二、原料選用的影響
原料是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的物質(zhì)基礎,即便是相同的工藝路線,原料及輔助材料比如催化劑,不但可以直接影響產(chǎn)品的收率、技術水平,還對工藝的本質(zhì)安全條件有重要影響。比如永固紫生產(chǎn)工藝中,咔唑的烷基化,可以用溴乙烷也可以用氯乙烷,兩者的性質(zhì)相似,但反應條件完全不同。
首先,原料性質(zhì)的影響。原料的引燃溫度、閃點、爆炸極限等性質(zhì)決定著物料發(fā)生火災爆炸的可能性;原料的穩(wěn)定性決定著物質(zhì)儲存的安全性,也決定著反應條件苛刻與否;原料的半致死濃度決定著其毒性;原料的純度決定了精制或預處理的方法,操作步驟越多,本質(zhì)安全條件越低;原料的色、態(tài)、味等物理性質(zhì)對安全生產(chǎn)條件也有影響:如使用固體原料,有產(chǎn)生粉塵的可能,一是粉塵易由靜電危害釀成爆炸事故,二是粉塵防護不當可造成塵肺病等職業(yè)??;如使用氣體原料和液體原料相比,一旦泄漏,氣體擴散的速度更快,造成燃爆或毒害的危害更大。再如,同屬易燃氣體的一氧化碳(危規(guī)號21005)和硫化氫(危規(guī)號21006)都能造成火災爆炸、中毒事故,但前者無味,后者低濃度時有臭雞蛋氣味,如果泄漏,后者更易引起警覺。因此原料的選擇,對化工生產(chǎn)過程的本質(zhì)安全水平有重要的影響,應盡可能選擇無毒、無害,化學性質(zhì)穩(wěn)定的原料。
其次,催化劑不僅決定著化學反應速率,而且能影響化學反應的安全。催化劑性質(zhì)的不穩(wěn)定,易導致化學反應速率不穩(wěn)定,過快的反應易造成超溫、超壓的危險;過慢的反應使得大量的反應原料積聚,當滿足一定條件時就會發(fā)生劇烈反應。此外,催化劑還能影響化學反應的選擇性,如發(fā)生大量的副反應,不僅得不到期待的主產(chǎn)物,收率降低,而且會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物,由副產(chǎn)物引發(fā)事故。如硝化工藝,一旦硝酸發(fā)生氧化還原反應,生成氮氧化物,有可能因為氮氧化物的產(chǎn)生導致中毒事故。再如用苯酚和丙酮合成雙酚-A,使用硫酸作催化劑一般為間歇生產(chǎn),使用氯化氫作催化劑可以連續(xù)生產(chǎn),兩種完全不同的操作方法其安全風險完全不同。
鑒于化工產(chǎn)品的開發(fā)研制,其實是一個相當復雜的過程,工藝的研發(fā)還涉及到過程放大,設備選型等方面,筆者在此略舉幾例說明化工工藝路線選擇對生產(chǎn)安全的影響,以期引起從事化工產(chǎn)品研發(fā)人員的重視,在工藝路線選擇的時候盡可能選用無毒無害原料,盡可能簡化縮短工藝流程,盡可能采用先進工藝減少副反應發(fā)生,盡可能綜合利用、閉合循環(huán),以實現(xiàn)化工生產(chǎn)的本質(zhì)安全。