??失控的化學(xué)反應(yīng)能夠造成人員傷亡、財產(chǎn)損失以及環(huán)境污染等嚴(yán)重的事故。那么,化學(xué)反應(yīng)的主要危險危害因素是什么?怎樣確保安全生產(chǎn)和操作?需要特別說明的是,文中提及的措施雖然原則上可適用于所有企業(yè),但主要是針對中、小型化工企業(yè)提出的。
??????????????????????????????????????? 化學(xué)反應(yīng)危險
在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,原料在一起相互反應(yīng)從而得到產(chǎn)品。這些化學(xué)反應(yīng)通常以熱量的形式來釋放能量,因此,反應(yīng)被稱為放熱反應(yīng)。另外,即使有些反應(yīng)在初始階段必須加熱才能進(jìn)行,也可能是放熱反應(yīng)。
當(dāng)放熱反應(yīng)的熱量釋放速率大于熱量移去速率時,就會導(dǎo)致溫度失控。多余的熱量會提高反應(yīng)溫度,從而增加反應(yīng)速率,而這反過來又會加速熱量的釋放速率。
隨著溫度的升高,熱量移去速率成線性增長,而熱量的釋放速率則成指數(shù)增長(如圖1所示)。在這種情況下,就會造成熱量的失控。如果此時反應(yīng)控制系統(tǒng)失效,溫度就會急劇上升,人們根本沒有足夠的時間采取補(bǔ)救措施。溫度的升高會造成大量液體汽化,反應(yīng)容器就會因超壓而處于危險狀態(tài)。
???????熱量失控的影響
失控的放熱反應(yīng)能夠?qū)е路磻?yīng)物沸騰,溫度、壓力迅速升高而造成爆炸,產(chǎn)生沖擊波和拋射物傷害。如果易燃易爆物質(zhì)因爆炸而泄漏出來,就會造成火災(zāi)或二次爆炸。熱溶液和有毒物質(zhì)會污染整個工作空間,或者所產(chǎn)生的有毒氣云向廠外擴(kuò)散。這些都可能導(dǎo)致操作人員、附近工作人員或居民受傷以至死亡,也對周圍環(huán)境造成了污染??偠灾磻?yīng)失控輕者能造成停產(chǎn)和財產(chǎn)損失,重者會帶來人員傷亡和環(huán)境污染等嚴(yán)重的后果。
????????????????????????????????? 比例的影響
比例在很大程度上決定了發(fā)生熱量失控的可能性。熱量的產(chǎn)生是和反應(yīng)物的體積成比例的,而熱量的轉(zhuǎn)移則依賴于熱量傳遞所必須的反應(yīng)物的表面積。隨著體積與表面積之比的增加,冷卻就不是很充分了。這一點(diǎn)對于我們把工藝從實(shí)驗(yàn)室放大到實(shí)際生產(chǎn)中來是很重要的。同時,當(dāng)我們改進(jìn)生產(chǎn)工藝以提高產(chǎn)量時,也必須考慮這一點(diǎn)。
????????????????????????????????????事故原因
分析英國熱量失控所造成的事故結(jié)果表明,事故的發(fā)生主要是由于以下原因:
1.對過程化學(xué)和熱化學(xué)理解的不充分;
2.對熱量的轉(zhuǎn)移考慮和設(shè)計的不夠充分;
3.控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)不完善;
4.操作程序(也包括崗前培訓(xùn))不恰當(dāng)。
以上這些主要影響因素都是我們在進(jìn)行過程安全設(shè)計時所必須考慮的。
?????????????????????????????????化學(xué)過程危險性評估
為了消除化學(xué)反應(yīng)危險,必須首先辨識危險源,然后判斷它們發(fā)生的可能性以及導(dǎo)致事故后果的嚴(yán)重性。換句話說,你需要對過程中所存在的危險進(jìn)行評估,并且如果你有5人或更多的雇員,就需要記錄重要的發(fā)現(xiàn)。
典型的評估包括如下內(nèi)容:
1.定義工藝過程、操作條件和相關(guān)設(shè)備;
2.辨識危險源;
3.預(yù)測可能造成的危害以及確定現(xiàn)有的防范措施是否有效或者充分;
4.選擇并制定適當(dāng)?shù)陌踩婪洞胧?/div>
5.貫徹執(zhí)行所制定的安全措施。
應(yīng)該在工藝的開發(fā)過程中盡可能早的進(jìn)行安全評價。評價工作必須要具體和充分,以便辯識潛在的危險源并研究其根本原因。只要有可能,就應(yīng)該徹底消除安全隱患。
在過程設(shè)計階段,就應(yīng)該考慮那些可預(yù)測的偏離正常情況的發(fā)生,例如設(shè)備失效或操作人員的失誤等。