雙氧水、硝酸銨、有機(jī)硅行業(yè)雖然不屬于精細(xì)化工范疇,硝酸銨、有機(jī)硅等生產(chǎn)過(guò)程中更不涉及危險(xiǎn)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(xiǎn),并從以下幾方面加以防控。
一是對(duì)可能反應(yīng)失控或不清楚物料熱穩(wěn)定性的工藝,開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
近兩年,筆者在企業(yè)開(kāi)展指導(dǎo)服務(wù)時(shí)經(jīng)常被問(wèn)到“企業(yè)不屬于精細(xì)化工企業(yè)、生產(chǎn)過(guò)程不屬于間歇工藝,是不是可以不開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?對(duì)原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)物也要開(kāi)展熱穩(wěn)定性測(cè)試嗎?”通常筆者會(huì)反問(wèn):“你詢問(wèn)的這個(gè)生產(chǎn)工藝的反應(yīng)過(guò)程中是否存在失控的可能?比如加錯(cuò)料、某一原料過(guò)量、超工藝指標(biāo)運(yùn)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(duì)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(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)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(duì)生產(chǎn)過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理、熱失控風(fēng)險(xiǎn)、物料的熱穩(wěn)定性的了解,也不清楚當(dāng)反應(yīng)過(guò)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(shí),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(guò)氧化氫企業(yè)對(duì)高濃度的過(guò)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(xiǎn)了解不夠,對(duì)雙氧水的凝聚相爆炸更是了解甚少。
因此,企業(yè)無(wú)法從本質(zhì)安全的角度開(kāi)展設(shè)計(jì),僅僅依據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》,對(duì)涉及重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝和金屬有機(jī)物合成反應(yīng)(包括格氏反應(yīng))的間歇和半間歇反應(yīng)開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;或者是按照《危險(xiǎn)化學(xué)品安全專項(xiàng)整治三年行動(dòng)計(jì)劃方案》的要求,對(duì)涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過(guò)氧化工藝的精細(xì)化工生產(chǎn)裝置開(kāi)展有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝全流程的反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,對(duì)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(cè)試和蒸餾、干燥、儲(chǔ)存等單元操作的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(guò)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(yàn)證自己的生產(chǎn)工藝是否屬于上述兩個(gè)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(guò)程的各類風(fēng)險(xiǎn)?是否采取了足夠的風(fēng)險(xiǎn)管控措施?如果沒(méi)有,那就對(duì)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(cè)試,對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程開(kāi)展熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究測(cè)試與分析,開(kāi)展蒸餾、干燥、儲(chǔ)存等單元操作的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(duì)連續(xù)化工藝反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、熱穩(wěn)定性測(cè)試,制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
目前,對(duì)于連續(xù)化工藝的反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試方法,沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)涉及,相關(guān)的規(guī)章文件中也沒(méi)有提出明確的要求。雖然國(guó)內(nèi)已有部分科研機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視連續(xù)化工藝的反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(cè)試,但哪些連續(xù)化的生產(chǎn)工藝應(yīng)開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、熱穩(wěn)定性測(cè)試,整個(gè)行業(yè)需要取得共識(shí),更需要制定測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)。
三是重視首次工藝技術(shù)來(lái)源,重視小試、中試、工業(yè)化試驗(yàn),從源頭防控風(fēng)險(xiǎn)。
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(xiǎn)。針對(duì)轉(zhuǎn)讓的工藝技術(shù),企業(yè)要充分了解工藝的設(shè)計(jì)、主要工藝設(shè)備、工藝控制方式及參數(shù)等設(shè)計(jì)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(xiǎn)特性數(shù)據(jù)表、工藝過(guò)程危險(xiǎn)性分析、建議采用的安全措施、該工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況及相關(guān)事故案例等內(nèi)容。凡是對(duì)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(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工程設(shè)計(jì)。對(duì)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(yàn)基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)工藝危險(xiǎn)性分析,方能開(kāi)展工程設(shè)計(jì)。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(yàn)。嚴(yán)禁未經(jīng)許可以工業(yè)化試驗(yàn)裝置代替工業(yè)化生產(chǎn)裝置運(yùn)行。
四是開(kāi)展本質(zhì)安全設(shè)計(jì),形成可靠的工藝包。
無(wú)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(duì)項(xiàng)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(xiǎn)特性分析。如:能否選用低毒或無(wú)毒的化學(xué)品;能否選用危險(xiǎn)性更低的化學(xué)品;在無(wú)法避免使用危險(xiǎn)性較高的化學(xué)品時(shí),是否采取了足夠有效的安全措施等。
物料加工或儲(chǔ)存量分析。如:能否將生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)化學(xué)品的在線量或儲(chǔ)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(xiǎn)物料持有量。
工藝過(guò)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(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力的設(shè)置是否合理;自動(dòng)控制、緊急停車系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)設(shè)置情況等。
對(duì)于涉及“兩重點(diǎn)一重大”和首次工業(yè)化設(shè)計(jì)的建設(shè)項(xiàng)目,應(yīng)在初步設(shè)計(jì)階段開(kāi)展危險(xiǎn)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(jí)(SIL)。開(kāi)展本質(zhì)安全設(shè)計(jì),提升自動(dòng)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(guó)化學(xué)品安全協(xié)會(huì)總工程師)
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