危险工艺本质安全化技术实践与思考

危 险 工 艺 本 质 安 全 化 技 术 实 践
与 思 考
谢 传 欣
博 士
中 国 石 化 青 岛 安 全 工 程 研 究 院
国 家 安 全 监 管 总 局 化 学 品 登 记 中 心
化 学 品 安 全 控 制 国 家 重 点 实 验 室
2011.11
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危 险 工 艺 :
国 务 院 安 委 会 办 公 室 《 关 于 进 一 步 加 强 危 险 化 学 品 安
全 生 产 工 作 的 指 导 意 见 》( 安 委 办 〔2008〕26 号 ):
要 把 涉 及 硝 化 、 氧 化 、 磺 化 、 氯 化 、 氟 化 或 重 氮 化 反 应 等 危 险 工 艺
( 以 下 统 称 危 险 工 艺 ) 的 生 产 装 置 实 现 自 动 控 制 , 纳 入 换 ( 发 ) 安 全 生
产 许 可 证 的 条 件 。
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要 从 严 审 批 剧 毒 化 学 品 、 易 燃 易 爆 化 学 品 、 合 成 氨 和 涉 及 危 险
工 艺 的 建 设 项 目 , 严 格 限 制 涉 及 光 气 的 建 设 项 目 。 安 全 监 管 部 门 组
织 建 设 项 目 安 全 设 施 设 计 审 查 时 , 要 严 格 审 查 高 温 、 高 压 、 易 燃 、
易 爆 和 使 用 危 险 工 艺 的 新 建 化 工 装 置 是 否 设 计 装 备 集 散 控 制 系 统 ,
大 型 和 高 度 危 险 的 化 工 装 置 是 否 设 计 装 备 紧 急 停 车 系 统 ; 进 行 建 设
项 目 试 生 产 ( 使 用 ) 方 案 备 案 时 , 要 认 真 了 解 试 生 产 装 置 生 产 准 备
和 应 急 措 施 等 情 况 , 必 要 时 组 织 有 关 专 家 对 试 生 产 方 案 进 行 审 查 ;
组 织 建 设 项 目 安 全 设 施 验 收 时 , 要 同 时 验 收 安 全 设 施 投 入 使 用 情 况
与 装 置 自 动 控 制 系 统 安 装 投 入 使 用 情 况 。
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工 艺 :
过 程 (process), 化 工 生 产 从 原 料 开 始 到 制 出 目 的 产 物 ,
要 经 过 众 多 的 化 学 和 物 理 加 工 处 理 步 骤 。 这 些 基 本 物 理 加 工 过
程 和 化 学 反 应 过 程 组 成 了 各 种 化 工 产 品 的 生 产 工 艺 ( 生 产 过
程 )。
一 般 地 可 概 括 为 三 个 主 要 步 骤 :
1 原 料 处 理 ( 净 化 、 提 浓 、 混 合 、 乳 化 或 粉 碎 ( 对 固 体 原 料 )
等 )
2 化 学 反 应
3 产 品 精 制
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电 解 法 氯 碱 工 艺 :
主 要 工 序 包 括 : 工 业 盐 储 存 和 输 送 、 化 盐 、 盐 水 精 制 、
电 解 、 分 离 、 提 纯 、 液 化 压 缩 、 储 存 、 灌 装 等 。
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根 据 国 家 安 全 监 管 总 局 《 首 批 重 点 监 管 的 危 险 化 工 工 艺
目 录 》 ( 安 监 总 管 三 〔2009〕116 号 ):
一 、 光 气 及 光 气 化 工 艺 九 、 重 氮 化 工 艺
二 、 电 解 工 艺 ( 氯 碱 ) 十 、 氧 化 工 艺
三 、 氯 化 工 艺
十 一 、 过 氧 化 工 艺
四 、 硝 化 工 艺
十 二 、 胺 基 化 工 艺
五 、 合 成 氨 工 艺
十 三 、 磺 化 工 艺
六 、 裂 解 ( 裂 化 ) 工 艺 十 四 、 聚 合 工 艺
七 、 氟 化 工 艺
十 五 、 烷 基 化 工 艺
八 、 加 氢 工 艺
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国 家 安 全 监 管 总 局 关 于 公 布 首 批 重 点 监 管 的 危 险 化 工 工 艺 目 录
的 通 知 ( 安 监 总 管 三 〔2009〕116 号 )
化 工 企 业 要 按 照 《 首 批 重 点 监 管 的 危 险 化 工 工 艺 目 录 》、
《 首 批 重 点 监 管 的 危 险 化 工 工 艺 安 全 控 制 要 求 、 重 点 监 控
参 数 及 推 荐 的 控 制 方 案 》 要 求 , 对 照 本 企 业 采 用 的 危 险 化
工 工 艺 及 其 特 点 , 确 定 重 点 监 控 的 工 艺 参 数 , 装 备 和 完 善
自 动 控 制 系 统 , 大 型 和 高 度 危 险 化 工 装 置 要 按 照 推 荐 的 控
制 方 案 装 备 紧 急 停 车 系 统 。 今 后 , 采 用 危 险 化 工 工 艺 的 新
建 生 产 装 置 原 则 上 要 由 甲 级 资 质 化 工 设 计 单 位 进 行 设 计 。
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‣ 石 油 化 工 、 煤 化 工 等 10 多 个 行 业 ;
‣ 可 生 产 近 8 万 种 化 学 品 ;
‣ 配 套 齐 全 且 具 有 一 定 国 际 竞 争 能 力 。
2010 年 , 全 国 高 危 工 艺 领 域 拥 有 规 模 以 上 企 业
6000 余 家 , 生 产 装 置 3 万 套 , 产 值 达 数 万 亿 元 。
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危 险 化 工 工 艺 特 点 :
物 料 : 燃 烧 爆 炸 性 、 反 应 活 性 、 毒 性 和 腐 蚀 性 等
工 艺 过 程 : 高 温 、 高 压 等 极 限 条 件
工 艺 参 数 : 非 线 性 特 点
生 产 规 模 : 大 型 化 , 能 量 聚 集
安 全 生 产 现 状 : 安 全 技 术 基 础 薄 弱 , 事 故 多 发
必 须 加 大 安 全 技 术 研 发 力 度 , 强 化 危 险 化 工 工 艺 的 过 程 安 全 管 理 。
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本 质 安 全 原 理
消 除 事 故 的 最 佳 方 法 , 是 通 过 在 设
计 中 消 除 或 降 低 危 险 程 度 以 取 代 外 加 的
安 全 装 置 , 从 而 降 低 事 故 发 生 的 可 能 性
和 严 重 性 。
— Trevor Kletz〔 英 〕,1978
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从 源 头 预 防 事 故
选 择 没 有 或 很 少 危 险 性 的 材 料
库 存 量 最 少 化
适 度 的 工 艺 生 产 条 件
化 学 和
化 学 工 程
领 域 研 究
的 前 沿
打 开 本 质 安 全 设 计 的 大 门
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过 程 设 计 :
物 料
工 艺 条 件
设 备
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物 料 安 全 信 息
毒 性 ;
允 许 暴 露 限 值 ;
物 理 化 学 性 质 ;
反 应 性 数 据 :
腐 蚀 性 数 据 ;
热 稳 定 性 与 化 学 稳 定 性 数 据 ;
潜 在 的 污 染 数 据
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闪 点 (℃) 引 燃 温 度 (℃)
爆 炸 下 限 [%(V/V)]
爆 炸 上 限 [%(V/V)]
燃 烧 热 (kJ/mol) 分 解 温 度 (℃)
临 界 温 度 (℃)
临 界 压 力 (MPa)
辛 醇 / 水 分 配 系 数 的 对 数 值
最 小 点 火 能
撞 击 感 度
燃 爆 点
爆 速
最 大 爆 炸 压 力
摩 擦 感 度
在 物 料 安 全 数 据 表 上 没 有 显 示 的 危 险 性 , 更 应 该 多 加 关 注 。
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关 注 化 学 反 应 安 全
‣ 工 艺 化 学 原 理 :
反 应 器 化 学 反 应 表 述
关 键 词 : 放 热 或 吸 热
‣ 副 反 应 、 潜 在 反 应
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醋 酸
空 气
氯
甲 醛
化 学 反 应 危 险 性 评 估
矩 阵 格 式
With a
matrix...
醋
酸
Acetic Acid
空
气
Air
氯
Acetic Acid R R,E
Air
F
Chlorine R
Formaldehyde
M th
F
Nitrogen
Caustic R, E X, E, R
甲 烷 Methane
氮
烧 碱
e
Chlorin
甲
醛
Formald dehyde
甲
烷
Methan ne
氮
Nitroge en
烧
碱
Caustic
X, E, R
字 母 代 码 含 义
F = 易 燃
X = 易 爆
T = 有 毒
R = 反 应 性
C = 腐 蚀 性
E = 放 热
P = 聚 合
D = 分 解
Letter Code Key:
F = Flammable
X = Explosive
T = Toxic
R = Reactive
C = Corrosive
E = Exothermic
P = Polymerization
D = Decomposition
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工 艺 条 件 的 安 全 状 态 研 究
‣ 各 项 工 艺 条 件 如 :
温 度 、 压 力 、 流 量 、 液 位 或 组 分 等 的 安 全 上 限 和 下 限
‣ 偏 离 情 况 评 估 , 包 括 对 安 全 和 员 工 健 康 的 影 响
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关 注 所 提 供 条 件 的 可 靠 性 !
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设 备
‣ 结 构 材 质 ;
‣ 配 管 与 仪 表 图 (P&ID's);
‣ 电 气 等 级 划 分 ;
‣ 泄 压 系 统 设 计 与 设 计 依 据 ;
‣ 通 风 系 统 设 计 ;
‣ 所 用 设 计 规 范 与 标 准 ;
‣ 物 料 与 能 量 平 衡
‣ 计 量 控 制 系 统 ( 不 属 塞 拉 尼 斯 范 围 )
‣ 安 全 系 统 ( 例 如 , 联 锁 、 监 测 和 抑 制 系 统 )
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危 险 工 艺 本 质 安 全 化 技 术 在 事 故 调 查 中 的 应 用
‣ 己 内 酯 爆 炸 事 故 中 的 应 用 案 例
‣ 大 客 车 爆 炸 事 故 中 的 应 用 案 例
‣ 一 起 染 料 生 产 装 置 爆 炸 事 故 的 应 用 案 例
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危 险 工 艺 本 质 安 全 化 技 术 在 工 艺 变 更 中 的 应 用
‣ 双 氧 水 装 置 采 用 95% 氢 气 的 危 险 性 分 析 和 安 全 控 制 条 件
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本 质 安 全 化 技 术 思 考
‣ 燃 烧 爆 炸 特 性
‣ 气 体 / 气 溶 胶 安 全 性
‣ 工 艺 过 程 的 反 应 危 险 性 等 特 征 参 数 测 试
‣ 不 稳 定 物 质 的 热 特 性
‣ 失 控 反 应 形 成 条 件 和 危 害 后 果
‣ 粉 尘 和 气 体 爆 炸 机 理 , 量 化 液 体 、 气 体 、 蒸 汽 、 固
体 及 其 混 合 物 发 生 火 灾 、 爆 炸 事 故 的 临 界 参 数
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谢 谢 大 家
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