化工工艺安全——企业可持续发展的根本保障

化工工艺安全——企业可持续发展的根本保障发展的根本保障卫宏远天津大学-阿斯利康过程安全联合实验室TianjinUniversity-AstraZenecaProcessSafetyJointLab过程安全是一门科学过程安全是一种责任过程安全是自身利益过程安全过程安全TJU-AZJOINTLABORATORY2过程安全是自身利益过程安全是一种文化科学、严谨、认真、重视、普及安全基础就是采取一系列的措施来保证化学反应过程安全本质安全的设计安全基础安全基础（（BasisofSafety)BasisofSafety)TJU-AZJOINTLABORATORY3防护措施保护措施避免使用有害原料和中间体尽量把间歇过程改为半间歇或联系过程，这样可以减少过程的安全隐患，一旦过程有问题，可以及时关闭加料。可以采用溶剂作为吸热源。有些情况是加热高沸点的溶剂以降低低沸点的溶剂蒸发；有些情况是采用本质安全设计本质安全设计TJU-AZJOINTLABORATORY4可以采用溶剂作为吸热源。有些情况是加热高沸点的溶剂以降低低沸点的溶剂蒸发；有些情况是采用低沸点溶剂以保证反应温度。尽可能减少危险操作步骤工厂设计时设备必须是在最大可能压力条件下防护措施是采用自动或手动措施来防止反应失控的发生。（探头、报警、自动控制等措施）手动操作系统具有灵活变化的功能，但其可靠性将防护措施防护措施TJU-AZJOINTLABORATORY5取决于很多因素，比如操作的复杂性、操作员的培训、系统设计、反应时间等等自动控制具有较高的安全等级，但设计控制系统需要很高的要求和水平，不能漏项。保护措施是最后一道措施来减少反应失控的危害。泄放系统急冷措施保护措施保护措施TJU-AZJOINTLABORATORY6紧急放空等等避免失控反应发生最坏情形考虑各种保护措施可应用性安全措施的选择安全措施的选择TJU-AZJOINTLABORATORY7各种保护措施可应用性保护措施和操作的可比配性是可以防护各种因素造成的失控；相对积极的保护措施；在其他系统失效时，其仍然可以提供较好的保护。泄爆系统泄爆系统TJU-AZJOINTLABORATORY8费用–费用太高，特别是下面的处理设施环境–泄放物质对人和环境太有害技术–泄放系统要求太高或太大，难以实施对潜在危险具有预计性采用一切可能的、足够的安全措施来保证危险最小化安全基础的总体要求安全基础的总体要求TJU-AZJOINTLABORATORY99公司组织管理要高度重视培训、检查、维护、紧急疏散程序必须到位过程安全和工艺优化的关联过程安全和工艺优化的关联温度压力热力学反应动力学工艺优化流量TJU-AZJOINTLABORATORY10温度压力热力学反应动力学本质安全流量过程安全和工艺优化的关联过程安全和工艺优化的关联工艺安全+效益TJU-AZJOINTLABORATORY11本质安全工艺优化工艺安全评价流程工艺安全评价流程TJU-AZJOINTLABORATORY12HAZID(HAZID(初步的危险识别初步的危险识别))•HAZID即初步的危险识别，其目的是快速识别工艺过程是否存在重大的缺陷，发现工艺过程，物料，设备，操作等可能存在的问题。•需要下列基本信息•PID图TJU-AZJOINTLABORATORY13•PID图•物料信息•物质的安全数表（MSDS，MaterialSafetyDataSheet）•基本的操作规程•反应量热数据(反应放热情况)•物料热稳定性数据•工艺过程的运行记录，相似工艺过程的事故报告等•需要专家引导进行HAZID(HAZID(初步的危险识别初步的危险识别))PreliminaryRiskAssessmentPlant:System:RefCauseConsequenceSeverityLiklihoodRiskRatingRecommendedsafeguardsandprotectionmeasuresResponsibility初步的危险识别方法TJU-AZJOINTLABORATORY14详细的热危险性评估方法详细的热危险性评估方法TJU-AZJOINTLABORATORY15工艺改进工艺改进•采用安全的合成路线；•工艺本质安全；•尽量采用连续过程，半间歇过程代替完全的间歇过程；TJU-AZJOINTLABORATORY16程；•反应器设计(管式反应器，微反应器代替釜式反应器)；…详细的热危险性评估方法详细的热危险性评估方法TJU-AZJOINTLABORATORY17详细的热危险性评估方法详细的热危险性评估方法二次反应MTSRTTJU-AZJOINTLABORATORY18ΔTad,rxOTpMTSRt冷却失效正常过程冷却失效情形示意图详细的热危险性评估方法详细的热危险性评估方法TTD24MTTMTSRMTTMTSRMTTMTTMTT反应釜最大允许压TD24反应物料分解温度TJU-AZJOINTLABORATORY1912345危险度增加TpMTTMTTMTSRMTSRMTTMTSR危险度级别Tp正常工艺温度MTSR反应失控能达到的最高温度反应釜最大允许压力对应的温度热危险定量评估方法对应的极端情形对应的极端情形TJU-AZJOINTLABORATORY201.TD24MTTMTSR目标反应失控后，反应釜内压力会低于最大允许压力，反应釜不会超压，同时反应物料不会分解。此种情况热风险性较低，一般的保护措施就足够。对应的极端情形对应的极端情形2.MTTTD24MTSR目标反应失控后，反应釜内压力会低于最大允许压力，反应釜不会超压，同时反应物料不会分解。但是如果物料长期处在热积累的情况下，可能会存在潜在风险，这时只需要采取保护措施避免热量长时间累计，热风险级别也较低。3.TD24MTSRMTTTJU-AZJOINTLABORATORY213.TD24MTSRMTT目标反应失控后，反应釜内压力会高于最大允许压力，反应釜会超压，但反应物料不会分解。这时可以采用报警，联锁等方式来降低发生失控反应的可能性，或通过技术措施来降低MTSR，采用紧急泄放消除超压的风险。4.MTSRTD24MTT目标反应失控后，首先会导致反应釜内压力会高于最大允许压力，反应釜超压，然后会引发反应物料分解。采用紧急泄放装置，通过物料泄放来避免反应釜内温度压力进一步升高。同时，采用报警，联锁等方式来避免失控反应发生，或考虑更改工艺操作等。5.MTTMTSRTD24目标反应失控后，首先会导致物料分解，然后会导致反应釜超压，一般分解反应发生都是类似与爆炸的效果，这种情况，紧急泄放和一般保护措施可能很难再起作用。直接考虑重新设计工艺。工艺改进方法和保护措施工艺改进方法和保护措施TJU-AZJOINTLABORATORY22根据热移出和物料累积优化速度和加料速率；通过技术手段限制最大加料速率；进行加料-温度联锁控制，设置高温、低温报警跳闸；进行加料-搅拌联锁控制；控制与保护控制与保护TJU-AZJOINTLABORATORY23进行加料-搅拌联锁控制；骤冷；反应抑制,加入抑制剂倾泻；设置紧急泄放装置；…HAZOPHAZOP分析方法分析方法TJU-AZJOINTLABORATORY24HAZOPHAZOP分析方法分析方法HAZOP分析方法是在专家的领导下，结合各不同专业的人员，对工艺流程进行系统的分析，识别工艺过程偏差可能导致的危险性，检查工艺过程的危险性是否都已经发现并得到合适的处理；HAZOP分析方法是以关键词为引导，分节点进行；TJU-AZJOINTLABORATORY25HAZOP分析方法是以关键词为引导，分节点进行；HAZOP分析需要的基本信息包括：PID图物料的安全数表(MSDS)详细的操作规程详细的热危险性评估数据联锁，跳闸，泄放等安全措施HAZOPHAZOP分析方法分析方法HAZOPReportPlant:System:OperationParameter/Guideword:详细的HAZOP分析方法TJU-AZJOINTLABORATORY26RefCauseConsequenceSeverityLiklihoodRiskRatingSafeguardsActionNumberActionResponsibility工艺安全评价标准流程工艺安全评价标准流程阶段I热危险性评估报告TJU-AZJOINTLABORATORY27热危险性评估报告阶段II工艺安全评估及设计计算报告阶段IIIHAZOP报告案例分析案例分析33--工艺工艺cc紧急泄放尺寸计算程序TJU-AZJOINTLABORATORY28化学反应失控紧急泄放尺寸计算表紧急泄放的绝热量热数据案例案例33--工艺工艺cc工艺c的HAZOP分析记录TJU-AZJOINTLABORATORY29感谢感谢ManyTJU-AZJOINTLABORATORY30thanks!