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。“對于事故發(fā)生風(fēng)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(xué)反應(yīng)風(fēng)險進行評估。在此基礎(chǔ)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(shù)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(yīng)風(fēng)險評估這一新興技術(shù)學(xué)科將迎來發(fā)展的黃金期。

精化反應(yīng)安全風(fēng)險大

“反應(yīng)風(fēng)險研究作為工程放大、工藝設(shè)計和安全生產(chǎn)的重要技術(shù)保障，是技術(shù)開發(fā)鏈條上不可缺的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。它不僅能為企業(yè)提供安全生產(chǎn)技術(shù)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(yīng)量的驟增和企業(yè)密度的增加，安全生產(chǎn)的風(fēng)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(yán)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(yīng)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(yīng)熱失控導(dǎo)致，尤其是硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、氧化反應(yīng)等化工工藝，本身屬于強放熱反應(yīng)，溫度升高又會加大反應(yīng)速度，很容易造成反應(yīng)失控引發(fā)安全事故。而反應(yīng)風(fēng)險研究的目的就是進行定量的工藝風(fēng)險評估，然后制定相應(yīng)的風(fēng)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 。”張福利研究員說。

他特別強調(diào)，對于精細化工企業(yè)來說，2020年是個關(guān)鍵節(jié)點。原國家安監(jiān)總局在去年發(fā)布的《關(guān)于加強精細化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估工作的指導(dǎo)意見》提出，從2020年開始，凡列入評估范圍，但未進行反應(yīng)安全風(fēng)險評估的精細化工生產(chǎn)裝置，均不得投入運行?！吨笇?dǎo)意見》還明確了三種需要開展反應(yīng)安全風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)險評估報告的;因反應(yīng)工藝問題，發(fā)生過生產(chǎn)安全事故的。

五大技術(shù)控制反應(yīng)熱

“不了解反應(yīng)安全風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)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(yīng)風(fēng)險研究，既可對工藝風(fēng)險進行量化，也可為工藝設(shè)計提供切實的安全技術(shù)數(shù)據(jù)，如混合物料的比熱容、反應(yīng)的活化能、工藝放熱速率、最大放熱量等不可缺少的技術(shù)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(yīng)熱失控是精細化工的事故原兇，那么反應(yīng)安全風(fēng)險評估就把落腳點放在了反應(yīng)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(shù)實現(xiàn)對反應(yīng)過程的把控。

一是對反應(yīng)中涉及的原料、中間物料、產(chǎn)品等化學(xué)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(yīng)溫升的測試，來評估放熱反應(yīng)失控后的嚴(yán)重度;三是通過對失控反應(yīng)的最大反應(yīng)速率到達時間的測試，對反應(yīng)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(yīng)最高溫度、最大反應(yīng)速率到達時間為24h的溫度、技術(shù)原因最高溫度的測試，對反應(yīng)工藝危險度進行評估;五是通過其它技術(shù)，例如連續(xù)流微通道技術(shù)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(yīng)非常典型，制藥企業(yè)也由此成為安全風(fēng)險評估的重點對象。記者在專門開展精細化工反應(yīng)安全風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)險評估，對高風(fēng)險的4級、5級反應(yīng)，采取措施，降低風(fēng)險等級，實現(xiàn)本質(zhì)安全;二是通過反應(yīng)熱的測量，對反應(yīng)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(shù)部門的配合下研究并完成工藝放大。優(yōu)化后的工藝設(shè)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%。”華頎公司技術(shù)負責(zé)人向記者介紹說。

風(fēng)險評估成行業(yè)共識

開展反應(yīng)安全風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)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(yīng)風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)險評估結(jié)論同時能為政府決策提供依據(jù)，如危險化學(xué)品安全標(biāo)準(zhǔn)達標(biāo)驗收考評明確要求企業(yè)開展風(fēng)險管理，《指導(dǎo)意見》也更加明確了反應(yīng)風(fēng)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(yīng)安全風(fēng)險，長遠來看會使精細化工行業(yè)整體安全風(fēng)險降低，這將促進整個行業(yè)的形象重塑和升級轉(zhuǎn)型。

需要進行風(fēng)險評估的反應(yīng)類型包括光氣及光氣化、電解、氯化、硝化、氟化、加氫、重氮化、氧化、過氧化等20多種反應(yīng)類型，涉及農(nóng)藥、染料、涂料、化學(xué)試劑、電子化學(xué)品等10多個行業(yè)類型。“反應(yīng)安全風(fēng)險評估的市場將非常大，另外，后期的工藝優(yōu)化及安全工藝過程的開發(fā)又會激活新的市場需求。”張福利研究員非?？春迷摷夹g(shù)的市場前景。