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1、本質(zhì)安全（Inherent Safety）專題,本質(zhì)安全及其原理,本質(zhì)安全及其原理,1,本質(zhì)安全及其原理,“本質(zhì)安全”（Inherent Safety）的提出：1977年12月，英國的Kletz教授首次明確提出“本質(zhì)安全的化工過程”概念，形成了“本質(zhì)安全”的雛形。本質(zhì)安全是利用物質(zhì)或過程本身所固有的屬性消除或減小危害，而不是用保護(hù)系統(tǒng)控制和管理危害。,本質(zhì)安全與傳統(tǒng)安全理念的區(qū)別：,分層次的過程安全設(shè)計原理如下，其中本質(zhì)安全層是優(yōu)先采用的安全設(shè)計方式。,最小化原理-反應(yīng)器的選擇,最小化原理-減少設(shè)備數(shù)量,Agreda等提出了采用反應(yīng)精餾系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)生產(chǎn)醋酸甲酯的工藝，使過程設(shè)備數(shù)量從9降至3，2、提高了過程的安全性。,替代原理-反應(yīng)物和路徑的替代,Puranik提出氨氧化過程生產(chǎn)丙烯腈，以氨和丙烯代替乙炔和氰化氫作為原料，消除危害性原料氰化氫。,替代原理-溶劑的替代,本質(zhì)安全原理的應(yīng)用,緩和原理,簡化原理,典型本質(zhì)安全評價方法的評價模式ISI法,本質(zhì)安全的評價,（1516A）,一、強(qiáng)化問題意識，突出問題導(dǎo)向,二、全面摸排底數(shù)，有序推進(jìn)工作:各市安監(jiān)部門要對轄區(qū)內(nèi)現(xiàn)有精細(xì)化工企業(yè)進(jìn)行一次全面的排查，摸清列入意見評估范圍的在役裝置情況，建立相應(yīng)檔案，登記造冊，并填報精細(xì)化工企業(yè)基本情況表（見附件）。根據(jù)排查情況，要科學(xué)制訂工作方案，確保2018年年底前，全部完成反應(yīng)安全風(fēng)險評估及相應(yīng)的安全3、技術(shù)措施完善工作。,三、注重結(jié)果運(yùn)用，強(qiáng)化本質(zhì)安全,國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估工作的指導(dǎo)意見安監(jiān)總管三20171號,為加強(qiáng)精細(xì)化工企業(yè)（以下簡稱企業(yè)）安全生產(chǎn)管理，進(jìn)一步落實(shí)企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任，強(qiáng)化安全風(fēng)險辨識和管控，提升本質(zhì)安全水平，提高企業(yè)安全生產(chǎn)保障能力，有效防范事故，現(xiàn)就加強(qiáng)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估工作提出如下指導(dǎo)意見。,一、充分認(rèn)識開展精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估的意義,精細(xì)化工生產(chǎn)中反應(yīng)失控是發(fā)生事故的重要原因，開展安全風(fēng)險評估、確定風(fēng)險等級并采取有效管控措施，對于保障企業(yè)安全生產(chǎn)意義重大。當(dāng)前精細(xì)化工生產(chǎn)多以間歇和半間歇操作為主，工藝復(fù)雜多變，自動化控制水平低4、，現(xiàn)場操作人員多，部分企業(yè)對反應(yīng)安全風(fēng)險認(rèn)識不足，對工藝控制要點(diǎn)不掌握或認(rèn)識不科學(xué)，容易因反應(yīng)失控導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒事故，造成群死群傷。通過開展安全風(fēng)險評估，確定反應(yīng)工藝危險度，以此改進(jìn)安全設(shè)施設(shè)計，完善風(fēng)險控制措施，能提升企業(yè)本質(zhì)安全水平，有效防范事故發(fā)生。,二、準(zhǔn)確把握精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估范圍和內(nèi)容,企業(yè)中涉及重點(diǎn)監(jiān)管危險化工工藝和金屬有機(jī)物合成反應(yīng)（包括格氏反應(yīng)）的間歇和半間歇反應(yīng)，有以下情形之一的，要開展反應(yīng)安全風(fēng)險評估：1.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(jìn)的新工藝且未進(jìn)行過反應(yīng)安全風(fēng)險評估的；2.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(yīng)5、安全風(fēng)險評估報告的；3.因反應(yīng)工藝問題，發(fā)生過生產(chǎn)安全事故的。,三、術(shù)語和定義 1.失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時間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)速率所需要的時間，稱為失控反應(yīng)最大反應(yīng)速率到達(dá)時間，可以通俗地理解為致爆時間。,表1.可能性評估,2.絕熱溫升Tad：對于失控體系，反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化時所放出的熱量導(dǎo)致物料溫度的升高，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)重。絕熱溫升是反應(yīng)安全風(fēng)險評估的重要參數(shù)，是評估體系失控的極限情況，可以評估失控體系可能導(dǎo)致的嚴(yán)重程度。,表2.失控反應(yīng)6、嚴(yán)重度評估,絕熱溫升為200K或200K以上時，將會導(dǎo)致劇烈的反應(yīng)和嚴(yán)重的后果；絕熱溫升為50K或50K以下時，如果沒有壓力增長帶來的危險，將會造成單批次的物料損失，危險等級較低。,3.工藝溫度TP：目標(biāo)工藝操作溫度，也是反應(yīng)過程中冷卻失效時的初始溫度。冷卻失效時，如果反應(yīng)體系同時存在物料最大量累積和物料具有最差穩(wěn)定性的情況，在考慮控制措施和解決方案時，必須充分考慮反應(yīng)過程中冷卻失效時的初始溫度，安全地確定工藝操作溫度。,4.技術(shù)最高溫度MTT：技術(shù)最高溫度可以按照常壓體系和密閉體系兩種方式考慮。a)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)；b)對于密封體系而言，技術(shù)最7、高溫度為反應(yīng)容器最大允許壓力時所對應(yīng)的溫度。,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、熱交換失控的情況下，由于反應(yīng)體系存在熱量累積，整個體系在一個近似絕熱的情況下發(fā)生溫度升高。在物料累積最大時，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。,差示掃描量熱法：(DSC),表3.物質(zhì)分解熱評估,四、強(qiáng)化精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估結(jié)果運(yùn)用，完善風(fēng)險管控措施,（一）1.反應(yīng)工藝危險度被確定為2級及以上的，要根據(jù)危險度等級和評估建議，設(shè)置相應(yīng)的安全設(shè)施和安全儀表系統(tǒng)；8、2.反應(yīng)工藝危險度被確定為4級及以上的，在全面開展過程危險分析（如危險與可操作性分析：HAZOP）基礎(chǔ)上，通過風(fēng)險分析（如保護(hù)層分析：保護(hù)層分析(LOPA)是半定量的工藝危害分析方法之一）確定安全儀表的安全完整性等級，并依據(jù)要求配置安全儀表系統(tǒng)；3.對于反應(yīng)工藝危險度被確定為5級的，相關(guān)裝置應(yīng)設(shè)置在由防爆墻隔離的獨(dú)立空間中，并設(shè)計超壓泄爆設(shè)施，反應(yīng)過程中操作人員不應(yīng)進(jìn)入隔離區(qū)域。企業(yè)要優(yōu)先通過開展工藝優(yōu)化或改變工藝路線降低安全風(fēng)險。,（LOPA）保護(hù)層分析,（二）根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險評估情況，建立關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施清單，定期開展檢查、維護(hù)和維修，要確保泄放、冷卻、降溫等設(shè)施和安全儀表等系統(tǒng)的完好、可用。要開展有針對性的崗位操作培訓(xùn)，保證崗位操作人員熟練掌握本崗位反應(yīng)安全風(fēng)險，嚴(yán)格執(zhí)行崗位操作規(guī)程，不斷提升操作技能。要根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險評估結(jié)果，制定崗位應(yīng)急處置方案和事故專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，強(qiáng)化定期演練，提高應(yīng)急處置能力。,五、工作要求,有關(guān)企業(yè)要確保列入評估范圍的新建裝置在編制可行性研究報告或項(xiàng)目建議書前，完成反應(yīng)安全風(fēng)險評估。對相關(guān)在役裝置要制定計劃逐步開展，根據(jù)評估結(jié)果完善風(fēng)險控制措施，努力降低安全風(fēng)險。從2020年開始，凡列入評估范圍，但未進(jìn)行反應(yīng)安全風(fēng)險評估的精細(xì)化工生產(chǎn)裝置，不得投入運(yùn)行。,31,