應用反應熱檢測分析管控反應過(guò)程的風(fēng)險
(1)根據檢測分析的結果,我們審查和優(yōu)化了一些重要的在役反應過(guò)程的操作條件(如操作溫度),還根據測得的反應熱數據核算了反應釜泄壓裝置的釋放能力,采取了預防和后果減緩相結合的系統方法來(lái)控制反應過(guò)程的風(fēng)險。
(2)對于新項目,在研發(fā)階段就開(kāi)展反應熱檢測分析,研發(fā)小組據此選擇
本質(zhì)上更安全的工藝路線(xiàn)和工藝條件,對于實(shí)現工藝系統的安全運行幫助非常大。
(3)通過(guò)對檢測分析結果的解讀,管理人員和技術(shù)人員加深了對反應危害的認識,更愿意主動(dòng)采取工程措施和行政管理措施(包括培訓操作人員)來(lái)確保反應過(guò)程的安全運行。
二、實(shí)踐做法
這項工作的推進(jìn)包括下面這六個(gè)主要步驟:
1、確立反應熱檢測分析的目標
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(1)目前國家并沒(méi)有要求對所有反應都開(kāi)展反應熱檢測分析。我們對國家沒(méi)有要求的反應過(guò)程也開(kāi)展這項工作。這樣做有利于全面理解反應過(guò)程的特性,然后采取更加經(jīng)濟合理的措施來(lái)控制風(fēng)險,非常有意義!
2、選擇合作實(shí)驗室
(2)簽訂保密協(xié)議
(3)建立戰略合作框架
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(1)目前國家對于反應熱檢測實(shí)驗室的資質(zhì)沒(méi)有特別硬性的要求,因此我們在選擇實(shí)驗室合作方時(shí)主要考慮了這幾個(gè)方面:具備開(kāi)展反應熱檢測分析的專(zhuān)業(yè)能力、有妥善的技術(shù)保密措施、有好的服務(wù)意識和比較強的技術(shù)支持能力。
(2)選擇一家合適的實(shí)驗室建立戰略協(xié)作關(guān)系,這樣做能節約成本和提升工作效率。而且,對于一些時(shí)間上要求比較急的項目,實(shí)驗室會(huì )優(yōu)先安排。
3、擬定反應熱檢測分析的詳細計劃
(2)擬定詳細的時(shí)間計劃
依照“優(yōu)先管控好高風(fēng)險反應”的原則,對反應列表進(jìn)行優(yōu)先級排序,并為各反應開(kāi)展熱檢測分析擬定了的詳細計劃。
【心得分享】
(1)擬定計劃時(shí),優(yōu)先安排我們認為危害較大的化學(xué)反應。
(2)新的研發(fā)項目采用靈活安排的原則,完成了小試后就盡早開(kāi)展實(shí)驗檢測分析。這類(lèi)檢測任務(wù)很難固定安排,由研發(fā)部門(mén)根據實(shí)際進(jìn)度確定詳細的檢測分析計劃。
(3)時(shí)間上緊急的檢測任務(wù),要與實(shí)驗室充分溝通,要求實(shí)驗室優(yōu)先安排(實(shí)驗室的任務(wù)比較多,如果不及時(shí)溝通和優(yōu)先安排有時(shí)會(huì )影響項目的進(jìn)度)。
4、開(kāi)展反應熱實(shí)驗檢測分析
我們向焓泰提交詳細的工藝資料(此前簽訂了總的保密協(xié)議,不需要每次再簽訂保密協(xié)議,提高了工作效率)。
(2)確定實(shí)驗檢測分析方案
焓泰根據提供的工藝資料編制實(shí)驗檢測分析方案。在此期間,雙方會(huì )溝通、澄清一些技術(shù)細節。某些反應(特別是研發(fā)階段的反應)會(huì )增加一些特殊的測試項,雙方就在這個(gè)階段都討論好,確保不遺漏任何重要的細節。
(3)準備反應樣品
(4)實(shí)驗室檢測(工廠(chǎng)技術(shù)人員參與)
實(shí)驗檢測分析由焓泰的專(zhuān)業(yè)人員在實(shí)驗室完成。
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(1)對于研發(fā)項目的反應熱檢測,研發(fā)人員一起參與制訂反應熱檢測方案非常有幫助;我們還會(huì )安排研發(fā)人員一起參與實(shí)驗檢測分析過(guò)程。
(2)準備樣品有時(shí)存在比較大的挑戰,有時(shí)需要從生產(chǎn)裝置中取中間產(chǎn)品,有些化學(xué)品不能郵寄,需要親自送到實(shí)驗室(可以由參與檢測分析的工程師帶去實(shí)驗室)。因此,花費的時(shí)間可能比預計的要多。
5、報告審核及溝通解讀
實(shí)驗分析完成后,焓泰提交報告草案,在草案中會(huì )包括所有的檢測分析說(shuō)明,并提出控制反應危害的相關(guān)意見(jiàn)。我們的技術(shù)人員對報告草案進(jìn)行審閱,將審閱意見(jiàn)返回給焓泰。
在這個(gè)階段,有個(gè)別反應會(huì )做部分補充測試(研發(fā)階段的反應有時(shí)需要做一些補充的對比測試,譬如更換溶劑做新的檢測分析)。
(2)形成正式報告
(3)分析報告的詳細解讀
(4)報告存檔
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6、應用檢測分析結果管控反應過(guò)程的風(fēng)險
(1)檢查確認反應過(guò)程的主要工藝參數
對于在役的反應過(guò)程,我們根據檢測分析的結果仔細檢查反應過(guò)程的主要參數(特別是溫度和壓力參數),確保它們是在安全的范圍內。溫度控制還涉及加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì),因此也會(huì )對加熱和冷卻介質(zhì)的選擇進(jìn)行評估。如果反應產(chǎn)物對溫度較敏感,就避免蒸汽加熱,盡量采用熱水加熱。
(2)核算反應釜的泄壓裝置
(3)檢查確認下游操作的主要工藝參數
如果反應產(chǎn)物不穩定,可能在下游(如下游的蒸餾單元)操作過(guò)程中發(fā)生物料分解,導致反應安全事故。因此,我們高度重視反應下游的危害控制。
(4)開(kāi)展反應過(guò)程的危害分析(含HAZOP分析)
我們對所有主工藝單元都開(kāi)展系統的過(guò)程危害分析,主要是采用危險與可操作性分析(HAZOP分析)和保護層分析(LOPA)方法。
(5)修訂相關(guān)操作規程
(6)培訓相關(guān)的操作人員
通過(guò)反應熱檢測分析,管理人員和技術(shù)人員對于反應過(guò)程有了更深入的認知。這種認知一方面轉化為新的工程控制措施,如對反應系統的硬件改造,另一方面體現在操作方法的改進(jìn)上,如對操作規程的修訂。
工藝系統的負責人會(huì )在上述改進(jìn)后及時(shí)培訓受影響的操作人員,幫助他們理解反應的主要危害和相應的安全措施,包括應急操作的要求。
【心得分享】
(1)在開(kāi)展HAZOP分析時(shí),先確認已經(jīng)完成了反應熱檢測分析,這樣才能確保HAZOP分析的質(zhì)量。
(2)除了反應過(guò)程本身,我們也很關(guān)心反應產(chǎn)物的穩定性,特別是在下游有蒸餾或干燥的工藝過(guò)程,會(huì )參照反應熱檢測分析的結果來(lái)檢查確認下游這些需要加熱的操作是否需要做調整(避免因溫度過(guò)高導致物料分解)。
通過(guò)目前的工作(還在進(jìn)行中),我們明顯體會(huì )到了反應熱檢測分析這項工作的重要意義。在其基礎上,可以開(kāi)展一系列降低和管控反應過(guò)程(含下游)風(fēng)險的措施,確保工廠(chǎng)的可持續安全運行。它讓安全管理的過(guò)程有據可依,也更加科學(xué)。推行反應熱檢測分析并善用其分析結果,我們顯著(zhù)降低了反應過(guò)程的運行風(fēng)險。以往工作中獲得的一些經(jīng)驗匯總:
(1)反應熱檢測分析這項工作推進(jìn)得越早越好。對于新項目,最好在研發(fā)階段(完成了實(shí)驗室小試后)就開(kāi)展,這樣有助于在早期優(yōu)化工藝,譬如選擇合適的溶劑來(lái)降低反應過(guò)程的熱風(fēng)險。至少應該在開(kāi)展過(guò)程危害分析(如HAZOP分析)之前完成這項工作,這樣開(kāi)展危害分析才有依據。
(2)反應熱檢測分析不僅僅限于18種危險反應工藝。通常,我們的主要精力都放在危險反應工藝上,但我們發(fā)現某些其它反應(不屬于18種危險反應的范疇)也存在熱風(fēng)險,通過(guò)實(shí)驗檢測才能掌握它們的放熱特性,采取針對性的安全控制措施。除了反應熱本身,在反應下游的蒸餾和干燥也涉及熱風(fēng)險,因此,除了反應熱檢測外,我們還對蒸餾的殘渣開(kāi)展熱穩定性分析(也對反應過(guò)程相關(guān)的粉料產(chǎn)品和中間體進(jìn)行粉塵最小點(diǎn)火能測試,這項測試和反應熱檢測無(wú)關(guān),是為了防止粉塵爆炸)。
(3)落實(shí)反應熱檢測分析需要精心準備。開(kāi)展反應熱檢測分析的實(shí)驗室任務(wù)都比較重,有時(shí)需要排隊等候;反應過(guò)程涉及的樣品種類(lèi)也比較多,有些還有特殊的性質(zhì),所以需要細致準備,提前與實(shí)驗室充分溝通好落實(shí)檢測分析的計劃。
(4)充分的交流溝通有助于善用反應熱檢測分析的結果。反應熱檢測分析完成后,我們會(huì )從實(shí)驗室收到分析報告。如何善用分析結果非常重要!每一批反應的檢測分析完成后,我們會(huì )邀請焓泰的技術(shù)專(zhuān)家與管理人員、技術(shù)人員一起解讀反應熱檢測分析的結果;技術(shù)人員也會(huì )和車(chē)間的生產(chǎn)人員交流檢測分析的結果,把一些針對性的措施反映在設計、操作程序和應急反應計劃中。
要做好這項工作需要各方精心配合,包括管理層的支持、外部實(shí)驗室的協(xié)作和相關(guān)人員(研發(fā)人員、管理人員、技術(shù)人員和生產(chǎn)操作人員)的積極參與。
對于我們而言,反應熱檢測分析也是一項比較新的工作,還需要不斷學(xué)習和積累經(jīng)驗,把這項工作做得更加扎實(shí)。
作者:王麗娟(江西富祥藥業(yè)股份有限公司 安環(huán)部 wang.lijuan@fushine.cn)
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