安全風(fēng)險(xiǎn)評估導(dǎo)則_第1頁
安全風(fēng)險(xiǎn)評估導(dǎo)則_第2頁
安全風(fēng)險(xiǎn)評估導(dǎo)則_第3頁
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文檔簡介

附件精細(xì)化工反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估導(dǎo)則(試行)1范圍本導(dǎo)則給出了精細(xì)化工反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)的評估方法、評估流程、評估標(biāo)準(zhǔn)指南,并給出了反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估示例。本導(dǎo)則適用于精細(xì)化工反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)的評估。精細(xì)化工生產(chǎn)的主要平安風(fēng)險(xiǎn)來自工藝反應(yīng)的熱風(fēng)險(xiǎn)。開展反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估,就是對反應(yīng)的熱風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。2術(shù)語和定義2.1失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間TMRad失控反應(yīng)體系的最壞情形為絕熱條件。在絕熱條件下,失控反應(yīng)到達(dá)最大反應(yīng)速率所須要的時(shí)間,稱為失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間,可以通俗地理解為致爆時(shí)間。TMRad是溫度的函數(shù),是一個(gè)時(shí)間衡量尺度,用于評估失控反應(yīng)最壞情形發(fā)生的可能性,是人為限制最壞情形發(fā)生所擁有的時(shí)間長短。2.2絕熱溫升ΔTad在冷卻失效等失控條件下,體系不能進(jìn)行能量交換,放熱反應(yīng)放出的熱量,全部用來上升反應(yīng)體系的溫度,是反應(yīng)失控可能達(dá)到的最壞情形。對于失控體系,反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化時(shí)所放出的熱量導(dǎo)致物料溫度的上升,稱為絕熱溫升。絕熱溫升與反應(yīng)的放熱量成正比,對于放熱反應(yīng)來說,反應(yīng)的放熱量越大,絕熱溫升越高,導(dǎo)致的后果越嚴(yán)峻。絕熱溫升是反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估的重要參數(shù),是評估體系失控的極限狀況,可以評估失控體系可能導(dǎo)致的嚴(yán)峻程度。2.3工藝溫度Tp目標(biāo)工藝操作溫度,也是反應(yīng)過程中冷卻失效時(shí)的初始溫度。冷卻失效時(shí),假如反應(yīng)體系同時(shí)存在物料最大量累積和物料具有最差穩(wěn)定性的狀況,在考慮限制措施和解決方案時(shí),必需充分考慮反應(yīng)過程中冷卻失效時(shí)的初始溫度,平安地確定工藝操作溫度。2.4技術(shù)最高溫度MTT技術(shù)最高溫度可以依據(jù)常壓體系和密閉體系兩種方式考慮。對于常壓反應(yīng)體系來說,技術(shù)最高溫度為反應(yīng)體系溶劑或混合物料的沸點(diǎn);對于密封體系而言,技術(shù)最高溫度為反應(yīng)容器最大允許壓力時(shí)所對應(yīng)的溫度。2.5失控體系能達(dá)到的最高溫度MTSR當(dāng)放熱化學(xué)反應(yīng)處于冷卻失效、熱交換失控的狀況下,由于反應(yīng)體系存在熱量累積,整個(gè)體系在一個(gè)近似絕熱的狀況下發(fā)生溫度上升。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)物料的累積程度相關(guān),反應(yīng)物料的累積程度越大,反應(yīng)發(fā)生失控后,體系能達(dá)到的最高溫度MTSR越高。2.6精細(xì)化工產(chǎn)品原化學(xué)工業(yè)部對精細(xì)化工產(chǎn)品分為:農(nóng)藥、染料、涂料(包括油漆和油墨)、顏料、試劑和高純物、信息用化學(xué)品(包括感光材料、磁性材料等能接受電磁波的化學(xué)品)、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產(chǎn)的化學(xué)藥品(原料藥)和日用化學(xué)品、高分子聚合物中的功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)等11個(gè)大類。依據(jù)《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》(GB/T4754-2011),生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的企業(yè)中反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)較大的有:化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)制藥、有機(jī)合成染料、化學(xué)品試劑、催化劑以及其他專業(yè)化學(xué)品制造企業(yè)。3反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估3.1工藝信息工藝信息包括特定工藝路途的工藝技術(shù)信息,例如:物料特性、物料配比、反應(yīng)溫度限制范圍、壓力限制范圍、反應(yīng)時(shí)間、加料方式與加料速度等工藝操作條件,并包含必要的定性和定量限制分析方法。3.2試驗(yàn)測試儀器反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估須要的設(shè)備種類較多,除了閃點(diǎn)測試儀、爆炸極限測試儀等常規(guī)測試儀以外,必要的設(shè)備還包括差熱掃描量熱儀、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)火能測試儀等;配備水分測試儀、液相色譜儀、氣相色譜儀等分析儀器設(shè)備;具備動(dòng)力學(xué)探討手段和技術(shù)實(shí)力。反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估包括但不局限于上述設(shè)備。3.3試驗(yàn)實(shí)力反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估單位須要具備必要的工藝技術(shù)、工程技術(shù)、熱平安和熱動(dòng)力學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和試驗(yàn)實(shí)力,具備中國合格評定國家認(rèn)可試驗(yàn)室(CNAS認(rèn)可試驗(yàn)室)資質(zhì),保證相關(guān)設(shè)備和測試方法剛好得到校驗(yàn)和比對,保證測試數(shù)據(jù)的精確性。4反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估方法4.1單因素反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估依據(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)平安風(fēng)險(xiǎn)評估。4.2混合疊加因素反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估以最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間作為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性,失控體系絕熱溫升作為風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的嚴(yán)峻程度,進(jìn)行混合疊加因素反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估。4.3反應(yīng)工藝危急度評估依據(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24小時(shí)對應(yīng)的溫度,以及失控體系能達(dá)到的最高溫度)進(jìn)行反應(yīng)工藝危急度評估。對精細(xì)化工反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性或半定量的評估,針對存在的風(fēng)險(xiǎn),要建立相應(yīng)的限制措施。反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估具有多目標(biāo)、多屬性的特點(diǎn),單一的評估方法不能全面反映化學(xué)工藝的特征和危急程度,因此,應(yīng)依據(jù)不同的評估對象,進(jìn)行多樣化的評估。5反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估流程5.1物料熱穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)評估對所需評估的物料進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試,獲得熱穩(wěn)定性評估所須要的技術(shù)數(shù)據(jù)。主要數(shù)據(jù)包括物料熱分解起始分解溫度、分解熱、絕熱條件下最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為24小時(shí)對應(yīng)的溫度。對比工藝溫度和物料穩(wěn)定性溫度,假如工藝溫度大于絕熱條件下最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為24小時(shí)對應(yīng)的溫度,物料在工藝條件下不穩(wěn)定,須要優(yōu)化已有工藝條件,或者實(shí)行肯定的技術(shù)限制措施,保證物料在工藝過程中的平安和穩(wěn)定。依據(jù)物質(zhì)分解放出的熱量大小,對物料潛在的燃爆危急性進(jìn)行評估,分析分解導(dǎo)致的危急性狀況,對物料在運(yùn)用過程中須要避開受熱或超溫,引發(fā)危急事故的發(fā)生提出要求。5.2目標(biāo)反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性和導(dǎo)致的嚴(yán)峻程度評估試驗(yàn)測試獲得反應(yīng)過程絕熱溫升、體系熱失控狀況下工藝反應(yīng)可能達(dá)到的最高溫度,以及失控體系達(dá)到最高溫度對應(yīng)的最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間等數(shù)據(jù)??紤]工藝過程的熱累積度為100%,利用失控體系絕熱溫升,依據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn),對失控反應(yīng)可能導(dǎo)致的嚴(yán)峻程度進(jìn)行反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估;利用最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間,對失控反應(yīng)觸發(fā)二次分解反應(yīng)的可能性進(jìn)行反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估。綜合失控體系絕熱溫升和最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間,對失控反應(yīng)進(jìn)行復(fù)合疊加因素的矩陣評估,判定失控過程風(fēng)險(xiǎn)可接受程度。假如為可接受風(fēng)險(xiǎn),說明工藝潛在的熱危急性是可以接受的;假如為有條件接受風(fēng)險(xiǎn),則須要實(shí)行肯定的技術(shù)限制措施,降低反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)等級;假如為不行接受風(fēng)險(xiǎn),說明常規(guī)的技術(shù)限制措施不能奏效,已有工藝不具備工程放大條件,須要重新進(jìn)行工藝探討、工藝優(yōu)化或工藝設(shè)計(jì),保障化工過程的平安。5.3目標(biāo)反應(yīng)工藝危急度評估試驗(yàn)測試獲得包括目標(biāo)工藝溫度、失控后體系能夠達(dá)到的最高溫度、失控體系最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為24小時(shí)對應(yīng)的溫度、技術(shù)最高溫度等數(shù)據(jù)。在反應(yīng)冷卻失效后,四個(gè)溫度數(shù)值大小排序不同,依據(jù)分級原則,對失控反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)工藝危急度評估,形成不同的危急度等級;依據(jù)危急度等級,有針對性地實(shí)行限制措施。應(yīng)急冷卻、減壓等平安措施均可以作為系統(tǒng)平安的有效愛護(hù)措施。對于反應(yīng)工藝危急度較高的反應(yīng),須要對工藝進(jìn)行優(yōu)化或者實(shí)行有效的限制措施,降低危急度等級。常規(guī)限制措施不能奏效時(shí),須要重新進(jìn)行工藝探討或工藝優(yōu)化,變更工藝路途或優(yōu)化反應(yīng)條件,削減反應(yīng)失控后物料的累積程度,實(shí)現(xiàn)化工過程平安。6評估標(biāo)準(zhǔn)6.1物質(zhì)分解熱評估對物質(zhì)進(jìn)行測試,獲得物質(zhì)的分解放熱狀況,開展風(fēng)險(xiǎn)評估,評估準(zhǔn)則參見表1。表1分解熱評估等級分解熱(J/g)說明1分解熱<400潛在爆炸危急性。2400≤分解熱≤1200分解放熱量較大,潛在爆炸危急性較高。31200<分解熱<3000分解放熱量大,潛在爆炸危急性高。4分解熱≥3000分解放熱量很大,潛在爆炸危急性很高。分解放熱量是物質(zhì)分說明放的能量,分解放熱量大的物質(zhì),絕熱溫上升,潛在較高的燃爆危急性。實(shí)際應(yīng)用過程中,要通過風(fēng)險(xiǎn)探討和風(fēng)險(xiǎn)評估,界定物料的平安操作溫度,避開超過規(guī)定溫度,引發(fā)爆炸事故的發(fā)生。6.2嚴(yán)峻度評估嚴(yán)峻度是指失控反應(yīng)在不受控的狀況下能量釋放可能造成破壞的程度。由于精細(xì)化工行業(yè)的大多數(shù)反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)失控的后果與釋放的能量有關(guān)。反應(yīng)釋放出的熱量越大,失控后反應(yīng)體系溫度的上升狀況越顯著,簡單導(dǎo)致反應(yīng)體系中溫度超過某些組分的熱分解溫度,發(fā)生分解反應(yīng)以及二次分解反應(yīng),產(chǎn)生氣體或者造成某些物料本身的氣化,而導(dǎo)致體系壓力的增加。在體系壓力增大的狀況下,可能致使反應(yīng)容器的裂開以及爆炸事故的發(fā)生,造成企業(yè)財(cái)產(chǎn)人員損失、損害。失控反應(yīng)體系溫度的上升狀況越顯著,造成后果的嚴(yán)峻程度越高。反應(yīng)的絕熱溫升是一個(gè)特別重要的指標(biāo),絕熱溫升不僅僅是影響溫度水平的重要因素,同時(shí)還是失控反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的重要影響因素。絕熱溫升與反應(yīng)熱成正比,可以利用絕熱溫升來評估放熱反應(yīng)失控后的嚴(yán)峻度。當(dāng)絕熱溫升達(dá)到200K或200K以上時(shí),反應(yīng)物料的多少對反應(yīng)速率的影響不是主要因素,溫升導(dǎo)致反應(yīng)速率的上升占據(jù)主導(dǎo)地位,一旦反應(yīng)失控,體系溫度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生猛烈的變更,并導(dǎo)致嚴(yán)峻的后果。而當(dāng)絕熱溫升為50K或50K以下時(shí),溫度隨時(shí)間的變更曲線比較平緩,體現(xiàn)的是一種體系自加熱現(xiàn)象,反應(yīng)物料的增加或削減對反應(yīng)速率產(chǎn)生主要影響,在沒有溶解氣體導(dǎo)致壓力增長帶來的危急時(shí),這種狀況的嚴(yán)峻度低。利用嚴(yán)峻度評估失控反應(yīng)的危急性,可以將危急性分為四個(gè)等級,評估準(zhǔn)則參見表2。表2失控反應(yīng)嚴(yán)峻度評估等級ΔTad(K)后果1≤50且無壓力影響單批次的物料損失250<ΔTad<200工廠短期破壞3200≤ΔTad<400工廠嚴(yán)峻損失4≥400工廠毀滅性的損失絕熱溫升為200K或200K以上時(shí),將會(huì)導(dǎo)致猛烈的反應(yīng)和嚴(yán)峻的后果;絕熱溫升為50K或50K以下時(shí),假如沒有壓力增長帶來的危急,將會(huì)造成單批次的物料損失,危急等級較低。6.3可能性評估可能性是指由于工藝反應(yīng)本身導(dǎo)致危急事故發(fā)生的可能概率大小。利用時(shí)間尺度可以對事故發(fā)生的可能性進(jìn)行反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估,可以設(shè)定最危急狀況的報(bào)警時(shí)間,便于在失控狀況發(fā)生時(shí),在肯定的時(shí)間限度內(nèi),剛好實(shí)行相應(yīng)的補(bǔ)救措施,降低風(fēng)險(xiǎn)或者強(qiáng)制疏散,最大限度地避開爆炸等惡性事故發(fā)生,保證化工生產(chǎn)平安。對于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)來說,假如在絕熱條件下失控反應(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。假如最大反應(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)生的概率上升。采納上述的時(shí)間尺度進(jìn)行評估,還取決于其他很多因素,例如化工生產(chǎn)自動(dòng)化程度的凹凸、操作人員的操作水平和培訓(xùn)狀況、生產(chǎn)保障系統(tǒng)的故障頻率等,工藝平安管理也特別重要。利用失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間TMRad為時(shí)間尺度,對反應(yīng)失控發(fā)生的可能性進(jìn)行評估,評估準(zhǔn)則參見表3。表3失控反應(yīng)發(fā)生可能性評估等級TMRad(h)后果1TMRad≥24很少發(fā)生28<TMRad<24間或發(fā)生31<TMRad≤8很可能發(fā)生4TMRad≤1頻繁發(fā)生6.4矩陣評估風(fēng)險(xiǎn)矩陣是以失控反應(yīng)發(fā)生后果嚴(yán)峻度和相應(yīng)的發(fā)生概率進(jìn)行組合,得到不同的風(fēng)險(xiǎn)類型,從而對失控反應(yīng)的反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估,并依據(jù)可接受風(fēng)險(xiǎn)、有條件接受風(fēng)險(xiǎn)和不行接受風(fēng)險(xiǎn),分別用不同的區(qū)域表示,具有良好的辨識(shí)性。以最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間作為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性,失控體系絕熱溫升作為風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的嚴(yán)峻程度,通過組合不同的嚴(yán)峻度和可能性等級,對化工反應(yīng)失控風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。風(fēng)險(xiǎn)評估矩陣參見圖1。圖1風(fēng)險(xiǎn)評估矩陣失控反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)的危急程度由風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和風(fēng)險(xiǎn)帶來后果的嚴(yán)峻度兩個(gè)方面確定,風(fēng)險(xiǎn)分級原則如下:I級風(fēng)險(xiǎn)為可接受風(fēng)險(xiǎn):可以實(shí)行常規(guī)的限制措施,并適當(dāng)提高平安管理和裝備水平。II級風(fēng)險(xiǎn)為有條件接受風(fēng)險(xiǎn):在限制措施落實(shí)的條件下,可以通過工藝優(yōu)化、工程、管理上的限制措施,降低風(fēng)險(xiǎn)等級。III級風(fēng)險(xiǎn)為不行接受風(fēng)險(xiǎn):應(yīng)當(dāng)通過工藝優(yōu)化、技術(shù)路途的變更,工程、管理上的限制措施,降低風(fēng)險(xiǎn)等級,或者實(shí)行必要的隔離方式,全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限制。6.5反應(yīng)工藝危急度評估反應(yīng)工藝危急度評估是精細(xì)化工反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估的重要評估內(nèi)容。反應(yīng)工藝危急度指的是工藝反應(yīng)本身的危急程度,危急度越大的反應(yīng),反應(yīng)失控后造成事故的嚴(yán)峻程度就越大。溫度作為評價(jià)基準(zhǔn)是工藝危急度評估的重要原則??紤]四個(gè)重要的溫度參數(shù),分別是工藝操作溫度Tp、技術(shù)最高溫度MTT、失控體系最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間TMRad為24小時(shí)對應(yīng)的溫度TD24,以及失控體系可能達(dá)到的最高溫度MTSR,評估準(zhǔn)則參見表4。表4反應(yīng)工藝危急度等級評估等級溫度后果1Tp<MTSR<MTT<TD24反應(yīng)危急性較低2Tp<MTSR<TD24<MTT潛在分解風(fēng)險(xiǎn)3Tp≤MTT<MTSR<TD24存在沖料和分解風(fēng)險(xiǎn)4Tp≤MTT<TD24<MTSR沖料和分解風(fēng)險(xiǎn)較高,潛在爆炸風(fēng)險(xiǎn)5Tp<TD24<MTSR<MTT爆炸風(fēng)險(xiǎn)較高針對不同的反應(yīng)工藝危急度等級,須要建立不同的風(fēng)險(xiǎn)限制措施。對于危急度等級在3級及以上的工藝,須要進(jìn)一步獲得失控反應(yīng)溫度、失控反應(yīng)體系溫度與壓力的關(guān)系、失控過程最高溫度、最大壓力、最大溫度上升速率、最大壓力上升速率及絕熱溫升等參數(shù),確定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)限制措施。6.6措施建議綜合反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果,考慮不同的工藝危急程度,建立相應(yīng)的限制措施,在設(shè)計(jì)中體現(xiàn),并同時(shí)考慮廠區(qū)和周邊區(qū)域的應(yīng)急響應(yīng)。對于反應(yīng)工藝危急度為1級的工藝過程,應(yīng)配置常規(guī)的自動(dòng)限制系統(tǒng),對主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)整(DCS或PLC)。對于反應(yīng)工藝危急度為2級的工藝過程,在配置常規(guī)自動(dòng)限制系統(tǒng),對主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)整(DCS或PLC)的基礎(chǔ)上,要設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖限制,在非正常條件下有可能超壓的反應(yīng)系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置爆破片和平安閥等泄放設(shè)施。依據(jù)評估建議,設(shè)置相應(yīng)的平安儀表系統(tǒng)。對于反應(yīng)工藝危急度為3級的工藝過程,在配置常規(guī)自動(dòng)限制系統(tǒng),對主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)整,設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖限制,以及設(shè)置爆破片和平安閥等泄放設(shè)施的基礎(chǔ)上,還要設(shè)置緊急迫斷、緊急終止反應(yīng)、緊急冷卻降溫等限制設(shè)施。依據(jù)評估建議,設(shè)置相應(yīng)的平安儀表系統(tǒng)。對于反應(yīng)工藝危急度為4級和5級的工藝過程,尤其是風(fēng)險(xiǎn)高但必需實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目,要努力優(yōu)先開展工藝優(yōu)化或變更工藝方法降低風(fēng)險(xiǎn),例如通過微反應(yīng)、連續(xù)流完成反應(yīng);要配置常規(guī)自動(dòng)限制系統(tǒng),對主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)整;要設(shè)置偏離正常值的報(bào)警和聯(lián)鎖限制,設(shè)置爆破片和平安閥等泄放設(shè)施,設(shè)置緊急迫斷、緊急終止反應(yīng)、緊急冷卻等限制設(shè)施;還須要進(jìn)行愛護(hù)層分析,配置獨(dú)立的平安儀表系統(tǒng)。對于反應(yīng)工藝危急度達(dá)到5級并必需實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目,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,并設(shè)置完善的超壓泄爆設(shè)施,實(shí)現(xiàn)全面自控,除裝置平安技術(shù)規(guī)程和崗位操作規(guī)程中對于進(jìn)入隔離區(qū)有明確規(guī)定的,反應(yīng)過程中操作人員不應(yīng)進(jìn)入所限制的空間內(nèi)。7反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估過程示例7.1工藝描述標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,向反應(yīng)釜中加入物料A和B,升溫至60℃,滴加物料C,體系在75℃時(shí)沸騰。滴完后60℃保溫反應(yīng)1小時(shí)。此反應(yīng)對水敏感,要求體系含水量不超過0.2%。7.2探討及評估內(nèi)容依據(jù)工藝描述,采納聯(lián)合測試技術(shù)進(jìn)行熱特性和熱動(dòng)力學(xué)探討,獲得平安性數(shù)據(jù),開展反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估,同時(shí)還考慮了反應(yīng)體系水分偏離為1%時(shí)的平安性探討。7.3探討結(jié)果(1)反應(yīng)放熱,最大放熱速率為89.9W/kg,物料C滴加完畢后,反應(yīng)熱轉(zhuǎn)化率為75.2%,摩爾反應(yīng)熱為-58.7kJ·mol-1,反應(yīng)物料的比熱容為2.5kJ·kg-1·K-1,絕熱溫升為78.2K。(2)目標(biāo)反應(yīng)料液起始放熱分解溫度為118℃,分解放熱量為130J/g。放熱分解過程中,最大溫升速率為5.1℃/min,最大壓升速率為6.7bar/min。含水達(dá)到1%時(shí),目標(biāo)反應(yīng)料液起始放熱分解溫度為105℃,分解放熱量為206J/g。放熱分解過程最大溫升速率為9.8℃/min,最大壓升速率為12.6bar/min。(3)目標(biāo)反應(yīng)料液自分解反應(yīng)初期活化能為75kJ/mol,中期活化能為50kJ/mol。目標(biāo)反應(yīng)料液熱分解最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為2小時(shí)對應(yīng)的溫度TD2為126.6℃,TD4為109.1℃,TD8為93.6℃,TD24為75.6℃,TD168為48.5℃。7.4反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估依據(jù)探討結(jié)果,目標(biāo)反應(yīng)平安風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果如下:(1)此反應(yīng)的絕熱溫升△Tad為78.2K,該反應(yīng)失控的嚴(yán)峻度為“2級”。(2)最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為1.1小時(shí)對應(yīng)的溫度為138.2℃,失控反應(yīng)發(fā)生的可能性等級為3級,一旦發(fā)生熱失控,人為處置時(shí)間不足,極易引發(fā)事故。(3)風(fēng)險(xiǎn)矩陣評估的結(jié)果:風(fēng)險(xiǎn)等級為II級,屬于有條件接受風(fēng)險(xiǎn),須要建立相應(yīng)的限制措施。(4)反應(yīng)工藝危急度等級為4級(Tp<MTT<TD24<MTSR)。合成反應(yīng)失控后體系最高溫度高于體系沸點(diǎn)和反應(yīng)物料的TD24,意味著體系失控后將可能爆沸并引發(fā)二次分解反應(yīng),導(dǎo)致體系發(fā)生進(jìn)一步的溫升。須要從工程措施上考慮風(fēng)險(xiǎn)限制方法。(5)自分解反應(yīng)初期活化能大于反應(yīng)中期活化能,樣品一旦發(fā)生分解反應(yīng),很難被終止,分解反應(yīng)的危急性較高。該工藝須要配置自動(dòng)限制系統(tǒng),對主要反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控及自動(dòng)調(diào)整,主反應(yīng)設(shè)備設(shè)計(jì)安裝爆破片和平安閥,設(shè)計(jì)安裝加料緊急迫斷、溫控與加料聯(lián)鎖自控系統(tǒng),

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