DB13-T 5617-2022 精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則

71.020CCS

G

0913 DB

13/T

5617—2022精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則河北省市場(chǎng)監(jiān)督管理局 發(fā)

布DB

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5617—2022前言

............................................................................... II1

.............................................................................12 規(guī)范性引用文件

...................................................................13 術(shù)語(yǔ)和定義

.......................................................................14 資質(zhì)要求

.........................................................................25 評(píng)估范圍及流程

...................................................................26 評(píng)估方法

.........................................................................37 評(píng)估等級(jí)劃分指標(biāo)要求

.............................................................38 評(píng)估結(jié)論及建議

...................................................................69 評(píng)估結(jié)果運(yùn)用

.....................................................................710 評(píng)估報(bào)告

........................................................................7參考文獻(xiàn)

............................................................................ 9DB

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5617—20221 范圍本文件規(guī)定了精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的資質(zhì)要求、評(píng)估范圍及流程、評(píng)估方法、評(píng)估等級(jí)劃分指標(biāo)要求、評(píng)估結(jié)論及建議、評(píng)估結(jié)果運(yùn)用、評(píng)估報(bào)告。本文件適用于精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用適用于本文件。GB/T

13464 物質(zhì)熱穩(wěn)定性的熱分析試驗(yàn)方法T/CIESC

0001 化學(xué)反應(yīng)量熱試驗(yàn)規(guī)程T/CIESC

0003 化工工藝反應(yīng)熱風(fēng)險(xiǎn)特征數(shù)據(jù)計(jì)算方法3 術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。精細(xì)化工企業(yè) fine

chemical

以基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的初級(jí)或次級(jí)化學(xué)品、生物質(zhì)材料等為起始原料，進(jìn)行深加工而制取具有特定功能、特定用途、小批量、多品種、附加值高和技術(shù)密集的精細(xì)化工產(chǎn)品的工廠。[來(lái)源：GB

51283－2020，2.0.1]風(fēng)險(xiǎn) risk發(fā)生特定危害事件的可能性以及發(fā)生事件后果嚴(yán)重性的結(jié)合。[來(lái)源：GB/T

51116－2016，2.0.9]絕熱溫升 adiabatic

rise，ΔTad對(duì)于失控體系，反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化時(shí)所放出的熱量導(dǎo)致物料溫度升高的值。失控反應(yīng)嚴(yán)重度

of

runaway

reaction反應(yīng)在不受控的情況下能量釋放可能造成破壞的程度。工藝溫度 reaction

，Tp即目標(biāo)工藝操作溫度，也是反應(yīng)過(guò)程中冷卻失效時(shí)的初始溫度。技術(shù)最高溫度 maximum

temperature

for

reason，MTT常壓反應(yīng)體系反應(yīng)體系溶劑或混合物料的沸點(diǎn)，密閉體系反應(yīng)容器最大允許壓力時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間

time

reaction

rate

of

reaction

inadiabatic

condition，adDB

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5617—2022在絕熱條件下，失控反應(yīng)到達(dá)最大反應(yīng)速率所需要的時(shí)間，可以通俗地理解為致爆時(shí)間。TMR是溫度的函數(shù)，是時(shí)間衡量尺度，用于評(píng)估失控反應(yīng)最壞情形發(fā)生的可能性，是人為控制最壞情形發(fā)生所擁有的時(shí)間長(zhǎng)短。3.8失控體系能達(dá)到的最高溫度

temperature

that

system

reach，MTSR在物料累積最大時(shí)，體系能夠達(dá)到的最高溫度稱為失控體系能達(dá)到的最高溫度。MTSR與反應(yīng)物MTSR越高。3.9風(fēng)險(xiǎn)矩陣risk

matrix通過(guò)確定事件后果和可能性的范圍來(lái)排列顯示風(fēng)險(xiǎn)的工具。[來(lái)源：GB

23694－2013，4.6.1.7]4 資質(zhì)要求反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)由具備相關(guān)專業(yè)能力的機(jī)構(gòu)組織開(kāi)展。高反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力和質(zhì)量，具備必要的工藝技術(shù)、工程技術(shù)、熱安全和熱動(dòng)力學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和

地覆蓋有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、分析化學(xué)等專業(yè)。評(píng)估機(jī)構(gòu)應(yīng)圍繞“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等要素建立實(shí)驗(yàn)室管理體系。安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的能力。反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)具備動(dòng)力學(xué)研究手段和技術(shù)能力，并配備但不限于下列設(shè)備：——閃點(diǎn)測(cè)試儀；——爆炸極限測(cè)試儀；——差熱掃描量熱儀；——熱穩(wěn)定性篩選量熱儀；——絕熱加速度量熱儀；——高性能絕熱加速度量熱儀；——微量熱儀；——常壓反應(yīng)量熱儀；——高壓反應(yīng)量熱儀；——最小點(diǎn)火能測(cè)試儀；——水分測(cè)試儀；——液相色譜儀；——?dú)庀嗌V儀等。5 評(píng)估范圍及流程評(píng)估范圍5.1.1 反應(yīng)，有以下情形之一的，應(yīng)開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：a)

國(guó)內(nèi)首次使用的新工藝、新配方投入工業(yè)化生產(chǎn)的以及國(guó)外首次引進(jìn)的新工藝且未進(jìn)行過(guò)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的，b)

現(xiàn)有的工藝路線、工藝參數(shù)或裝置能力發(fā)生變更，且沒(méi)有反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的，c)

因反應(yīng)工藝問(wèn)題，發(fā)生過(guò)生產(chǎn)安全事故的。5.1.2 重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝的精細(xì)化工生產(chǎn)裝置應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)工藝全流程的反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，

J/g

4004001200DB

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5617—2022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。蒸餾、干燥、儲(chǔ)存等單元操作可參考精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，采用適用的評(píng)估方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。5.1.3 的不同系列反應(yīng)，應(yīng)對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的所有反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。評(píng)估流程反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，按以下流程進(jìn)行：a)

明確反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目的，評(píng)估對(duì)象和評(píng)估范圍，組建評(píng)估項(xiàng)目組，b)

收集、整理反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需資料，包括相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、工藝信息、工藝質(zhì)控指標(biāo)、物料、產(chǎn)能規(guī)模等，c)

物料熱穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)反應(yīng)中涉及的原料、中間物料、產(chǎn)品等化學(xué)品進(jìn)行熱穩(wěn)定測(cè)試分析，d)

目標(biāo)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性和導(dǎo)致的嚴(yán)重程度評(píng)估，根據(jù)絕熱溫升等參數(shù)，評(píng)估反應(yīng)可能導(dǎo)致的嚴(yán)重程度，對(duì)失控反應(yīng)進(jìn)行矩陣評(píng)估，判定失控過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)可接受程度，e)

目標(biāo)反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估，根據(jù)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間等參數(shù)評(píng)估反應(yīng)失控的可能性，結(jié)合相關(guān)反應(yīng)溫度參數(shù)進(jìn)行多因素危險(xiǎn)度評(píng)估，確定反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)，f)

得出反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論，提出對(duì)策措施建議，g)

編制反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告。6 評(píng)估方法通則根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估多目標(biāo)、多屬性的特點(diǎn)，應(yīng)針對(duì)不同的評(píng)估對(duì)象，進(jìn)行多樣化的評(píng)估，全面反映化學(xué)工藝的特征和危險(xiǎn)程度，對(duì)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性、定量的評(píng)估。單因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估依據(jù)反應(yīng)熱、失控體系絕熱溫升、最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間進(jìn)行單因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)熱估算方法及試驗(yàn)測(cè)定方法可參照

0001進(jìn)行?；旌席B加因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行混合疊加因素反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估依據(jù)四個(gè)溫度參數(shù)，即工藝溫度、技術(shù)最高溫度、最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為小時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度及失控體系能達(dá)到的最高溫度，進(jìn)行反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度評(píng)估。7 評(píng)估等級(jí)劃分指標(biāo)要求物料熱穩(wěn)定性等級(jí)指標(biāo)要求7.1.1

4

險(xiǎn)評(píng)估，分解熱評(píng)估等級(jí)的確定應(yīng)符合表

1

的規(guī)定。表1表1分解熱評(píng)估指標(biāo)要求

TMRad

TMRadad24adTMRad

ad

5050ad200ad400

J/g

12003000DB

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5617—2022表1分解熱評(píng)估指標(biāo)要求表1分解熱評(píng)估指標(biāo)要求(續(xù))熱數(shù)據(jù)。7.1.3 的主要風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)。失控反應(yīng)嚴(yán)重度等級(jí)指標(biāo)要求7.2.1

4

確定應(yīng)符合表

2

的規(guī)定。表2失控反應(yīng)嚴(yán)重度評(píng)估指標(biāo)要求表2失控反應(yīng)嚴(yán)重度評(píng)估指標(biāo)要求過(guò)某些組分的熱分解溫度，發(fā)生分解反應(yīng)及二次分解反應(yīng)，產(chǎn)生氣體或造成某些物料本身的氣化，導(dǎo)致體系壓力的增加，可能致使反應(yīng)容器的破裂及爆炸事故的發(fā)生，失控反應(yīng)體系溫度的升高情況越顯著，造成后果的嚴(yán)重程度越高。失控反應(yīng)發(fā)生的可能性等級(jí)指標(biāo)要求7.3.1 失控反應(yīng)發(fā)生的可能性，可分為以下

4

個(gè)等級(jí)，利用失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間

ad為時(shí)間尺度，對(duì)反應(yīng)失控發(fā)生的可能性進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估等級(jí)的確定應(yīng)符合表

3

的規(guī)定。表3 失控反應(yīng)發(fā)生可能性評(píng)估指標(biāo)要求7.3.2表3 失控反應(yīng)發(fā)生可能性評(píng)估指標(biāo)要求7.3.2 對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，事故發(fā)生的概率與下列因素有關(guān)：——失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間大于等于

24

小時(shí)，人為處置失控反應(yīng)有足夠的時(shí)間，導(dǎo)致事故發(fā)生的概率較低；——失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間小于等于

8

小時(shí)，人為處置失控反應(yīng)的時(shí)間不足，導(dǎo)致事故發(fā)生的概率升高。b)

化工生產(chǎn)自動(dòng)化程度的高低，

pD24ppMTSRD24pD24MTSRpDB

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5617—2022c)

操作人員的操作水平和培訓(xùn)情況，d)

生產(chǎn)保障系統(tǒng)的故障頻率，e)

工藝安全管理等。7

反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)指標(biāo)要求7.4.1

5

個(gè)等級(jí)，4

個(gè)重要的溫度參數(shù)，即工藝操作溫度

Tp

ad為24

小時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度

TD24

MTSR

符合表

4

的規(guī)定。表4 反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)評(píng)估指標(biāo)要求7.4.2 對(duì)于危險(xiǎn)度等級(jí)在

表4 反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度等級(jí)評(píng)估指標(biāo)要求力的關(guān)系、失控過(guò)程最高溫度、最大壓力、最大溫度升高速率、最大壓力升高速率及絕熱溫升等參數(shù)，確定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)指標(biāo)要求7.5.1 失控反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)程度由風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)后果的嚴(yán)重度兩個(gè)方面決定，風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)可分為以下

3

個(gè)等級(jí)：——I

級(jí)，可接受風(fēng)險(xiǎn)，工藝潛在的熱危險(xiǎn)性是可接受的，采取常規(guī)的控制措施，并適當(dāng)提高安全管理和裝備水平；——II

級(jí)，有條件接受風(fēng)險(xiǎn)，在控制措施落實(shí)的條件下，通過(guò)工藝優(yōu)化、工程、管理上的控制措施，降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；——III

級(jí)，不可接受風(fēng)險(xiǎn)，常規(guī)的技術(shù)控制措施不能奏效，已有工藝不具備工程放大條件，應(yīng)通過(guò)工藝優(yōu)化、技術(shù)路線的改變，工程、管理上的控制措施，降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，或采取必要的隔離方式，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。DB

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5617—20227.5.2 導(dǎo)致的嚴(yán)重程度，通過(guò)組合不同的嚴(yán)重度和可能性等級(jí)，對(duì)化工反應(yīng)失控風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并按照可接受風(fēng)險(xiǎn)、有條件接受風(fēng)險(xiǎn)和不可接受風(fēng)險(xiǎn)，分別用不同的區(qū)域表示。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣參見(jiàn)圖

1。圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣8 評(píng)估結(jié)論及建議評(píng)估結(jié)論反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論的內(nèi)容應(yīng)包括評(píng)估結(jié)果，確定反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)特征，判斷評(píng)估對(duì)象安全風(fēng)險(xiǎn)可接受的程度，給出事故發(fā)生的可能性和嚴(yán)重程度的預(yù)測(cè)性結(jié)論，明確評(píng)估對(duì)象整體安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。措施建議8.2.1 總體要求并同時(shí)考慮廠區(qū)和周邊區(qū)域的應(yīng)急響應(yīng)。8.2.2 反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為

1

級(jí)的工藝過(guò)程，應(yīng)采取的措施包括但不限于：a)

配置常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，b)

對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié)（

或

）。8.2.3反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為

2

級(jí)的工藝過(guò)程，應(yīng)采取的措施包括但不限于：a)

配置常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，b)

對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié)，c)

設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖控制，d)

在非正常條件下有可能超壓的反應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置爆破片和安全閥等泄放設(shè)施，e)

根據(jù)評(píng)估建議，設(shè)置相應(yīng)的安全儀表系統(tǒng)。8.2.4 反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為

3

級(jí)的工藝過(guò)程，應(yīng)采取的措施包括但不限于：a)

配置常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，b)

對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié)，c)

設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖控制，d)

設(shè)置爆破片和安全閥等泄放設(shè)施，e)

設(shè)置緊急切斷、緊急終止反應(yīng)、緊急冷卻降溫等控制設(shè)施，DB

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5617—2022f)

根據(jù)評(píng)估建議，設(shè)置相應(yīng)的安全儀表系統(tǒng)。8.2.5 反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為

4

5

的措施包括但不限于：a)

優(yōu)先開(kāi)展工藝優(yōu)化或改變工藝方法降低風(fēng)險(xiǎn)，如通過(guò)微反應(yīng)、連續(xù)流完成反應(yīng)，b)

配置常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，c)

對(duì)主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)節(jié)，d)

設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖控制，e)

設(shè)置爆破片和安全閥等泄放設(shè)施，f)

設(shè)置緊急切斷、緊急終止反應(yīng)、緊急冷卻降溫等控制設(shè)施，g)

進(jìn)行保護(hù)層分析，確定控制系統(tǒng)所需要的儀表等級(jí)，并依據(jù)要求配置自動(dòng)控制系統(tǒng)和獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)。8.2.6 反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度達(dá)到

5

級(jí)并必須實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目，應(yīng)采取的措施包括但不限于：a)

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)置在防爆墻隔離的獨(dú)立空間中，b)

設(shè)置完善的超壓泄爆設(shè)施，實(shí)現(xiàn)全面自控，c)

除裝置安全技術(shù)規(guī)程和崗位操作規(guī)程中對(duì)于進(jìn)入隔離區(qū)有明確規(guī)定的，反應(yīng)過(guò)程中操作人員不應(yīng)進(jìn)入所限制的空間內(nèi)。8.2.7 產(chǎn)裝置反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度被確定為

2

級(jí)及以上的，生產(chǎn)車間（區(qū)域）內(nèi)同一時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)控制在

3

人以下。8.2.8 制措施和解決方案時(shí)，應(yīng)充分考慮反應(yīng)過(guò)程中冷卻失效時(shí)的初始溫度，安全地確定工藝操作溫度。8.2.9 自動(dòng)斷料聯(lián)鎖裝置。9 評(píng)估結(jié)果運(yùn)用反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可為企業(yè)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品提供依據(jù)，在研發(fā)階