反应风险评估：精细化工的“安全带”
发布：安阳化学工业集团有限责任公司浏览：12123次
今年安全生产月主题为“生命至上 安全发展”，强调了安全是发展的重要前提。“对于事故发生风险较高的化工企业而言，仅通过强化管理去保障安全生产是远远不够的，必须对化学反应风险进行评估。在此基础上，再通过工艺优化开发安全系数更高的生产技术才能从源头上消除事故隐患。”中国医药工业研究总院制药工艺优化与产业化工程研究中心主任张福利研究员认为，随着国家层面的重视和企业安全意识的提升，反应风险评估这一新兴技术学科将迎来发展的黄金期。
精化反应安全风险大
“反应风险研究作为工程放大、工艺设计和安全生产的重要技术保障，是技术开发链条上不可缺的关键技术内容。它不仅能为企业提供安全生产技术保障，还会带来经济效益的提升。”张福利表示。
我们常常用精细化率去衡量一个国家化工行业的发展水平。然而，精细化率提升的同时也带来了精细化工反应量的骤增和企业密度的增加，安全生产的风险加大。精细化工企业一旦发生事故，造成的后果也非常严重。据记者了解，去年上半年全国共发生化工较大事故8起，其中有4起发生在精细化工企业，而反应失控则是精细化工生产事故的重要原因。
“精细化工生产事故常常是由反应热失控导致，尤其是硝化反应、磺化反应、氧化反应等化工工艺，本身属于强放热反应，温度升高又会加大反应速度，很容易造成反应失控引发安全事故。而反应风险研究的目的就是进行定量的工艺风险评估，然后制定相应的风险控制措施。目前我国这方面的研究虽还处于起步阶段，但需求的增长趋势已经非常明显 。”张福利研究员说。 他特别强调，对于精细化工企业来说，2020年是个关键节点。原国家安监总局在去年发布的《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》提出，从2020年开始，凡列入评估范围，但未进行反应安全风险评估的精细化工生产装置，均不得投入运行。《指导意见》还明确了三种需要开展反应安全风险评估的情形，包括国内首次使用的新工艺、新配方投入工业化生产的以及国外首次引进的新工艺且未进行过反应安全风险评估的;现有的工艺路线、工艺参数或装置能力发生变更，且没有反应安全风险评估报告的;因反应工艺问题，发生过生产安全事故的。
五大技术控制反应热
“不了解反应安全风险评估的人会认为这是一项很虚的工作，其实它能给企业带来实实在在的帮助。”张福利研究员把反应安全风险评估的作用归纳为三点，通过对精细化工工艺开展全面的反应风险研究，既可对工艺风险进行量化，也可为工艺设计提供切实的安全技术数据，如混合物料的比热容、反应的活化能、工艺放热速率、最大放热量等不可缺少的技术参数，还可对工艺进行优化开发更安全的生产工艺。
既然反应热失控是精细化工的事故原凶，那么反应安全风险评估就把落脚点放在了反应热的控制上。据张福利研究员介绍，他们通过五大核心技术实现对反应过程的把控。
一是对反应中涉及的原料、中间物料、产品等化学品进行热稳定性测试，获得物质的分解放热情况，开展物质热稳定性评估;二是通过对反应温升的测试，来评估放热反应失控后的严重度;三是通过对失控反应的最大反应速率到达时间的测试，对反应失控发生的可能性进行评估;四是通过对工艺温度、合成反应最高温度、最大反应速率到达时间为24h的温度、技术原因最高温度的测试，对反应工艺危险度进行评估;五是通过其它技术，例如连续流微通道技术等，进行工艺优化，开发安全的工艺过程。
制药过程涉及的精细化工反应非常典型，制药企业也由此成为安全风险评估的重点对象。记者在专门开展精细化工反应安全风险评估工作的浙江华颀安全科技有限公司采访时了解到，他们选择了一家药厂作为评估对象，评估目的非常明确，一是通过反应安全风险评估，对高风险的4级、5级反应，采取措施，降低风险等级，实现本质安全;二是通过反应热的测量，对反应过程进行机理解析，并据此进行工艺改进，达到“降本、提质、减少污染”目的，实现绿色制药。
“我们首先对工艺过程进行跟踪测试，根据所获得的数据提出实验室工艺优化方案，然后在技术部门的配合下研究并完成工艺放大。优化后的工艺设备在安全性大幅提升的同时也取得了很好的降本减排效果：原料投料量减少80%、成本降低50.3%，废气排放量减少80%、废液产生量减少50%。”华颀公司技术负责人向记者介绍说。
风险评估成行业共识
开展反应安全风险评估既是企业自身发展的需要，也是政府监管的需要，同时还是产业升级的需要。这一认识已成精细化工行业的共识。
对企业而言，开展反应安全风险评估能为企业开发产品提供依据，在研发阶段就提前淘汰工艺危险性大的产品。对已有产品进行反应风险安全评估则能及时发现现有工艺中的安全隐患，防患于未然。这就有点像给生产多系了一条“安全带”。
对政府而言，反应安全风险评估结论同时能为政府决策提供依据，如危险化学品安全标准达标验收考评明确要求企业开展风险管理，《指导意见》也更加明确了反应风险研究的适用范围和时间要求。
对产业而言，通过工艺优化降低反应安全风险，长远来看会使精细化工行业整体安全风险降低，这将促进整个行业的形象重塑和升级转型。
需要进行风险评估的反应类型包括光气及光气化、电解、氯化、硝化、氟化、加氢、重氮化、氧化、过氧化等20多种反应类型，涉及农药、染料、涂料、化学试剂、电子化学品等10多个行业类型。“反应安全风险评估的市场将非常大，另外，后期的工艺优化及安全工艺过程的开发又会激活新的市场需求。”张福利研究员非常看好该技术的市场前景。【中国化工报】