化工安全生产与反应风险评估 - 图文(2)

有燃烧性的物质分为易燃物质、可燃物质和不燃物质三个层次。

闪点 闪点即易燃液体挥发出能产生瞬间闪光蒸气所需的最低温度，当液体受热而迅速挥发时，如果液面上的蒸气浓度刚好达到其爆炸下限浓度，则此时的温度就是物质的闪点，闪点分开杯式闪点和闭杯式闪点。闪点是判断可燃性液体蒸气由于外界明火作用而发生闪燃的依据，是评价可燃液体危险程度的代表性参数之一。如果液体受热达到闪点或闪点以上的温度，一经火源的作用就将引起闪燃，并且将在一定的条件下引发火灾事故。

引燃温度 引燃温度是指在常温常压下，加热一个容器内的可燃气体与空气的混合气，可燃气体开始着火时的反应容器器壁的最低温度。它可以作为评定可燃气体和可燃液体在发热物体内发生燃烧的尺度。从引燃机理可知，引燃温度是一个非物理性常数，它受各种因素影响，例如：引燃温度与可燃物浓度、压力、反应容器、添加剂等条件相关。

爆炸极限 可燃气体或可燃液体的蒸气与空气混合后遇火花引起燃烧爆炸的浓度范围称为该物质的爆炸极限，也称为燃烧极限。引起燃烧爆炸的浓度范围分别称为爆炸下限（lower explosion limit，LEL）和爆炸上限（upper explosion limit，UEL）。当可燃气体在混合气体中的浓度低于爆炸上限或高于爆炸上限时均不会发生爆炸，而处于下限和上限之间的浓度范围称作爆炸范围。爆炸极限是物质安全性的重要参数，具体内容会在后续章节中进行详细介绍。

最低引燃能量 对气体、蒸气、粉尘云施加能量，例如：点火花、静电聚集等，当能量达到一定数值，并且可燃物处在爆炸范围的环境时，这些气体、蒸气、粉尘云就可能爆炸。这个能量数值称为最低引燃能量。

自燃温度 自燃温度是指在没有火花和火焰的条件下，物质能够在空气中自燃的最低温度。自燃温度不低于且通常远高于燃烧上限对应的温度。

除了考虑物质的安全性参数以外，还需要考虑物质的毒性，考虑化学物质引起机体损伤的能力。评价化学物质的毒性，应将危害性和危险性两者区别开来。危害性表示某种物质在一定条件下引起机体损伤的可能性，危险度则表示接触某种物质可能出现不良作用的预期频率。

毒性计算所用的单位一般以化学物质引起实验动物某种毒性反应所需的剂量表示（mg/kg）；如果为吸入中毒，则用空气中该物质的浓度表示（mg/m3），所需剂量或浓度愈小，表示物质的毒性愈大，最通用的毒性反应是动物的死亡数，常用的毒性指标有以下几种。

绝对致死量或致死浓度（LD100或LC100），即所有染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。

致死中量或致死中浓度（LD50或LC50），即染毒动物半数死亡的剂量或浓度。毒物通过口腔或皮肤接触进入体内分别代表经口和经皮半数致死量或浓度，试验所用的试体应有统一的规格。

最小致死量或最小致死浓度（MLD或MLC），即所有染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。

最大耐受量或最大耐受浓度（LD0或LC0），即全组染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。

当化学物质发生泄漏时，应当判断相关化学毒性物质短期暴露的危害，因此，还需要有相关化学毒性物质的短期暴露限值（如：IDLH）。了解物质的毒性，可以提高操作人员对参与化学反应的物质的警惕，在进行化工生产操作时，必须做好个人防护，尽量避免人员直接暴露在毒性环境中。

因此，化工原料、中间体的安全数据对化工风险评估非常重要，化工原料、中间体的安全性数据是保证风险评估顺利开展的基础条件。

目标化合物合成的化学反应工艺过程风险，可以通过反应风险研究，结合相关反应机理研究展开，首先需要确定目标合成工艺的反应类型。化学反应的类型有很多种，例如硝化反应、氧化反应、磺化反应、聚合反应、卤化反应等。根据反应的类型，可以初步了解反应的风险性情况。例如：硝化反应属于强放热反应，温度越高，硝化反应速率越快，放出的热量越多，极易造成温度失控而引起爆炸风险。有些氧化反应也是强放热反应，特别是完全氧化反应，放出的热量比部分的部分氧化反应大8∽10倍，被氧化的物质大多是易燃易爆危险化学品，通常以空气或氧为氧化剂，反应体系随时都可能形成爆炸性混合物。因此，例如硝化、氧化等强放热反应，均属于非常危险的反应工艺，在反应过程中，如果控制不好，非常易引起热失控，导致燃烧或爆炸风险的发生。所以，在工艺研发阶段，必须要对确定的工艺进行热风险识别，主要是放热反应的放热量，放热量越大，反应越容易引起热失控。此外，还有反应的绝热温升（ΔTad）、转化率（X）、热失控条件下反应工艺可能达到的最高温度（MTSR）等重要热数据，这些热数据可以通过量热实验获取。例如：采用实验室全自动反应量热仪（RC1）来获取热数据。热数据的获取，将为开展反应风险研究和工艺风险评估提供数据基础。

在放热工艺反应发生热失控后，当放热速率很高时，可以近似考虑为绝热的反应体系，由于热失控导致体系温度升高，达到或超过了反应的最高温度，在这个温度下，有可能达到反应料液的最低热分解温度而引发未知的二次分解反应发生，使反应热失控加剧。因此，在工艺研发阶段，要明确工艺反应热失控后反应的最高温度（）、反应体系物料的热分解温

度以及发生二次热分解反应后最大反应速率到达时间（TMRad）、爆炸压力等参数。工艺反应热失控后反应的最高温度MTSR如前面所述，可以通过RC1来获取，而反应体系物料的热分解温度以及二次热分解反应后最大反应速率到达时间TMRad可以通过等温差热扫描量热仪（DSC）或绝热反应量热仪（ARC）来获取。在化工反应风险研究领域，ARC应用要优于DSC，ARC除了可以获取温度数据外，还可以获取压力数据，这部分内容将在后续章节中做详细介绍。

因此，通过采用差热扫描DSC、反应量热RC1、二次分解反应研究ARC，基本可以识别出整个工艺反应过程的热风险，获得热风险数据，为下一步开展工艺风险评估奠定基础。

1.5.2 风险评估过程

风险等级一般由以下两个方面组成：一是风险产生的可能性；二是风险影响所导致的最坏并可确定的严重程度。因此，需要对工艺偏差的可能性和严重程度进行相应的评估。但是，对于精细化工（包含制药）行业来说，由于工艺过程大多数在多功能的设备上进行，由一步工艺到另一步，设备的运行条件可能很大的不同，因此，对精细化工（包含制药）工艺进行评估只能是定性或半定量，很难做到完全定量。

风险发生的可能性p与导致偏差的原因有关，它通常用频率f表示，选择相应的观察期T，通常观察期为一年。

P=fT→fP=P/T

精细化工（包含制药）工艺风险评估通常需要将评估的风险与可接受的标准进行比较，因此，风险分为可接受风险、有条件接受风险和不可接受风险。风险的可接受程度是风险降低措施等相关决策的重要依据。 1.5.3 风险降低措施

在对风险进行评估时，一旦风险被评估为不可接受风险，必须采取措施来降低风险，否则后果会越来越严重。从化工工程的角度来说，如果能从根本上消除化工过程中的风险，该风险控制措施应该是最为有效的，因为它能够使事故完全不发生，或者至少做到事故后果严重程度大大降低。但是，从化学工艺的角度来说，从根本上消除工艺风险意味着必须要对现行的工艺合成路线进行技改，技改过程中，应避免反应过程中出现不稳定的中间体，避开强烈的放热反应，避免生成高毒性物质等，这在化工工艺路线的选择上往往是非常困难的。在进行工 …… 此处隐藏：3881字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……