精细化工特征是间歇反应或半间歇反应，多产品工厂，复杂、开发中的化学，变化快等。化学品由于其独有的热危险性，在某些条件下会发生反应，此类反应往往具有不可控性，并且伴随着大量放热现象，是导致事故发生的重要原因。因此，开展化学反应安全风险评估，确定风险等级并进行安全设计，提升化工企业本质安全水平，对保障安全生产具有重大意义。
今天分享DEKRA中国区过程安全总经理赵贵兵的一次精彩报告，与大家聊聊为什么要做化学反应风险评估。
美国：从1980起，167起事故，平均每年8起
英国：1962-1987, HSE记录189起事故
1、风险：
（1）温度：温度本身危害有限。
（2）压力：任何温度上升对系统的影响更为重要。有三种潜在的过压源，①正常过程的气体生成；②蒸气压效应（如从正常过程放热的结果）；③在升高温度条件下，从正常过程的热量导致分解反应（导致气体和/或蒸汽效应）。
2、基于温度的评估方法：
（1）热释放速率：对放热反应随温度指数增加
dQ/dt = r·∆Hr = k·CAn·∆Hr = A·exp(-E/RT) ·CAn·∆Hr
（2）热损失速率：化学反应器随温度线性增加
dQ/dt = U.A. ∆T
U = 热传递系数(W.m-2.K-1)；A = 热传递面积(m2)；∆T = 内容物与夹套温差(K)
1、绝热：
放热反应中产生的热以三种方式消耗：升高反应物质温度；升高反应器温度；热损失到环境。了解绝热，确定有多少能量用于加热反应物，就可以对反应进行控制，从而规避风险。
2、反应器Phi因子及其物理意义：
对任何反应器内的反应物，反应放出的能量会部分被反应器吸收，部分被反应物本身系，Phi因子用于确定多少能量用于加热反应物。是反应风险评估的重要指标。
∅ ：反应器Phi因子；mc：反应器质量；cpc：反应器比热；ms：反应物质量；csc：反应物比热
（1）Phi因子越大，说明更多的能量被反应器吸收。
（2）反应器越大， Phi因子越小，说明反应放出的热更多被反应物吸收，因此反应会更快。
（3）Phi因子越小，能侦探到的放热反应起始温度越低。
（4）高Phi因子过低预测同样温度下低Phi因子的反应速率。因此，工业实验室小试结果不能直接用于工业规模大型生产设备。
（5）另外，高Phi因子的测试结果可能会错过产品分解等二次放热反应。
3、Phi因子与不同参数间的关系
（1）Phi因子对反应放热起始温度的影响（对同样的起始敏感度）
（2）不同Phi因子下活化能对放热反应初始温度的影响（Tonset = 50C @ Phi = 1）
（3）TMR & TD24
（4）Phi 因子对TMR 的影响
4、完成反应工艺风险分析所需的主要测试设备有：
1）筛选测试：DSC，RSD，Carius tube 等
2）目标反应：反应量热，如RC1 等。
3）绝热量热：ARC (Pseudo)、VSPII、APATAC、Vari-Phi,等。国内主要以ARC为主。
国家安监总局于2017年发布了《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》，其中明确了对化工反应中涉及的原料、中间物料、产品等进行热稳定性测试，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的要求和建议。
下面，以表格的形式，看一下物质分解热、反应失控评估、反应工艺危险度评估的范围及相应后果。
（1）物质分解热评估
（2）失控反应风险评估：
1）严重度评估
2）可能性评估
3）矩阵评估（Risk = Severity ×Likelihood）
（3）反应工艺危险度评估
（4）反应风险评估：回归六个核心基础问题
反应工艺危险度只是风险评估的工具，为风险评级提供依据
反应风险评估是一门复杂的学科，需要充分认识反应的动力学和热力学，均相反应与非均相反应、自催化反应等。工艺危险度是风险评估的工具，帮助定量风险，并基于风险选用适用的安全措施才是化学反应风险评估的根本，固相反应、气固反应需要用不同的方法来评估。另外，不是只有放热反应才有风险，非放热反应也会导致重大事故。每一步反应定量风险，不要混淆。
参考资料：《化学反应风险评估：当前的问题及挑战》赵贵兵 DEKRA中国区过程安全总经理
来源：化工邦
中国化学品安全协会
编辑：筑安
链接：中国化学品安全协会 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NDA4Njg4NQ==&mid=2652485044&idx=2&sn=56a262db1cf722f63c9d75472b5561ba&chksm=8bbee63ebcc96f28defd647faa7b336d2ad673e64a9226b527a832579d339f4c1c880c369f97&mpshare=1&scene=23&srcid=0731aO4X5eXk4iB3VWE4Dz2e&sharer_sharetime=1564619673892&sharer_shareid=d9fdcc60a46951fed6d7a0bbdd004814#rd