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2019注册安全工程师《化工安全》第二章考点:精细化工工艺危险性及安全技术措施

来源:考试网  [2019年9月17日]  【

二、精细化工工艺危险性及安全技术措施

  (一)精细化工产品分类

  原化学工业部对精细化工产品分为:农药、染料、涂料(包括油漆和油墨)、颜料、试剂和高纯物、

  信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品)、食品和饲料添加剂、豁合剂、催

  化剂和各种助剂、化工系统生产的化学药品(原料药)和日用化学品、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个大类。

  (二)工艺安全风险术语定义

  1.失控反应最大反应速率到达时间 TMRad

  失控反应体系的最坏情形为绝热条件。在绝热条件下,失控反应到达最大反应速率所需要的时间,

  称为失控反应最大反应速率到达时间,可以通俗地理解为致爆时间。TMRad是温度的函数,用于评估失控

  反应最坏情形发生的可能性,是人为控制最坏情形发生所拥有的时间长短。

  2.绝热温升ΔTad

  在冷却失效等失控条件下,体系不能进行能量交换,放热反应放出的热量,全部用来升高反应体系

  的温度,是反应失控可能达到的最坏情形。

  对于失控体系,反应物完全转化时所放出的热量导致物料温度的升高,称为绝热温升。绝热温升与

  反应的放热量成正比,对于放热反应来说,反应的放热量越大,绝热温升越高,导致的后果越严重。绝

  热温升是反应安全风险评估的重要参数,是评估体系失控的极限情况,可以评估失控体系可能导致的严

  重程度。

  3.工艺操作温度Tp

  目标工艺操作温度,也是反应过程中冷却失效时的初始温度。

  4.技术最高温度MTT

  常压体系:为反应体系溶剂或混合物料的沸点。

  密封体系:为反应容器最大允许压力时所对应的温度。

  5.失控体系能达到的最高温度 MTSR

  当放热化学反应处于冷却失效、热交换失控的情况下,由于反应体系存在热量累积,整个体系在一

  个近似绝热的情况下发生温度升高。在物料累积最大时,体系能够达到的最高温度称为失控体系能达到

  的最高温度。

  (三)精细化工工艺危险性的评估方法与流程

  精细化工生产的主要安全风险来自工艺反应的热风险

  1.精细化工反应安全风险评估方法

  (1)单因素反应安全风险评估

  依据反应热、失控体系绝热温升、最大反应速率到达时间进行单因素反应安全风险评估。

  (2)混合叠加因素反应安全风险评估

  以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性,失控体系绝热温升作为风险导致的严重程度,进

  行混合叠加因素反应安全风险评估。

  (3)反应工艺危险度评估

  依据4个温度参数(即工艺温度、技术最高温度、最大反应速率到达时间为24h对应的温度,以及

  失控体系能达到的最高温度)进行反应工艺危险度评估。

  2.反应安全风险评估流程

  (1)物料热稳定性风险评估

  主要数据包括物料热分解起始分解温度、分解热、绝热条件下最大反应速率到达时间为24h对应的

  温度。如果工艺温度大于绝热条件下最大反应速率到达时间为24h对应的温度,物料在工艺条件下不稳

  定,需要优化已有工艺条件,或者采取一定的技术控制措施,保证物料在工艺过程中的安全和稳定。

  (2)目标反应安全风险发生可能性和导致的严重程度评估

  实验测试获取反应过程绝热温升、体系热失控情况下工艺反应可能达到的最高温度,以及失控体系

  达到最高温度对应的最大反应速率到达时间等数据。考虑工艺过程的热累积度为100%,利用失控体系绝

  热温升,按照分级标准,对失控反应可能导致的严重程度进行反应安全风险评估;利用最大反应速率到

  达时间,对失控反应触发二次分解反应的可能性进行反应安全风险评估。

  (3)目标反应工艺危险度评估

  实验测试获取包括目标工艺温度、失控后体系能够达到的最高温度、失控体系最大反应速率到达时

  间为24h对应的温度、技术最高温度等数据。在反应冷却失效后,4个温度数值大小排序不同,根据分

  级原则,对失控反应进行反应工艺危险度评估,形成不同的危险度等级;根据危险度等级,有针对性地

  采取控制措施。应急冷却、减压等安全措施均可以作为系统安全的有效保护措施。

  (四)评估标准

  1.物质分解热评估

  对物质进行测试,获得物质的分解放热情况,开展风险评估。

  注:逐级增高,等号二四

  2.严重度评估

  严重度是指失控反应在不受控的情况下能量释放可能造成破坏的程度。失控反应体系温度的升高情

  况越显著,造成后果的严重程度越高。

  绝热温升与反应热成正比,可以利用绝热温升来评估放热反应失控后的严重度。当绝热温升达到

  200K或200K以上时,反应物料的多少对反应速率的影响不是主要因素,温升导致反应速率的升高占据

  主导地位,一旦反应失控,体系温度会在短时间内发生剧烈的变化,并导致严重的后果。而当绝热温升

  反应工艺危险度评估是精细化工反应安全风险评估的重要评估内容。反应工艺危险度指的是工艺反

  应本身的危险程度,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。

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