精细化工反应安全风险评估规范.docx

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1、精细化工反应安全风险评估规范1范围本文件适用于精细化工反应安全风险的评估。本文件规定了精细化工反应安全风险评估范围、评估内容、参数测试方法、数据求取方法、风险评估标准、评估结果运用、评估报告要求。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版木（包括所有的修改单）适用于本文件。GB51283精细化工企业工程设计防火标准GB/T22232化学物质的热稳定性测定差示扫描量热法GB/T17802热不稳定物质动力学常数的热分析试验方法SN/T3078.1化学品热稳定性的评价指南-加速量

2、热仪法NY/T3784农药热稳定性检测方法-绝热量热法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1精细化工finechemicaI以基础化学工业生产的初级或次级化学品、生物质材料等为起始原料，进行深加工而制取具有特定功能、特定用途、小批量、多品种、附加值高和技术密集的化工产品的工艺。3.2绝热条件adiabaticcondition体系与外界没有热交换的条件，即体系热量无法向外传递，外界热量无法进入体系。3.3绝热条件下最大反应速率到达时间timetomaximumrateunderadiabaticcondition绝热条件下，放热反应从起始至达到最大反应速率所需要的时间，称为绝热条件下最

3、大反应速率到达时间。即为致爆时间，也是人为控制最坏情形发生所拥有的时间，用TMRad表示。3.4绝热温升adiabatictemperaturerise在绝热条件下的放热反应，反应物完全转化时体系放出的所有热量导致物料温度的升高值，用小TadZHO3.5热失控时工艺反应能够达到的最高温度maximumtemperatureofthesynthesisreaction冷却失效情况下的放热反应，在物料累积最大时，体系能够达到的最高温度称为热失控时工艺反应能够达到的最高温度，用MTSR表示。3.6工艺温度temperatureofprocess目标工艺操作温度称为工艺温度，用TP表示。3.7技术最高

4、温度maximumtemperaturefortechnicaIreason对于常压体系，技术最高温度为反应体系的沸点；对于密封体系，技术最高温度为反应体系允许的最大压力对应的温度，并结合反应体系各组成部分的设计参数综合考虑；用MTT表示。3.8表观活化能apparentactivationenergy化学反应过程中，普通分子变为活化分子需要的能量，称为表观活化能，它是化学反应需要克服的一种能量值，用E表示。3.9分解热heatofdecomposition在一定温度和压力下，物料全部分解时放出或吸收的热量，也是物料分解反应的反应热。3.10表观反应热apparentheatofReactio

5、n在一定温度和压力条件下，目标工艺过程发生物理或化学变化时所放出或吸收的热量，包括在目标工艺过程中同时发生的反应、结晶、溶解、分解等所放出或吸收的热量之和，用QA表示。3.11热惯性因子thermalinertiafactor实验室开展的绝热量热测试，测试样品在反应过程中放出的热量一部分被测试池吸收，一部分被样品吸收，热惯性因子等于样品吸收的热量和测试池吸收的热量之和与样品吸收的热量的比值，绝热量热测试校正后的结果用于预测生产规模下的实际温升情况。3. 12失控反应严重度severityofrunawayreaction失控反应严重度是表示在反应失控的情况下，由于能量释放可能造成破坏的程度。用

6、绝热温升(A7)评估失控反应的严重程度。3.13失控反应可能性possibiIityofrunawayreaction失控反应可能性是表示由于失控反应导致危险事故发生的概率大小。用绝热条件下最大反应速率到达时间(TMRad)评估失控反应发生的可能性。3.14失控反应可接受程度acceptabiIityofrunawayreaction失控反应可接受程度是失控反应严重度和失控反应可能性的叠加效应,通过失控反应严重度和失控反应可能性的矩阵评估，将失控后果分为可接受风险、有条件接受风险和不可接受风险三种情形。3.15反应工艺危险度hazardoftheprocess反应工艺危险度表示工艺反应本身的危

7、险程度，危险度越大的反应，反应失控后造成事故的严重程度就越大。4评估要求4.1重点评估对象国内首次使用的新工艺、新配方投入工业化生产的以及国外首次引进的新工艺且未进行过反应安全风险评估的。4.1.2 现有的工艺路线、工艺参数或装置能力发生变更的工艺，且没有反应安全风险评估报告的。4.1.3 因为反应工艺问题发生过生产安全事故的工艺。4.1.4 涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的精细化工生产装置。除上述情形外，属于精细化工的重点监管危险化工工艺及金属有机物合成反应(包括格氏反应)并且企业未明确掌握其反应安全风险的。4.2测试与评估内容4.2.1 反应安全风险评估应包括物料分解热评估、失控

8、反应严重度评估、失控反应可能性评估、失控反应风险可接受程度评估和反应工艺危险度评估。4.2.2 反应安全风险评估应对原料、中间产品、产品、副产物、废弃物，以及蒸储、分储等分离过程涉及的各相关物料进行热稳定测试；对化学反应过程开展热力学和动力学研究测试与分析。4.2.3 涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的精细化工生产装置应完成有关产品生产工艺全流程的反应安全风险评估，并对相关原料、中间产品、产品、副产物、废弃物，以及蒸储、分储等分离过程涉及的各相关物料进行热稳定性测试和蒸储、干燥、储存等单元操作的风险评估。4.3评估结果应用新建精细化工企业应在编制可行性研究报告或项目建议书前，完成反应安

9、全风险评估，强化精细化工反应安全风险评估结果运用。4.3.2已建成精细化工企业应对相关在役装置制定计划逐步开展反应安全风险评估，己开展反应安全风险评估的应根据反应危险度等级和评估建议设置相应的安全设施，补充完善安全管控措施，及时审查和修订安全操作规程，努力降低安全风险。4.3.3精细化工企业应根据反应安全风险评估详细数据与结果，将反应安全风险评估结果运用到危险与可操作分析（HAZOP）和带控制点的工艺流程图（PID）完善中，做好本质安全设计，并根据反应安全风险评估结果设置相应的工程措施。4. 3.4精细化工企业应根据反应安全风险评估结果，制定专项应急预案和岗位应急处置方案，强化定期演练，提高应

10、急处置能力。5评估基础条件5.1物料信息反应安全风险评估应明确所评估工艺涉及的物料信息，包括原料、中间产品、产品、副产物、废弃物，以及蒸储、分储等分离过程涉及的各相关物料，包括但不限于纯物质及混合物料（气-液、液-液、液-固、固-固等）的主要成分、组成和含量等信息应明确。5. 2工艺信息反应安全风险评估应明确所评估工艺涉及的工艺信息，包括反应温度、反应压力、物料配比、加料速度、加料时间、保温时间、升温速率、实验注意事项等信息。5. 3分析方法开展反应安全风险评估应辅以必要的分析。分析方法指工艺过程涉及对原料、中间体和产品进行定性或定量分析的方法，包括物料处理方法、必要的基准物、分析设备等。5.

11、4 工艺装置开展反应安全风险评估涉及小试研究、中试放大和产业化等不同阶段，中试和产业化阶段应提供必要的工艺装置信息，包括工艺涉及的反应压力、反应釜体积、设计参数、投料系数等；工艺涉及的反应器规格/型号、换热介质信息等。5.5 研究设备开展反应安全风险评估使用的研究设备包括但不限于下述设备：差示扫描量热仪，快速筛选量热仪，绝热加速度量热仪，低热惰性绝热加速度量热仪，微量热仪，常压反应量热仪，高压反应量热仪,水分测定仪，高效液相色谱仪，气相色谱仪等。6数据测试和求取方法6.1 物料分解热6.1.1 1.1通过反应风险研究获得物料的起始分解温度、分解热等安全性数据，以获取的数据为基础，开展物料分解热

12、评估。6.1.2 物料安全性研究采取联合测试研究手段，涵盖差示扫描量热、快速筛选量热和绝热量热等，应根据物料特征进行毫克级到克级测试，测试方法参见GB/T22232、SN/T3078.1和NY“3784。对于均相物料，起始分解温度取6.1.2中联合测试结果的最低值，分解热取6.1.2中联合测试结果的最高值；其中，分解剧烈、分解热大的物料，绝热测试难以获取完整的分解热数据，取毫克级测试结果。6.1.4 对于非均相混合物料，进行本文件6.1.2中联合测试的克级测试，测试装置对非均相物料应具有混合功能，起始分解温度取克级联合测试结果的最低值，分解热取克级联合测试结果的最高值。6.2 工艺温度，K评估

13、涉及的工艺温度取工艺温度范围的上限温度值。6.3 技术最高温度，MTT参见3.7。对于常压体系，技术最高温度为反应体系的沸点；对于密封体系，技术最高温度为反应体系允许的最大压力对应的温度，并结合反应体系各组成部分的设计参数综合考虑。6.4 绝热温升，AAd进行反应量热，并辅以定量、定性等分析手段，测试获得工艺过程的表观反应热Qq反应后物料比热容等数据，反应的绝热温升乙通过计算获取。计算公式如下：&=%-g式中：XTMl反应的绝热温升，K；QA表观反应热，kJ；m反应后体系物料总质量，kg；CP反应后体系物料比热容，kJkg,K-,o6.5 热失控时工艺反应能够达到的最高温度，MTSR6. 5.

14、1对于间歇、半间歇的恒温反应过程，热失控时工艺反应能够达到的最高温度MTSR是单位时间内热累积导致体系的绝热温升与工艺温度之和。恒温反应过程的工艺温度如果存在波动范围，取波动范围的上限值。间歇反应过程，热失控时工艺反应能够达到的最高温度MTSR通过计算获取，计算公式如下：MTSR=TP+A%半间歇反应过程，热失控时工艺反应能够达到的最高温度MTSR通过计算获取，计算公式如下：MTSRf+XacMdNa化学计量点之后，X,1-X；t化学计量点之前，XaC=Xfd-X=-Xotfd式中：Tp工艺温度，；XaC一热累积度，%：mrf加料结束时反应混合物质量，kg；nr(1)反应物瞬时总质量，kg；X

15、fiI加料比例，%;X热转化率，%;过量比，例如：过量25%,则=1.25；t瞬时时间，s；tfd加料总时间，So6.5.2对于梯度升/降温工艺过程，不同恒温阶段工艺温度为变量，取各阶段控制温度值或波动范围的上限值；绝热温升根据工艺条件，取单位时间内热累积导致体系的绝热温升。对于Tb到。直至嘉-i到A的升/降温过程，结合工艺要求的升/降温速率，同时考虑热转化率，MTSR通过计算获取，计算公式如下：MTSR)=To+ATLdMTSRl=T+(I-X0)bTadMTSR2=T2+(1-X/)bTadMTSRn=Tn+(1-Xrt).7iw(4)式中:7b起始工艺温度，；Tl、T2,A至Tn不同温度梯度对应的工艺温度，C;Xo、Xl、X2、X3至Xn-I不同温度梯度下物料转化率，%；MTSR。、MTSR1、MTSR?至MTSRn不同温度梯度下失控反应能够达到的最高温度，。6.6绝热条件下最大反应速率到达时间，TMRild对反应后物料进行分解动力学研究,获得绝热条件下最大反应速率到达时间，用于开展可能性评估,并获取绝热条件下最大反应速率到达时间为24小时对应的温度Tb24,进行反应工艺危险度评估。使