應(yīng)用反應(yīng)熱檢測分析管控反應(yīng)過程的風(fēng)險
(1)根據(jù)檢測分析的結(jié)果,我們審查和優(yōu)化了一些重要的在役反應(yīng)過程的操作條件(如操作溫度),還根據(jù)測得的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)核算了反應(yīng)釜泄壓裝置的釋放能力,采取了預(yù)防和后果減緩相結(jié)合的系統(tǒng)方法來控制反應(yīng)過程的風(fēng)險。
(2)對于新項(xiàng)目,在研發(fā)階段就開展反應(yīng)熱檢測分析,研發(fā)小組據(jù)此選擇
本質(zhì)上更安全的工藝路線和工藝條件,對于實(shí)現(xiàn)工藝系統(tǒng)的安全運(yùn)行幫助非常大。
(3)通過對檢測分析結(jié)果的解讀,管理人員和技術(shù)人員加深了對反應(yīng)危害的認(rèn)識,更愿意主動采取工程措施和行政管理措施(包括培訓(xùn)操作人員)來確保反應(yīng)過程的安全運(yùn)行。
二、實(shí)踐做法
這項(xiàng)工作的推進(jìn)包括下面這六個主要步驟:
1、確立反應(yīng)熱檢測分析的目標(biāo)
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(1)目前國家并沒有要求對所有反應(yīng)都開展反應(yīng)熱檢測分析。我們對國家沒有要求的反應(yīng)過程也開展這項(xiàng)工作。這樣做有利于全面理解反應(yīng)過程的特性,然后采取更加經(jīng)濟(jì)合理的措施來控制風(fēng)險,非常有意義!
2、選擇合作實(shí)驗(yàn)室
(2)簽訂保密協(xié)議
(3)建立戰(zhàn)略合作框架
【心得分享】
(1)目前國家對于反應(yīng)熱檢測實(shí)驗(yàn)室的資質(zhì)沒有特別硬性的要求,因此我們在選擇實(shí)驗(yàn)室合作方時主要考慮了這幾個方面:具備開展反應(yīng)熱檢測分析的專業(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(qiáng)的技術(shù)支持能力。
(2)選擇一家合適的實(shí)驗(yàn)室建立戰(zhàn)略協(xié)作關(guān)系,這樣做能節(jié)約成本和提升工作效率。而且,對于一些時間上要求比較急的項(xiàng)目,實(shí)驗(yàn)室會優(yōu)先安排。
3、擬定反應(yīng)熱檢測分析的詳細(xì)計(jì)劃
(2)擬定詳細(xì)的時間計(jì)劃
依照“優(yōu)先管控好高風(fēng)險反應(yīng)”的原則,對反應(yīng)列表進(jìn)行優(yōu)先級排序,并為各反應(yīng)開展熱檢測分析擬定了的詳細(xì)計(jì)劃。
【心得分享】
(1)擬定計(jì)劃時,優(yōu)先安排我們認(rèn)為危害較大的化學(xué)反應(yīng)。
(2)新的研發(fā)項(xiàng)目采用靈活安排的原則,完成了小試后就盡早開展實(shí)驗(yàn)檢測分析。這類檢測任務(wù)很難固定安排,由研發(fā)部門根據(jù)實(shí)際進(jìn)度確定詳細(xì)的檢測分析計(jì)劃。
(3)時間上緊急的檢測任務(wù),要與實(shí)驗(yàn)室充分溝通,要求實(shí)驗(yàn)室優(yōu)先安排(實(shí)驗(yàn)室的任務(wù)比較多,如果不及時溝通和優(yōu)先安排有時會影響項(xiàng)目的進(jìn)度)。
4、開展反應(yīng)熱實(shí)驗(yàn)檢測分析
我們向焓泰提交詳細(xì)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(yàn)檢測分析方案
焓泰根據(jù)提供的工藝資料編制實(shí)驗(yàn)檢測分析方案。在此期間,雙方會溝通、澄清一些技術(shù)細(xì)節(jié)。某些反應(yīng)(特別是研發(fā)階段的反應(yīng))會增加一些特殊的測試項(xiàng),雙方就在這個階段都討論好,確保不遺漏任何重要的細(xì)節(jié)。
(3)準(zhǔn)備反應(yīng)樣品
(4)實(shí)驗(yàn)室檢測(工廠技術(shù)人員參與)
實(shí)驗(yàn)檢測分析由焓泰的專業(yè)人員在實(shí)驗(yàn)室完成。
【心得分享】
(1)對于研發(fā)項(xiàng)目的反應(yīng)熱檢測,研發(fā)人員一起參與制訂反應(yīng)熱檢測方案非常有幫助;我們還會安排研發(fā)人員一起參與實(shí)驗(yàn)檢測分析過程。
(2)準(zhǔn)備樣品有時存在比較大的挑戰(zhàn),有時需要從生產(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(yàn)室(可以由參與檢測分析的工程師帶去實(shí)驗(yàn)室)。因此,花費(fèi)的時間可能比預(yù)計(jì)的要多。
5、報告審核及溝通解讀
實(shí)驗(yàn)分析完成后,焓泰提交報告草案,在草案中會包括所有的檢測分析說明,并提出控制反應(yīng)危害的相關(guān)意見。我們的技術(shù)人員對報告草案進(jìn)行審閱,將審閱意見返回給焓泰。
在這個階段,有個別反應(yīng)會做部分補(bǔ)充測試(研發(fā)階段的反應(yīng)有時需要做一些補(bǔ)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(xì)解讀
(4)報告存檔
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6、應(yīng)用檢測分析結(jié)果管控反應(yīng)過程的風(fēng)險
(1)檢查確認(rèn)反應(yīng)過程的主要工藝參數(shù)
對于在役的反應(yīng)過程,我們根據(jù)檢測分析的結(jié)果仔細(xì)檢查反應(yīng)過程的主要參數(shù)(特別是溫度和壓力參數(shù)),確保它們是在安全的范圍內(nèi)。溫度控制還涉及加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì),因此也會對加熱和冷卻介質(zhì)的選擇進(jìn)行評估。如果反應(yīng)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(yīng)釜的泄壓裝置
(3)檢查確認(rèn)下游操作的主要工藝參數(shù)
如果反應(yīng)產(chǎn)物不穩(wěn)定,可能在下游(如下游的蒸餾單元)操作過程中發(fā)生物料分解,導(dǎo)致反應(yīng)安全事故。因此,我們高度重視反應(yīng)下游的危害控制。
(4)開展反應(yīng)過程的危害分析(含HAZOP分析)
我們對所有主工藝單元都開展系統(tǒng)的過程危害分析,主要是采用危險與可操作性分析(HAZOP分析)和保護(hù)層分析(LOPA)方法。
(5)修訂相關(guān)操作規(guī)程
(6)培訓(xùn)相關(guān)的操作人員
通過反應(yīng)熱檢測分析,管理人員和技術(shù)人員對于反應(yīng)過程有了更深入的認(rèn)知。這種認(rèn)知一方面轉(zhuǎn)化為新的工程控制措施,如對反應(yīng)系統(tǒng)的硬件改造,另一方面體現(xiàn)在操作方法的改進(jìn)上,如對操作規(guī)程的修訂。
工藝系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人會在上述改進(jìn)后及時培訓(xùn)受影響的操作人員,幫助他們理解反應(yīng)的主要危害和相應(yīng)的安全措施,包括應(yīng)急操作的要求。
【心得分享】
(1)在開展HAZOP分析時,先確認(rèn)已經(jīng)完成了反應(yīng)熱檢測分析,這樣才能確保HAZOP分析的質(zhì)量。
(2)除了反應(yīng)過程本身,我們也很關(guān)心反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性,特別是在下游有蒸餾或干燥的工藝過程,會參照反應(yīng)熱檢測分析的結(jié)果來檢查確認(rèn)下游這些需要加熱的操作是否需要做調(diào)整(避免因溫度過高導(dǎo)致物料分解)。
通過目前的工作(還在進(jìn)行中),我們明顯體會到了反應(yīng)熱檢測分析這項(xiàng)工作的重要意義。在其基礎(chǔ)上,可以開展一系列降低和管控反應(yīng)過程(含下游)風(fēng)險的措施,確保工廠的可持續(xù)安全運(yùn)行。它讓安全管理的過程有據(jù)可依,也更加科學(xué)。推行反應(yīng)熱檢測分析并善用其分析結(jié)果,我們顯著降低了反應(yīng)過程的運(yùn)行風(fēng)險。以往工作中獲得的一些經(jīng)驗(yàn)匯總:
(1)反應(yīng)熱檢測分析這項(xiàng)工作推進(jìn)得越早越好。對于新項(xiàng)目,最好在研發(fā)階段(完成了實(shí)驗(yàn)室小試后)就開展,這樣有助于在早期優(yōu)化工藝,譬如選擇合適的溶劑來降低反應(yīng)過程的熱風(fēng)險。至少應(yīng)該在開展過程危害分析(如HAZOP分析)之前完成這項(xiàng)工作,這樣開展危害分析才有依據(jù)。
(2)反應(yīng)熱檢測分析不僅僅限于18種危險反應(yīng)工藝。通常,我們的主要精力都放在危險反應(yīng)工藝上,但我們發(fā)現(xiàn)某些其它反應(yīng)(不屬于18種危險反應(yīng)的范疇)也存在熱風(fēng)險,通過實(shí)驗(yàn)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(yīng)熱本身,在反應(yīng)下游的蒸餾和干燥也涉及熱風(fēng)險,因此,除了反應(yīng)熱檢測外,我們還對蒸餾的殘?jiān)_展熱穩(wěn)定性分析(也對反應(yīng)過程相關(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(xiàng)測試和反應(yīng)熱檢測無關(guān),是為了防止粉塵爆炸)。
(3)落實(shí)反應(yīng)熱檢測分析需要精心準(zhǔn)備。開展反應(yīng)熱檢測分析的實(shí)驗(yàn)室任務(wù)都比較重,有時需要排隊(duì)等候;反應(yīng)過程涉及的樣品種類也比較多,有些還有特殊的性質(zhì),所以需要細(xì)致準(zhǔn)備,提前與實(shí)驗(yàn)室充分溝通好落實(shí)檢測分析的計(jì)劃。
(4)充分的交流溝通有助于善用反應(yīng)熱檢測分析的結(jié)果。反應(yīng)熱檢測分析完成后,我們會從實(shí)驗(yàn)室收到分析報告。如何善用分析結(jié)果非常重要!每一批反應(yīng)的檢測分析完成后,我們會邀請焓泰的技術(shù)專家與管理人員、技術(shù)人員一起解讀反應(yīng)熱檢測分析的結(jié)果;技術(shù)人員也會和車間的生產(chǎn)人員交流檢測分析的結(jié)果,把一些針對性的措施反映在設(shè)計(jì)、操作程序和應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃中。
要做好這項(xiàng)工作需要各方精心配合,包括管理層的支持、外部實(shí)驗(yàn)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(yīng)熱檢測分析也是一項(xiàng)比較新的工作,還需要不斷學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn),把這項(xiàng)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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