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安监总管三〔2017〕1号

国家安全监管总局关于

加强精细化工反应安全风险评估 工作的指导意见

各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产监督管理局, 有关中央企业：

为加强精细化工企业（以下简称企业）安全生产管理，进一步 落实企业安全生产主体责任，强化安全风险辨识和管控,提升本质 安全水平，提高企业安全生产保障能力，有效防范事故，现就加强 精细化工反应安全风险评估工作提出如下指导意见：

一、充分认识开展精细化工反应安全风险评估的意义

精细化工生产中反应失控是发生事故的重要原因，开展精细 化工反应安全风险评估、确定风险等级并釆取有效管控措施,对于 保障企业安全生产意义重大。开展反应安全风险评估也是企业获 取安全生产信息，实施化工过程安全管理的基础工作,加强企业安 全生产管理的必然要求。当前精细化工生产多以间歇和半间歇操 作为主，工艺复杂多变，自动化控制水平低，现场操作人员多，部分 企业对反应安全风险认识不足,对工艺控制要点不掌握或认识不 科学，容易因反应失控导致火灾、爆炸、中毒事故,造成群死群伤。 通过开展精细化工反应安全风险评估,确定反应工艺危险度，以此 改进安全设施设计，完善风险控制措施，能提升企业本质安全水 平,有效防范事故发生。

二、准确把握精细化工反应安全风险评估范围和内容

（一） 企业中涉及重点监管危险化工工艺和金属有机物合成反 应（包括格氏反应）的间歇和半间歇反应,有以下情形之一的，要开 展反应安全风险评估：

• 1. 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；

• 2. 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；

• 3. 因反应工艺问题,发生过生产安全事故的。

（二） 精细化工生产的主要安全风险来自于工艺反应的热风 险。开展精细化工反应安全风险评估，要根据《精细化工反应安全 风险评估导则（试行）》（见附件）的要求,对反应中涉及的原料、中 间物料、产品等化学品进行热稳定测试,对化学反应过程开展热力 学和动力学分析。根据反应热、绝热温升等参数评估反应的危险 等级,根据最大反应速率到达时间等参数评估反应失控的可能性, 结合相关反应温度参数进行多因素危险度评估,确定反应工艺危 险度等级。根据反应工艺危险度等级，明确安全操作条件,从工艺 设计、仪表控制、报警与紧急干预（安全仪表系统）、物料释放后的 收集与保护，厂区和周边区域的应急响应等方面提出有关安全风 险防控建议。

三、强化精细化工反应安全风险评估结果运用，完善风险管控 措施

（一） 涉及的反应工艺危险度被确定为2级及以上的，要根据 危险度等级和评估建议,设置相应的安全设施和安全仪表系统;反 应工艺危险度被确定为4级及以上的，在全面开展过程危险分析 （如危险与可操作性分析）基础上,通过风险分析（如保护层分析） 确定安全仪表的安全完整性等级,并依据要求配置安全仪表系统; 对于反应工艺危险度被确定为5级的，相关装置应设置在由防爆 墙隔离的独立空间中，并设计超压泄爆设施,反应过程中操作人员 不应进入隔离区域。企业要优先通过开展工艺优化或改变工艺路 线降低安全风险。

（二） 企业要把反应安全风险评估作为安全管理的重要内容, 新建项目要以反应安全风险评估结果为依据，开展工艺设计及安 全设施设计,保证各项安全控制措施落实到位;相关在役装置要根 据反应安全风险评估结果，补充和完善安全管控措施,及时审查和 修订操作规程。

（三）企业要保证设备设施满足反应工艺安全要求，根据反应 安全风险评估情况,建立关键设备设施清单，定期开展检查、维护 和维修,要确保泄放、冷却、降温等设施和安全仪表等系统的完好、 可用。要开展有针对性的岗位操作培训，保证岗位操作人员熟练 掌握本岗位反应安全风险，严格执行岗位操作规程,不断提升操作 技能。要根据反应安全风险评估结果，制定岗位应急处置方案和 事故专项应急预案，强化定期演练,提高应急处置能力。

四、工作要求

（一） 反应安全风险评估工作专业性强，技术要求高，各有关企 业要高度重视，聘请具备相关专业能力的机构组织开展评估。企 业要加大对工艺反应测试分析条件的投入,培育专业工程技术人 员，逐步形成自身开展反应安全风险评估工作的能力。

（二） 有关企业要确保列入评估范围的新建装置在编制可行性 研究报告或项目建议书前，完成反应安全风险评估。对相关在役 装置要制定计划逐步开展,根据评估结果完善风险控制措施,努力 降低安全风险。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，不得投入运行。

（三） 地方各级安全监管部门要结合本地区实际，指导和督促 相关企业开展反应安全风险评估，积极跟踪评估结论，掌握并研判 本地区有关企业的风险情况。积极培育具备条件的反应安全风险 评估机构，鼓励具备条件的有关科研单位提供技术服务支持,加强 技术人才队伍培养，配备完善实验测试设施,规范服务工作，提高 反应安全风险评估能力和质量。

请各省级安全监管局及时将本指导意见精神传达至本辖区各 级安全监管部门及有关企业。

附件:精细化工反应安全风险评估导则（试行）

附件

精细化工反应安全风险评估导则（试行）

1范围

本导则给出了精细化工反应安全风险的评估方法、评估流程、 评估标准指南，并给出了反应安全风险评估示例。

本导则适用于精细化工反应安全风险的评估。精细化工生产 的主要安全风险来自工艺反应的热风险。开展反应安全风险评 估,就是对反应的热风险进行评估。

• 2 术语和定义

2.1失控反应最大反应速率到达时间TMR_ad

失控反应体系的最坏情形为绝热条件。在绝热条件下，失控 反应到达最大反应速率所需要的时间，称为失控反应最大反应速 率到达时间，可以通俗地理解为致爆时间。TMR_ad是温度的函 数,是一个时间衡量尺度,用于评估失控反应最坏情形发生的可能 性，是人为控制最坏情形发生所拥有的时间长短。

2.2绝热温升ATad

在冷却失效等失控条件下,体系不能进行能量交换,放热反应 放出的热量，全部用来升高反应体系的温度，是反应失控可能达到 的最坏情形。

对于失控体系，反应物完全转化时所放出的热量导致物料温 度的升高，称为绝热温升。绝热温升与反应的放热量成正比，对于 放热反应来说,反应的放热量越大，绝热温升越高，导致的后果越 严重。绝热温升是反应安全风险评估的重要参数，是评估体系失 控的极限情况，可以评估失控体系可能导致的严重程度。

2.3工艺温度TP

目标工艺操作温度,也是反应过程中冷却失效时的初始温度。

冷却失效时，如果反应体系同时存在物料最大量累积和物料 具有最差稳定性的情况,在考虑控制措施和解决方案时，必须充分 考虑反应过程中冷却失效时的初始温度，安全地确定工艺操作 温度。

2.4技术最冃温度MTT

技术最高温度可以按照常压体系和密闭体系两种方式考虑。

对于常压反应体系来说，技术最高温度为反应体系溶剂或混 合物料的沸点；对于密封体系而言,技术最高温度为反应容器最大 允许压力时所对应的温度。

2.5失控体系能达到的最高温度MTSR

当放热化学反应处于冷却失效、热交换失控的情况下，由于反 应体系存在热量累积，整个体系在一个近似绝热的情况下发生温 度升高O在物料累积最大时，体系能够达到的最高温度称为失控 体系能达到的最高温度。MTSR与反应物料的累积程度相关，反 应物料的累积程度越大,反应发生失控后，体系能达到的最高温度 MTSR越高。

2.6精细化工产品

原化学工业部对精细化工产品分为：农药、染料、涂料（包括油 漆和油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（包括感光材料、磁 性材料等能接受电磁波的化学品）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催 化剂和各种助剂、化工系统生产的化学药品（原料药）和日用化学 品、高分子聚合物中的功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等） 等11个大类。

根据《国民经济行业分类）（GB∕T 4754-2011）,生产精细化 工产品的企业中反应安全风险较大的有：化学农药、化学制药、有 机合成染料、化学品试剂、催化剂以及其他专业化学品制造企业。

• 3 反应安全风险评估

3.1工艺信息

工艺信息包括特定工艺路线的工艺技术信息，例如：物料特 性、物料配比、反应温度控制范围、压力控制范围、反应时间、加料 方式与加料速度等工艺操作条件，并包含必要的定性和定量控制 分析方法。

3.2实验测试仪器

反应安全风险评估需要的设备种类较多，除了闪点测试仪、爆 炸极限测试仪等常规测试仪以外，必要的设备还包括差热扫描量 热仪、热稳定性筛选量热仪、绝热加速度量热仪、高性能绝热加速 度量热仪、微量热仪、常压反应量热仪、高压反应量热仪、最小点火 能测试仪等；配备水分测试仪、液相色谱仪、气相色谱仪等分析仪 器设备;具备动力学研究手段和技术能力。反应安全风险评估包 括但不局限于上述设备。

3.3实验能力

反应安全风险评估单位需要具备必要的工艺技术、工程技术、 热安全和热动力学技术团队和实验能力，具备中国合格评定国家 认可实验室（CNAS认可实验室）资质，保证相关设备和测试方法 及时得到校验和比对,保证测试数据的准确性。

• 4 反应安全风险评估方法

4.1单因素反应安全风险评估

依据反应热、失控体系绝热温升、最大反应速率到达时间进行 单因素反应安全风险评估。

4.2混合叠加因素反应安全风险评估

以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性，失控体系 绝热温升作为风险导致的严重程度，进行混合叠加因素反应安全 风险评估。

4.3反应工艺危险度评估

依据四个温度参数（即工艺温度、技术最高温度、最大反应速 率到达时间为24小时对应的温度，以及失控体系能达到的最高温 度）进行反应工艺危险度评估。

对精细化工反应安全风险进行定性或半定量的评估，针对存 在的风险，要建立相应的控制措施。反应安全风险评估具有多目 标、多属性的特点，单一的评估方法不能全面反映化学工艺的特征 和危险程度，因此,应根据不同的评估对象,进行多样化的评估。

• 5 反应安全风险评估流程

5.1物料热稳定性风险评估

对所需评估的物料进行热稳定性测试,获取热稳定性评估所 需要的技术数据。主要数据包括物料热分解起始分解温度、分解 热、绝热条件下最大反应速率到达时间为24小时对应的温度。对 比工艺温度和物料稳定性温度，如果工艺温度大于绝热条件下最 大反应速率到达时间为24小时对应的温度,物料在工艺条件下不 稳定，需要优化已有工艺条件，或者釆取一定的技术控制措施,保 证物料在工艺过程中的安全和稳定。根据物质分解放出的热量大 小,对物料潜在的燃爆危险性进行评估,分析分解导致的危险性情 况,对物料在使用过程中需要避免受热或超温，引发危险事故的发 生提出要求。

5.2目标反应安全风险发生可能性和导致的严重程度评估

实验测试获取反应过程绝热温升、体系热失控情况下工艺反 应可能达到的最高温度，以及失控体系达到最高温度对应的最大 反应速率到达时间等数据。考虑工艺过程的热累积度为100%, 利用失控体系绝热温升，按照分级标准，对失控反应可能导致的严 重程度进行反应安全风险评估;利用最大反应速率到达时间，对失 控反应触发二次分解反应的可能性进行反应安全风险评估。综合 失控体系绝热温升和最大反应速率到达时间，对失控反应进行复 合叠加因素的矩阵评估，判定失控过程风险可接受程度。如果为 可接受风险,说明工艺潜在的热危险性是可以接受的；如果为有条 件接受风险，则需要采取一定的技术控制措施，降低反应安全风险 等级;如果为不可接受风险，说明常规的技术控制措施不能奏效, 已有工艺不具备工程放大条件，需要重新进行工艺研究、工艺优化 或工艺设计,保障化工过程的安全。

5.3目标反应工艺危险度评估

实验测试获取包括目标工艺温度、失控后体系能够达到的最 高温度、失控体系最大反应速率到达时间为24小时对应的温度、 技术最高温度等数据。在反应冷却失效后，四个温度数值大小排 序不同，根据分级原则，对失控反应进行反应工艺危险度评估，形 成不同的危险度等级;根据危险度等级,有针对性地采取控制措 施。应急冷却、减压等安全措施均可以作为系统安全的有效保护 措施。对于反应工艺危险度较高的反应，需要对工艺进行优化或 者采取有效的控制措施，降低危险度等级。常规控制措施不能奏 效时，需要重新进行工艺研究或工艺优化，改变工艺路线或优化反 应条件,减少反应失控后物料的累积程度，实现化工过程安全。

• 6 评估标准

6.1物质分解热评估

对物质进行测试，获得物质的分解放热情况，开展风险评估, 评估准则参见表1。

表1分解热评估

分解放热量是物质分解释放的能量,分解放热量大的物质，绝 热温升高，潜在较高的燃爆危险性。实际应用过程中，要通过风险 研究和风险评估,界定物料的安全操作温度,避免超过规定温度, 引发爆炸事故的发生。

6.2严重度评估

严重度是指失控反应在不受控的情况下能量释放可能造成破 坏的程度。由于精细化工行业的大多数反应是放热反应，反应失 控的后果与释放的能量有关。反应释放出的热量越大，失控后反 应体系温度的升高情况越显著,容易导致反应体系中温度超过某 些组分的热分解温度,发生分解反应以及二次分解反应，产生气体 或者造成某些物料本身的气化，而导致体系压力的增加。在体系 压力增大的情况下，可能致使反应容器的破裂以及爆炸事故的发 生，造成企业财产人员损失、伤害。失控反应体系温度的升高情况 越显著,造成后果的严重程度越高。反应的绝热温升是一个非常 重要的指标，绝热温升不仅仅是影响温度水平的重要因素，同时还 是失控反应动力学的重要影响因素。

绝热温升与反应热成正比，可以利用绝热温升来评估放热反 应失控后的严重度。当绝热温升达到200 K或200 K以上时，反 应物料的多少对反应速率的影响不是主要因素，温升导致反应速 率的升高占据主导地位，一旦反应失控,体系温度会在短时间内发 生剧烈的变化，并导致严重的后果。而当绝热温升为50K或 50 K以下时，温度随时间的变化曲线比较平缓，体现的是一种体 系自加热现象,反应物料的增加或减少对反应速率产生主要影响， 在没有溶解气体导致压力增长带来的危险时，这种情况的严重 度低。

利用严重度评估失控反应的危险性，可以将危险性分为四个

等级,评估准则参见表2。

表2失控反应严重度评估

绝热温升为200 K或200 K以上时，将会导致剧烈的反应和 严重的后果；绝热温升为50 K或50 K以下时，如果没有压力增长 带来的危险,将会造成单批次的物料损失，危险等级较低。

6.3可能性评估

可能性是指由于工艺反应本身导致危险事故发生的可能概率 大小。利用时间尺度可以对事故发生的可能性进行反应安全风险 评估，可以设定最危险情况的报警时间，便于在失控情况发生时, 在一定的时间限度内，及时采取相应的补救措施，降低风险或者强 制疏散，最大限度地避免爆炸等恶性事故发生，保证化工生产 安全。

对于工业生产规模的化学反应来说，如果在绝热条件下失控 反应最大反应速率到达时间大于等于24小时，人为处置失控反应 有足够的时间，导致事故发生的概率较低。如果最大反应速率到 达时间小于等于8小时,人为处置失控反应的时间不足,导致事故 发生的概率升高。采用上述的时间尺度进行评估，还取决于其他 许多因素，例如化工生产自动化程度的高低、操作人员的操作水平 和培训情况、生产保障系统的故障频率等，工艺安全管理也非常 重要。

利用失控反应最大反应速率到达时间TMR_ad为时间尺度, 对反应失控发生的可能性进行评估,评估准则参见表3。

表3失控反应发生可能性评估

6.4矩阵评估

风险矩阵是以失控反应发生后果严重度和相应的发生概率进 行组合,得到不同的风险类型，从而对失控反应的反应安全风险进 行评估,并按照可接受风险、有条件接受风险和不可接受风险，分 别用不同的区域表示，具有良好的辨识性。

以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性，失控体系 绝热温升作为风险导致的严重程度,通过组合不同的严重度和可

能性等级，对化工反应失控风险进行评估。风险评估矩阵参见

图Io

图1风险评估矩阵

失控反应安全风险的危险程度由风险发生的可能性和风险带 来后果的严重度两个方面决定,风险分级原则如下：

I级风险为可接受风险：可以采取常规的控制措施，并适当提 高安全管理和装备水平。

II级风险为有条件接受风险:在控制措施落实的条件下，可以 通过工艺优化、工程、管理上的控制措施，降低风险等级。

III级风险为不可接受风险：应当通过工艺优化、技术路线的 改变，工程、管理上的控制措施，降低风险等级,或者采取必要的隔 离方式，全面实现自动控制。

6.5反应工艺危险度评估

反应工艺危险度评估是精细化工反应安全风险评估的重要评 估内容。反应工艺危险度指的是工艺反应本身的危险程度，危险 度越大的反应，反应失控后造成事故的严重程度就越大。

温度作为评价基准是工艺危险度评估的重要原则。考虑四个 重要的温度参数,分别是工艺操作温度Tp、技术最高温度MTT、 失控体系最大反应速率到达时间TMRad为24小时对应的温度 TD₂₄,以及失控体系可能达到的最高温度MTSR,评估准则参见 表4_o

表4反应工艺危险度等级评估

针对不同的反应工艺危险'度等级，需要建立不同的风险控制 措施。对于危险度等级在3级及以上的工艺，需要进一步获取失 控反应温度、失控反应体系温度与压力的关系、失控过程最高温 度、最大压力、最大温度升高速率、最大压力升高速率及绝热温升 等参数,确定相应的风险控制措施。

6.6措施建议

综合反应安全风险评估结果,考虑不同的工艺危险程度,建立 相应的控制措施,在设计中体现,并同时考虑厂区和周边区域的应 急响应。

对于反应工艺危险度为1级的工艺过程，应配置常规的自动 控制系统，对主要反应参数进行集中监控及自动调节（DCS或 PLC）O

对于反应工艺危险度为2级的工艺过程，在配置常规自动控 制系统，对主要反应参数进行集中监控及自动调节（DCS或PLC） 的基础上，要设置偏离正常值的报警和联锁控制，在非正常条件下 有可能超压的反应系统，应设置爆破片和安全阀等泄放设施。根 据评估建议,设置相应的安全仪表系统。

对于反应工艺危险度为3级的工艺过程，在配置常规自动控 制系统，对主要反应参数进行集中监控及自动调节，设置偏离正常 值的报警和联锁控制，以及设置爆破片和安全阀等泄放设施的基 础上，还要设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却降温等控制设 施。根据评估建议,设置相应的安全仪表系统。

对于反应工艺危险度为4级和5级的工艺过程，尤其是风险 高但必须实施产业化的项目，要努力优先开展工艺优化或改变工 艺方法降低风险，例如通过微反应、连续流完成反应；要配置常规 自动控制系统，对主要反应参数进行集中监控及自动调节；要设置 偏离正常值的报警和联锁控制，设置爆破片和安全阀等泄放设施, 设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却等控制设施；还需要进行 保护层分析，配置独立的安全仪表系统。对于反应工艺危险度达 到5级并必须实施产业化的项目，在设计时,应设置在防爆墙隔离 的独立空间中，并设置完善的超压泄爆设施，实现全面自控，除装 置安全技术规程和岗位操作规程中对于进入隔离区有明确规定 的，反应过程中操作人员不应进入所限制的空间内。

7反应安全风险评估过程示例

7.1工艺描述

标准大气压下，向反应釜中加入物料A和B,升温至60°C,滴 加物料C,体系在75°C时沸腾。滴完后60°C保温反应1小时。此 反应对水敏感，要求体系含水量不超过0.2%。

7.2研究及评估内容

根据工艺描述,采用联合测试技术进行热特性和热动力学研 究，获得安全性数据，开展反应安全风险评估，同时还考虑了反应 体系水分偏离为1%时的安全性研究。

7.3研究结果

• (1) 反应放热，最大放热速率为89.9 W∕kg,物料C滴加完毕 后，反应热转化率为75.2%,摩尔反应热为-58.7 kJ ∙ moΓ¹,反 应物料的比热容为2.5 kJ ∙ kg-ɪ ∙ K-,绝热温升为78.2 KO

• (2) 目标反应料液起始放热分解温度为118C,分解放热量为

130 J/go放热分解过程中，最大温升速率为5.1 °C∕min,最大压 升速率为6.7 bar/min_o

含水达到1%时，目标反应料液起始放热分解温度为105°C, 分解放热量为206 J∕_go放热分解过程最大温升速率为 9.8 ⁰C/min,最大压升速率为 12.6 bar/min₀

• (3) 目标反应料液自分解反应初期活化能为75 kj∕mol,中期 活化能为50 kj/molo

目标反应料液热分解最大反应速率到达时间为2小时对应的 温度 T_d2 为 126.6^oC,T_d4 为 109. ΓC, T_DS 为 93. 6^oC, T_d24 为 75.6^oC,T_di68 为 48.5^OCO 7.4反应安全风险评估

根据研究结果，目标反应安全风险评估结果如下：

• (1) 此反应的绝热温升^Tad为78.2 K,该反应失控的严重度 为“2级”。

• (2) 最大反应速率到达时间为1. 1小时对应的温度为 138.2⁰C,失控反应发生的可能性等级为3级,一旦发生热失控，人 为处置时间不足,极易引发事故。

• (3) 风险矩阵评估的结果：风险等级为II级,属于有条件接受 风险，需要建立相应的控制措施。

• (4) 反应工艺危险度等级为4级(T_P < MTT < T_d24 < MTSR)O合成反应失控后体系最高温度高于体系沸点和反应物 料的TD24,意味着体系失控后将可能爆沸并引发二次分解反应， 导致体系发生进一步的温升。需要从工程措施上考虑风险控制 方法。

• (5) 自分解反应初期活化能大于反应中期活化能,样品一旦发 生分解反应，很难被终止,分解反应的危险性较高。

该工艺需要配置自动控制系统，对主要反应参数进行集中监 控及自动调节，主反应设备设计安装爆破片和安全阀，设计安装加 料紧急切断、温控与加料联锁自控系统，并按要求配置独立的安全 仪表保护系统。

建议：进一步开展风险控制措施研究，为紧急终止反应和泄爆 口尺寸设计提供技术参数。

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（信息公开形式：主动公开）

安全监管总局办公厅              2017年1月6日印发

经办人：陈 鸣         电话= 64463240            共印70份