精细化工反应风险与控制

　　本书以一线化工生产企业为背景，在牵头起草《精细化工反应安全风险评估导则》，全面推进精细化工反应安全风险评估实施应用的基础上，综合化学物料、化学反应以及反应失控等化工实际场景，根据精细化工实验室到产业化在数据求取、数据分析和数据应用方面的缺失与需求，精心编写而成。本书系统介绍了精细化工反应风险与控制体系相关知识、反应风险研究、风险评估和风险控制相关概念和理论、重要敏感参数测试系统和研究方法、实验室到产业化的实施策略等内容，重点分享了当前化工产业危险工艺风险研究、评估与控制案例，内容丰富新颖，实用性强。 本书可为政府应急管理部门、生产企业、工艺研发与工艺设计人员、安全管理人员等提供参考，也可以作为大专院校安全工程、应用化学、化学工程等化工相关专业的教材。

　　程春生，中化集团沈阳化工研究院教授级高工，博导，长期致力于精细化学品农药及其中间体的工艺研究及开发生产、安全风险评估研究，沈阳化工学院兼职教授，我国知名的化工反应风险与控制专家。作为项目负责人，负责完成了国家从“八五”至“十五”的国家攻关课题三项，国际间重点合作课题两项和多项省部级、院级重点课题，负责完成的农药品种的研究开发，有多项实现工业化生产，创造了显著的经济效益和社会效益。 2003年以来，主持沈阳化工研究院的国际技术合作和技术交流工作，2009年开始，担任辽宁省反应风险和工程化放大研究重点实验室主任。多年来，以丰富的工艺研究经验为基础，借鉴国际先进公司反应风险研究和工艺风险评估经验，在国内率先开展精细化学品开发生产涉及的反应风险研究和工艺风险评估工作，正在负责中国中化集团公司反应风险研究体系平台建设工作，将在精细化学品开发生产的反应风险研究和工艺风险评估领域引领国内研究方向。 2006年创制高效杀菌剂啶菌恶唑及其产业化获得国家技术发明二等奖；2007年除草剂环酯草醚的研究开发获得辽宁省科技进步一等奖；2008年荣获中国中化集团公司特殊贡献奖并当选中央企业劳动模范；2009年百草枯催吐剂获得中国石油和化学工业协会技术进步一等奖；2009年荣获中国农药科技创新奖；2006年入选新世纪百千万人才工程guo家级人选，2011年被全国妇联授予全国巾帼建功标兵。

第一章精细化工反应风险与控制概述1
第一节绪论2
一、精细化工行业特性2
二、安全事故回顾7
三、精细化工安全13
第二节精细化工反应风险与控制简述21
一、化工安全技术与工程21
二、反应风险研究22
三、反应安全风险评估25
四、反应风险控制27
第三节小结32
参考文献33

第二章反应风险研究35
第一节相关概念36
一、危险和风险36
二、比热容37
三、绝热温升39
四、反应热39
五、表观反应能42
六、化学反应速率43
七、热量平衡44
第二节化工过程本质安全研究技术47
一、本质安全概念47
二、化工过程本质安全及研究技术48
第三节物质风险研究50
一、物质的类型50
二、物质的稳定性54
三、静态安全56
四、动态安全74
五、物质自加速分解及使用安全79
第四节反应过程风险研究89
一、化学反应过程简述89
二、化学反应器的形式92
三、表观反应能研究97
四、间歇、半间歇和连续流过程风险研究100
五、工艺偏离过程风险研究104
六、失控反应106
参考文献114

第三章反应安全风险评估116
第一节化工反应风险识别117
一、检查表法118
二、事件树分析120
三、事故树分析123
四、危险与可操作性分析125
第二节反应安全风险评估129
一、分解热评估130
二、严重度评估131
三、可能性评估133
四、矩阵评估134
五、工艺危险度评估136
六、压力及毒物参数扩展评估141
参考文献150

第四章反应风险控制152
第一节安全基础的选择156
一、工艺物料的选择157
二、工艺路线的选择161
三、间歇和半间歇操作163
四、确认最坏的局面166
五、不同情形的过压问题及其安全方式167
六、工厂操作的有效性和兼容性169
七、工艺控制及工厂优化171
第二节风险预防与控制措施175
一、化学反应及控制176
二、应急减压182
三、应急冷却183
四、应急卸料184
五、紧急猝灭184
六、超压泄爆188
七、其他措施194
参考文献195

第五章重要参数测试研究手段197
第一节敏感性参数199
第二节敏感性参数测试手段201
一、差热量热202
二、绝热量热215
三、反应量热231
四、爆炸性测试243
五、其他测试257
参考文献268

第六章从实验室到产业化的放大策略270
第一节过程放大设计273
一、物质转化与传递274
二、能量转化与传递282
三、信息转化与传递291
四、本质安全策略295
第二节逐级放大301
一、小试302
二、中试304
三、产业化307
第三节相似模拟放大310
一、相似理论技术310
二、研究方法313
参考文献314

第七章实施案例分析316
第一节硝化工艺316
一、案例分析316
二、硝化工艺危险特性317
三、重点监控工艺参数及安全措施322
第二节过氧化工艺323
一、案例分析323
二、过氧化工艺危险特性324
三、重点监控工艺参数及安全措施328
第三节氧化工艺328
一、案例分析328
二、氧化工艺危险特性329
三、重点监控工艺参数及安全措施332
第四节氯化工艺333
一、案例分析333
二、氯化工艺危险特性334
三、重点监控工艺参数及安全措施338
第五节光气及光气化工艺339
一、案例分析339
二、光气及光气化工艺危险特性340
三、重点监控工艺参数与安全措施343
第六节加氢工艺344
一、案例分析344
二、加氢工艺危险特性345
三、重点监控工艺参数及安全措施348
第七节磺化工艺349
一、案例分析349
二、磺化工艺危险特性350
三、重点监控工艺参数及安全措施354
第八节氟化工艺355
一、案例分析355
二、氟化工艺危险特性355
三、重点监控工艺参数及安全措施358
第九节重氮化工艺359
一、案例分析359
二、重氮化工艺危险特性360
三、重点监控工艺参数及安全措施364
第十节聚合工艺365
一、案例分析365
二、聚合工艺危险特性366
三、重点监控工艺参数及安全措施369
第十一节烷基化工艺370
一、案例分析370
二、烷基化工艺危险特性371
三、重点监控工艺参数及安全措施374
第十二节胺基化工艺375
一、案例分析375
二、胺基化工艺危险特性376
三、重点监控工艺参数及安全措施378
第十三节偶氮化工艺379
一、案例分析379
二、偶氮化工艺危险特性380
三、重点监控工艺参数及安全措施383
第十四节金属有机工艺384
一、案例分析384
二、金属有机工艺危险特性385
三、重点监控工艺参数及安全措施389
第十五节其他工艺390
一、电解工艺390
二、裂解(裂化)工艺391
三、间歇蒸馏392
参考文献394

附录符号与缩写对照表395