反應風險評估：精細化工的“安全帶”

《全球涂料網(wǎng)訊》

今年安全生產(chǎn)月主題為“生命至上 安全發(fā)展”，強調(diào)了安全是發(fā)展的重要前提�！皩τ谑鹿拾l(fā)生風險較高的化工企業(yè)而言，僅通過強化管理去保障安全生產(chǎn)是遠遠不夠的，必須對化學反應風險進行評估。在此基礎上，再通過工藝優(yōu)化開發(fā)安全系數(shù)更高的生產(chǎn)技術才能從源頭上消除事故隱患。”中國醫(yī)藥工業(yè)研究總院制藥工藝優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)化工程研究中心主任張福利研究員認為，隨著國家層面的重視和企業(yè)安全意識的提升，反應風險評估這一新興技術學科將迎來發(fā)展的黃金期。

“反應風險研究作為工程放大、工藝設計和安全生產(chǎn)的重要技術保障，是技術開發(fā)鏈條上不可缺的關鍵技術內(nèi)容。它不僅能為企業(yè)提供安全生產(chǎn)技術保障，還會帶來經(jīng)濟效益的提升。”張福利表示。

我們常常用精細化率去衡量一個國家化工行業(yè)的發(fā)展水平。然而，精細化率提升的同時也帶來了精細化工反應量的驟增和企業(yè)密度的增加，安全生產(chǎn)的風險加大。精細化工企業(yè)一旦發(fā)生事故，造成的后果也非常嚴重。據(jù)記者了解，去年上半年全國共發(fā)生化工較大事故8起，其中有4起發(fā)生在精細化工企業(yè)，而反應失控則是精細化工生產(chǎn)事故的重要原因。

“精細化工生產(chǎn)事故常常是由反應熱失控導致，尤其是硝化反應、磺化反應、氧化反應等化工工藝，本身屬于強放熱反應，溫度升高又會加大反應速度，很容易造成反應失控引發(fā)安全事故。而反應風險研究的目的就是進行定量的工藝風險評估，然后制定相應的風險控制措施。目前我國這方面的研究雖還處于起步階段，但需求的增長趨勢已經(jīng)非常明顯 �！睆埜＠�研究員說。

他特別強調(diào)，對于精細化工企業(yè)來說，2020年是個關鍵節(jié)點。原國家安監(jiān)總局在去年發(fā)布的《關于加強精細化工反應安全風險評估工作的指導意見》提出，從2020年開始，凡列入評估范圍，但未進行反應安全風險評估的精細化工生產(chǎn)裝置，均不得投入運行�！吨笇б庖姟愤�明確了三種需要開展反應安全風險評估的情形，包括國內(nèi)首次使用的新工藝、新配方投入工業(yè)化生產(chǎn)的以及國外首次引進的新工藝且未進行過反應安全風險評估的;現(xiàn)有的工藝路線、工藝參數(shù)或裝置能力發(fā)生變更，且沒有反應安全風險評估報告的;因反應工藝問題，發(fā)生過生產(chǎn)安全事故的。

“不了解反應安全風險評估的人會認為這是一項很虛的工作，其實它能給企業(yè)帶來實實在在的幫助。”張福利研究員把反應安全風險評估的作用歸納為三點，通過對精細化工工藝開展全面的反應風險研究，既可對工藝風險進行量化，也可為工藝設計提供切實的安全技術數(shù)據(jù)，如混合物料的比熱容、反應的活化能、工藝放熱速率、最大放熱量等不可缺少的技術參數(shù)，還可對工藝進行優(yōu)化開發(fā)更安全的生產(chǎn)工藝。

既然反應熱失控是精細化工的事故原兇，那么反應安全風險評估就把落腳點放在了反應熱的控制上。據(jù)張福利研究員介紹，他們通過五大核心技術實現(xiàn)對反應過程的把控。

一是對反應中涉及的原料、中間物料、產(chǎn)品等化學品進行熱穩(wěn)定性測試，獲得物質(zhì)的分解放熱情況，開展物質(zhì)熱穩(wěn)定性評估;二是通過對反應溫升的測試，來評估放熱反應失控后的嚴重度;三是通過對失控反應的最大反應速率到達時間的測試，對反應失控發(fā)生的可能性進行評估;四是通過對工藝溫度、合成反應最高溫度、最大反應速率到達時間為24h的溫度、技術原因最高溫度的測試，對反應工藝危險度進行評估;五是通過其它技術，例如連續(xù)流微通道技術等，進行工藝優(yōu)化，開發(fā)安全的工藝過程。

制藥過程涉及的精細化工反應非常典型，制藥企業(yè)也由此成為安全風險評估的重點對象。記者在專門開展精細化工反應安全風險評估工作的浙江華頎安全科技有限公司采訪時了解到，他們選擇了一家藥廠作為評估對象，評估目的非常明確，一是通過反應安全風險評估，對高風險的4級、5級反應，采取措施，降低風險等級，實現(xiàn)本質(zhì)安全;二是通過反應熱的測量，對反應過程進行機理解析，并據(jù)此進行工藝改進，達到“降本、提質(zhì)、減少污染”目的，實現(xiàn)綠色制藥。

“我們首先對工藝過程進行跟蹤測試，根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)提出實驗室工藝優(yōu)化方案，然后在技術部門的配合下研究并完成工藝放大。優(yōu)化后的工藝設備在安全性大幅提升的同時也取得了很好的降本減排效果：原料投料量減少80%、成本降低50.3%，廢氣排放量減少80%、廢液產(chǎn)生量減少50%�！比A頎公司技術負責人向記者介紹說。

開展反應安全風險評估既是企業(yè)自身發(fā)展的需要，也是政府監(jiān)管的需要，同時還是產(chǎn)業(yè)升級的需要。這一認識已成精細化工行業(yè)的共識。

對企業(yè)而言，開展反應安全風險評估能為企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品提供依據(jù)，在研發(fā)階段就提前淘汰工藝危險性大的產(chǎn)品。對已有產(chǎn)品進行反應風險安全評估則能及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有工藝中的安全隱患，防患于未然。這就有點像給生產(chǎn)多系了一條“安全帶”。

對政府而言，反應安全風險評估結論同時能為政府決策提供依據(jù)，如危險化學品安全標準達標驗收考評明確要求企業(yè)開展風險管理，《指導意見》也更加明確了反應風險研究的適用范圍和時間要求。

對產(chǎn)業(yè)而言，通過工藝優(yōu)化降低反應安全風險，長遠來看會使精細化工行業(yè)整體安全風險降低，這將促進整個行業(yè)的形象重塑和升級轉型。