2011年12月1日起施行的《危險化學品生產企業(yè)安全生產許可證實施辦法》(國家安監(jiān)總局令 第41號)第九條第(二)項規(guī)定:國內首次采用的工藝必須經過省級人民政府有關部門組織安全可靠性論證。筆者作為一名負責危險化學品建設項目安全許可工作的基層工作者,粗淺談一些化工工藝過程對生產安全影響的看法。
一、工藝路線的影響
不同的工藝路線,必然有不同的反應方程式、反應過程、操作條件和反應設備等。如氯乙烯合成,可以用電石加水制乙炔,再用乙炔和氯化氫加成合成,也可以用乙烯氧氯化合成;一氯甲烷的合成,可以用甲烷(天然氣)氯化制取,也可以用甲醇和HCl合成;乙醇生產,可以由淀粉類物質發(fā)酵生產,也可以用乙烯水合法制取。
以上列舉的工藝路線都有了工業(yè)化的應用。如果拋開原料的來源、技術經濟性等問題不談,制取上述三種物質每種工藝的安全可靠性都有本質差別。
氯乙烯合成過程,如果采用乙炔和氯化氫加成法,原理如下:CaC2 + 2H2O→Ca(OH)2 +C2H2,C2H2+HCl→CH2CHCl,兩步反應,且不涉及危險工藝,但乙炔和乙烯相比更加活潑。二乙烯氧氯化法生產氯乙烯,包括三步反應:(1)乙烯直接氯化CH2=CH2 +Cl2→CH2ClCH2Cl,(2)二氯乙烷裂解2CH2ClCH2Cl→2CH2=CHCl + 2HCl,(3)乙烯氧氯化CH2=CH2 +2HCl +O2→CH2ClCH2Cl+H2O,總反應式2CH2=CH2 + Cl2+O2→ 2CH2=CHCl+H2O,工藝流程長,發(fā)生副反應的可能較大,且分別涉及氯化、裂解、氧化三種危險工藝。
一氯甲烷的合成過程,如果采用甲烷氯化方法,涉及氯化危險工藝,且有可能發(fā)生副反應,生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷;而如果用甲醇和HCl合成,一般為液相反應,副反應較少,縮短了產物精制的流程。
乙醇的生產過程,采用乙烯水合法制取,乙烯是易燃的氣體,性質活潑,目前已工業(yè)化的氣相法,反應溫度約250℃,反應壓力約7MPa,以磷酸硅藻土為催化劑,轉化率較低,有生成二乙醚和乙醛的副反應發(fā)生。而發(fā)酵法生產乙醇,只要確保發(fā)酵的菌種純凈,在比較溫和的條件下即能將淀粉轉化為乙醇,再經精制即可得到產品,整個過程只涉及產品乙醇一種危險化學品,相對前一種路線,風險較小。
如果再具體到醫(yī)藥中間體等某一種精細化工產品,因其工藝流程更加冗長、復雜,涉及到多種工藝路線的排列組合,工藝路線對生產安全的影響亦千變萬化。