雙氧水、硝酸銨、有機硅行業(yè)雖然不屬于精細(xì)化工范疇,硝酸銨、有機硅等生產(chǎn)過程中更不涉及危險工藝,但都是連續(xù)化生產(chǎn)工藝。上述行業(yè)不少事故的根源都是物料的分解放熱而致爆炸。因此,筆者建議企業(yè)也應(yīng)當(dāng)重視連續(xù)化生產(chǎn)工藝反應(yīng)失控的風(fēng)險,并從以下幾方面加以防控。
一是對可能反應(yīng)失控或不清楚物料熱穩(wěn)定性的工藝,開展反應(yīng)安全風(fēng)險評估。
近兩年,筆者在企業(yè)開展指導(dǎo)服務(wù)時經(jīng)常被問到“企業(yè)不屬于精細(xì)化工企業(yè)、生產(chǎn)過程不屬于間歇工藝,是不是可以不開展反應(yīng)安全風(fēng)險評估?對原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)物也要開展熱穩(wěn)定性測試嗎?”通常筆者會反問:“你詢問的這個生產(chǎn)工藝的反應(yīng)過程中是否存在失控的可能?比如加錯料、某一原料過量、超工藝指標(biāo)運行、混入雜質(zhì)等。你是否了解所使用原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性?”而對方的回答常常是“不是很了解”。企業(yè)連反應(yīng)失控的可能性、各類物料的熱穩(wěn)定性都不清楚,是怎么敢生產(chǎn)的?生產(chǎn)過程中的風(fēng)險又是如何控制的呢?
目前,很多企業(yè)還停留在“合規(guī)”性生產(chǎn)層面,缺少對生產(chǎn)過程的反應(yīng)機理、熱失控風(fēng)險、物料的熱穩(wěn)定性的了解,也不清楚當(dāng)反應(yīng)過程混入雜質(zhì)、金屬離子,或因控制不當(dāng)產(chǎn)生不明副產(chǎn)物時,所可能引發(fā)的后果。魯西雙氧水新材料科技有限公司“5·1”重大爆炸著火事故就反映出,過氧化氫企業(yè)對高濃度的過氧化氫(如70%)在鐵離子等雜質(zhì)存在的環(huán)境下分解爆炸的風(fēng)險了解不夠,對雙氧水的凝聚相爆炸更是了解甚少。
因此,企業(yè)無法從本質(zhì)安全的角度開展設(shè)計,僅僅依據(jù)《關(guān)于加強精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估工作的指導(dǎo)意見》,對涉及重點監(jiān)管危險化工工藝和金屬有機物合成反應(yīng)(包括格氏反應(yīng))的間歇和半間歇反應(yīng)開展反應(yīng)安全風(fēng)險評估;或者是按照《危險化學(xué)品安全專項整治三年行動計劃方案》的要求,對涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過氧化工藝的精細(xì)化工生產(chǎn)裝置開展有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝全流程的反應(yīng)安全風(fēng)險評估,對相關(guān)原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)物進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試和蒸餾、干燥、儲存等單元操作的風(fēng)險評估。
但從以往發(fā)生的事故案例可以看出,所有化工反應(yīng)過程都存在反應(yīng)失控與分解爆炸的可能性。因此,企業(yè)不要反復(fù)去驗證自己的生產(chǎn)工藝是否屬于上述兩個文件的要求范圍,那僅僅是合規(guī)生產(chǎn)的底線而已,真正需要明白的是:是否了解生產(chǎn)過程的各類風(fēng)險?是否采取了足夠的風(fēng)險管控措施?如果沒有,那就對原料、催化劑、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品、副產(chǎn)物、廢棄物進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試,對化學(xué)反應(yīng)過程開展熱力學(xué)和動力學(xué)研究測試與分析,開展蒸餾、干燥、儲存等單元操作的風(fēng)險評估,從而充分了解物料的熱分解爆炸或反應(yīng)失控的可能性,采取必要的防控措施。
二是針對連續(xù)化工藝反應(yīng)安全風(fēng)險評估、熱穩(wěn)定性測試,制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
目前,對于連續(xù)化工藝的反應(yīng)安全風(fēng)險測試方法,沒有標(biāo)準(zhǔn)涉及,相關(guān)的規(guī)章文件中也沒有提出明確的要求。雖然國內(nèi)已有部分科研機構(gòu)開始重視連續(xù)化工藝的反應(yīng)安全風(fēng)險評估的方法研究,一些企業(yè)也已重視原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性測試,但哪些連續(xù)化的生產(chǎn)工藝應(yīng)開展反應(yīng)安全風(fēng)險評估、熱穩(wěn)定性測試,整個行業(yè)需要取得共識,更需要制定測試方法的標(biāo)準(zhǔn)。
三是重視首次工藝技術(shù)來源,重視小試、中試、工業(yè)化試驗,從源頭防控風(fēng)險。
在目前情況下,還要從源頭管控連續(xù)化工藝的反應(yīng)安全風(fēng)險。針對轉(zhuǎn)讓的工藝技術(shù),企業(yè)要充分了解工藝的設(shè)計、主要工藝設(shè)備、工藝控制方式及參數(shù)等設(shè)計文件,了解工藝物料(主要原輔材料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品等)危險特性數(shù)據(jù)表、工藝過程危險性分析、建議采用的安全措施、該工藝技術(shù)在國內(nèi)外應(yīng)用情況及相關(guān)事故案例等內(nèi)容。凡是對裝置規(guī)模、工藝路線、原輔料等進(jìn)行改造提升的,應(yīng)重新開展反應(yīng)安全風(fēng)險評估與工程設(shè)計。對于首次工業(yè)化生產(chǎn)的工藝技術(shù),應(yīng)在小試、中試、工業(yè)化試驗基礎(chǔ)上,經(jīng)過工藝危險性分析,方能開展工程設(shè)計。不得在已建成投用的生產(chǎn)裝置上進(jìn)行新工藝的中試和工業(yè)化試驗。嚴(yán)禁未經(jīng)許可以工業(yè)化試驗裝置代替工業(yè)化生產(chǎn)裝置運行。
四是開展本質(zhì)安全設(shè)計,形成可靠的工藝包。
無論是轉(zhuǎn)讓工藝技術(shù),還是自研工藝技術(shù),企業(yè)都要在可研階段,對項目擬采用的工藝包和專利技術(shù)的安全性進(jìn)行分析。
物料的危險特性分析。如:能否選用低毒或無毒的化學(xué)品;能否選用危險性更低的化學(xué)品;在無法避免使用危險性較高的化學(xué)品時,是否采取了足夠有效的安全措施等。
物料加工或儲存量分析。如:能否將生產(chǎn)過程中危險化學(xué)品的在線量或儲存量控制在盡可能低的安全合理的水平;能否設(shè)置有效控制隔離系統(tǒng)內(nèi)的危險物料持有量。
工藝過程和控制系統(tǒng)水平分析。如:工藝操作條件是否可以更加溫和;設(shè)計溫度和設(shè)計壓力的設(shè)置是否合理;自動控制、緊急停車系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)設(shè)置情況等。
對于涉及“兩重點一重大”和首次工業(yè)化設(shè)計的建設(shè)項目,應(yīng)在初步設(shè)計階段開展危險與可操作性分析(HAZOP),確定安全儀表功能(SIF)的功能性要求及需要的安全完整性等級(SIL)。開展本質(zhì)安全設(shè)計,提升自動化控制水平,設(shè)置安全儀表系統(tǒng)等措施,防控因反應(yīng)失控或熱分解所引發(fā)的事故。
(作者系中國化學(xué)品安全協(xié)會總工程師)
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