条件下最大反应速率到达时间为 24 小时对应的温度，物料在工艺条件下不稳固， 需要优化已有工艺条件， 或者实行确定的技术把握措施， 保证物料在工艺过程中的安全 和稳固； 依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形， 对物料在使用过程中需要防止受热或超温， 引发危险事故的发生提出要求；5.2 目标反应安全风险发生可能性和导致的严肃程度评估 试验测试猎取反应过程绝热温升、体系热失控情形下工艺反应可能达到的最高温度，以及失控体系达到最高温度对应的最大反应速率到达时间等数据；考虑工艺过程的热累积度为 100% ，利用失控体系绝热温升，按着分级标准，对失控反应可能导致的严肃程度进行反应安全风险评估；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估；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 估，判定失控过程风险可接受程度；假如为可接受风险，说明工艺潜在的热危险性是可以接受的；假如为有条件接受风险，就需要实行确定的技术把握措施，降低反应安全风险等级；假如为不行接受风险，说明常规的技术把握措施不能奏5效，已有工艺不具备工程放大条件， 需要重新进行工艺争论、工艺优化或工艺设计，保证化工过程的安全；5.3 目标反应危险度评估试验测试猎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 小时对应的温度、技术最高温度等数据；在反应冷却失效后，四个温度数值大小排序不同，依据分级原就，对失控反应进行反应危险度评估，形成不同的危险度等级；依据危险度等级，有针对性的建立把握措施；应急冷却、减压等安全措施，均可以作为系统安全的有效爱惜措施；对于反应危险度较高的反应，需要对工艺进行优化或者实行有效的把握措施，降低反应危险度等级；常规把握措施不能有效时，需要重新进行工艺争论或工艺优化，转变工艺路线或优化反应条件，削减反应失控后物料的累积程度，实现化工过程安全；6 评估标准6.1 物质分解热评估对物质进行测试，获得物质的分解放热忱形，开展风险评估，评估准就见表 1 所示；表 1 分解热评估等级 分解热（ J/g） 说明1 ＜400潜在爆炸危险性， 使用过程中要防止超过规定温度；62 400-1200分解放热量较大， 潜在的爆炸危险性较高， 使用过程中要防止超过规定温度；3 1200-3000分解放热量大， 潜在的爆炸危险性很高， 使用过程中要防止超过规定温度；4 ＞3000分解放热量很大， 潜在的爆炸危险性很高， 使用过程中要防止超过规定温度；分解放热量代表了物质分解而释放能量的高低，分解放热量大的物质，绝热温上升，潜在较高的燃爆危险性；实际应用过程中，要通过风险争论和风险评估，界定物料的安全操作温度，要防止超过规定温度，引发爆炸事故的发生；6.2 严肃度评估严肃度是指失控反应在不受控的情形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上升情形越显著，简洁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，产愤慨体或者是某些物料本身的汽化，而导致体系压力的增加；在体系的压力增大的情形下，可能致使反应容器的破裂以及爆炸事故的发生，造成企业财产的缺失、人员损害；失控反应体系温度的上升情形越显著，造成后果的严肃程度越高；反应的绝热温升是一个特殊重要的指标，绝热温升不仅仅是影响温度水平的重要因素，同时仍是7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肃度；当绝热温升达到 200K 或 200K 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上升占居主导位置，一旦反应失控，体系 温度会在短时间内发生猛烈的变化，并导致严肃的后果；而 当绝热温升为 50K 或更小时， 温度随时间的变化曲线比较平缓，表达的是一种体系自加热现象，而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，这种情形的严肃度低；利用严肃度评估失控反应的危险性，可以将危险性分为四个等级，失控反应严肃度评估准就如表 2 所示；表 2 失控反应严肃度评估等级1ΔTad/K＜ 50 且无压力影响后果批量缺失250-200工厂短期破坏3200-400工厂严肃缺失4＞ 400工厂毁灭性的缺失绝热条件下，温升达到或超过 200 K ，将会导致猛烈的反应和严肃的后果；绝热温升为 50 K 或更小的情形，不会8导致热爆炸，此时，假如没有压力增长带来的危险，危险等级较低；6.3 可能性评估可能性是指由于工艺反应本身导致危险事故发生的可能概率大小；利用时间尺度可以对事故发生的可能性进行反应安全风险评估，可以设定最危险情形的报警时间，便于在失控情形发生时，在确定的时间限度内，准时实行相应的补救措施，降低风险或者强制疏散，最大限度的防止爆炸等恶性事故发生的目的，保证化工生产安全；对于工业生产规模的化学反应来说，假如在绝热条件下 失控反应最大反应速率到达时间≥ 24 小时，人为处置失控反应有足够的时间，导致事故发生的概率较低；假如最大反应 速率到达时间≤ 8 小时，人为处置失控反应的时间不足，导 致事故发生的概率上升；接受上述的时间尺度进行评估，仍 取决于其它许多因素，例如化工生产自动化程度的高低、操 作人员的操作水平和培训情形、生产保证系统的故障频率等，工艺安全治理也特殊重要；利用失控反应最大反应速率到达时间 TMR ad 为时间尺度，对反应失控发生的可能性进行评估； 评估标准参见表 3 ；表 3 失控反应发生可能性评估等级 TMR ad/ 小时 后果1 ＞ 24 很少发生928-24有时发生31-8很可能发生4＜ 1频繁发生6.4 矩阵评估风险矩阵是以失控反应发生后果严肃度和相应的发生概率进行组合，得到不同的风险类型，从而对失控反应的反应安全风险进行评判，并依据可接受风险、有条件接受风险和不行接受风险，分别用不同的区域表示，具有良好的辨识性；以工艺过程的绝热温升作为反应安全风险的严肃度；以失控反应最大反应速率到达时间为时间尺度，通过组合不同的严肃度和可能性等级，对化工反应失控风险进行评估；风险评估矩阵见图 1；10图 1 风险评估矩阵。