責任編輯:本站編輯 來源:中國農藥工業網 日期:2025-09-01
7月初,國務院安委辦通報了“5·27”重大爆炸事故的情況。根據通報,該事故造成10人死亡、2人失聯、19人受傷。這是全國化工和危化品領域時隔20個月再次發生的重大事故,也是自江蘇響水天嘉宜“3·21”特別重大爆炸事故以來,硝化行業發生的最大一起事故,再次將硝化安全問題推到了輿論的風口浪尖。
硝化工藝作為國家公布的首批重點監管的危險化工工藝,由于生產過程放熱量大,且使用的原料和生產的產品大多具有爆炸危險性,采用硝化工藝的企業的安全問題一直備受關注。據統計,近十年來化工行業發生的較大及以上事故中,有30%出自硝化企業,涉及硝化生產過程中的反應、蒸餾、物料輸送、儲存等多個環節。硝化行業多次發生的重大事故,引起了國家有關部門、各地區、各企業和社會各界的高度關注。
2019年以來,國家對硝化等高危細分領域開展了大力整治。
2020年,國務院安委會發布《危險化學品安全專項整治三年行動實施方案》,提出推動涉及重點監管危險化工工藝的生產裝置實現全流程自動化控制,要求 2022年底前所有涉及硝化、氯化、重氮化、過氧化工藝裝置的上下游配套裝置必須實現自動化控制,最大限度減少作業場所人數;涉及硝化等工藝的精細化工生產裝置必須于2021年底前完成有關產品生產工藝全流程的反應安全風險評估,同時按照加強精細化工反應安全風險評估工作指導意見,對相關原料、中間產品、產品及副產物進行熱穩定性測試和蒸餾、干燥、儲存等單元操作的風險評估。
2024年,《化工和危險化學品安全生產治本攻堅三年行動方案(2024—2026 年)》,提出推進硝化等高危工藝企業開展全流程自動化控制改造,2024年底前硝化工藝率先完成;積極研發和推廣應用新技術、新工藝、新設備,推進高危工藝企業應用管式、微通道等反應器替代傳統間歇釜式反應器,2026年底前,本質安全化的新技術、新工藝和新設備在高危工藝企業的應用率達到1/3以上。
國家和地方通過建立高危細分領域“2+X”安全風險防控工作機制,形成了以專家現場指導、“一企一策”整治、健全長效機制、實施“回頭看”為重點的組合治理措施,對硝化等高危細分領域企業常態化開展現場指導服務。2020年至2024年,共對全國250余家硝化企業開展4次專家指導服務,查出大量安全風險隱患問題,指導企業進行安全整改提升和全流程自動化改造,各硝化企業的安全生產管理和技術水平得到顯著提升。
自2019年4月到2025年4月,全國硝化企業未發生重大生產安全事故。其間發生2起較大事故。
總體而言,硝化企業的安全生產形勢明顯好轉,安全生產整治的成效不容抹殺。
硝化過程風險不容忽視
硝化企業固有風險較大,一方面在于物料存在分解爆炸的風險,另一方面在生產運行的全流程中大多存在熱失控、火災、爆炸等危險性。
硝化企業的物料(包括原料、輔料、產物、副產物、副產品、冷熱媒、殘留物等)具有不同的危險性。如,一些原料、溶劑具有易燃性,接觸空氣易著火,要求在物料的儲存、使用過程中,必須嚴格做好隔絕空氣、防火防爆防靜電的措施;大多數含硝基化合物具有爆炸性,在受熱、撞擊、摩擦條件下可能發生爆炸;一些硝化物料具有自催化性,自催化作用會加快分解放熱,若長時間儲存,可能自分解爆炸;硝化副產物包括硝基異構體化合物、硝基酚、酚鈉鹽或其混合物等具有較大危險性;硝化混合物具有多變性,中間體、異構體、硝基酚、產品等混合后,物料體系的穩定性會降低,風險進一步增加。
在硝化反應過程中,危險性無處不在。一些硝化反應體系絕熱溫升大,反應放熱量大且物料濃度高,一旦投料速度過快、冷卻水供應減少或中斷,或者攪拌(循環泵)停止,可能造成反應溫度過高而導致失控;一些硝化過程存在二次反應的可能,體系放熱量意外增加或體系的熱穩定性變差,都可能引發事故。反應速度對溫度敏感,低溫時反應速度慢,易造成物料累積,溫度升高后,放熱滯后易出現快速升溫,可能因冷卻不及時導致超溫。而且,副反應副產物多,可能生成多硝基化合物或硝基酚,導致物料的穩定性下降,物料體系安全風險上升;在連續硝化中,還可能因溫度控制不穩定、進料偏差、轉化率波動,導致物料平衡破壞,造成物料局部累積反應速度不穩定,溫度失控。
硝化干燥過程的風險也較為突出。物料干燥時,組分、物性和熱穩定性都會發生變化,再加上超溫超時等情況,會使物料分解、燃燒、爆炸的風險增加;升溫速度過快、加熱介質溫度過高、加熱介質關閉不徹底(閥門內漏)等,會導致物料局部溫度過高,增加分解、燃燒、爆炸的風險;其他易燃易爆雜質的波動以及物料分解產生的雜質,會增加燃燒爆炸風險;物料在干燥過程中出現升華,易發生燃燒爆炸事故;隨著粒徑變小或水分(溶劑)降低,粉塵爆炸的風險也會增加。
過濾、分離、萃取、中和過程同樣存在諸多危險。當過濾母液是易燃液體或含有易燃液體時,存在潛在燃爆風險,未進行氮氣保護時風險更大;過濾時可能因震動過大或發生撞擊、摩擦等導致硝化物爆炸分解;靜電可能導致易燃物料發生閃火、燃燒、爆炸等;過濾時體系物料可能與設備材質不相容,異常放熱導致硝化物爆炸分解;萃取劑為易燃液體時,存在潛在燃爆風險。萃取劑本身與被萃取物可能發生明顯的放熱過程,如用苯萃取混酸中的有機物,就存在潛在燃爆風險;萃取過程中還可能出現中間層、萃取劑雜質富集等情況;中和過程中,如堿與硝化物中殘留的酸反應,會放熱,存在潛在燃爆風險。
2017年,原國家安監總局發布《關于加強精細化工反應安全風險評估工作的指導意見》(安監總管三〔2017〕1號),對精細化工企業開展反應安全風險評估提出了明確要求。
2022年,國家標準《精細化工反應安全風險評估規范》(GB∕T 42300—2022)正式發布實施,規定了精細化工反應安全風險評估要求、評估基礎條件、數據測試和求取方法、評估標準和評估報告要求。
但是,實際情況如何呢?據中國化學品安全協會總工程師程長進撰寫的《三起較大事故,暴露反應熱風險管控問題突出》一文指出:從近期開展的某高危工藝專項檢查了解到,有占比46.9%的企業未能按照要求開展全流程反應風險評估,未對相關原料、催化劑、中間產品、產品、副產物等進行熱穩定性測試,未對下游操作單元開展安全風險評估,如:未對離心洗滌、溶解、降溫結晶、干燥等操作單元開展安全風險評估;有占比28.1%的企業反應風險評估報告的內容與企業實際操作不一致,如:評估報告中的物料配比、氧化劑濃度、操作溫度與操作規程中的不一致。這其中既與企業有意隱瞞工藝條件有關,也有機構為降低成本而“簡化測試”程序的因素,甚至存在企業與機構“惡意合作”人為降低反應風險,以便項目落地。
要讓反應安全風險評估真正落地,硝化企業需嚴格遵循相關標準規范。
即將實施的《精細化工企業安全管理規范》(AQ 3062—2025)要求,企業應建立完善的反應安全風險評估管理制度,明確評估范圍、流程和責任。
應急管理部2025年6月份發布的《硝化企業安全風險排查重點內容》對精細化工反應安全風險評估提出了具體要求,重點強調以下三個方面:
一是進一步明確了硝化企業開展全流程反應安全風險評估的內容
對全部物料應進行熱穩定性測試,包括相關原料、輔料、在線物料、中間產物、產品(包括副 產品)、副產物等,同時要評估原輔料、在線物料組成變化引起的熱風險變化;對全流程涉及的工序(設備)應開展安全風險評估,包括涉及硝化物的化料、反應、精(蒸)餾、萃取、中和、濃縮、分離、粉碎、干燥、儲存等。
要求安全風險評估與企業生產實際一致
當工業化裝置的物料組分、體系溫度、物料配比、加料順序、加料速度等工藝參數發生變更的,或相關工藝參數未納入技術研發和試驗階段的反應安全風險評估報告評估范圍的,應重新進行評估;不應直接使用技術研發和試驗階段的反應安全風險評估報告作為工業化裝置的報告。
落實安全風險評估結果的應用,確保安全風險評估報告中提出的建議措施能夠得到充分應用,有效指導企業安全生產。
企業應主動摒棄僥幸心理,如實提供工藝條件,不得隱瞞關鍵信息。在選擇評估機構時,要注重其資質和信譽,確保評估過程科學規范。評估機構則需堅守職業道德,嚴格按照標準開展測試,不得為迎合企業而“簡化測試”或降低風險評估標準。監管部門應加強對評估過程的監督檢查,對發現的違規行為嚴肅處理,加大處罰力度,形成有效震懾。同時,可建立評估報告追溯機制,對評估報告的真實性和準確性進行核查,確保評估結果能真正反映企業的實際風險狀況。只有企業、機構和監管部門多方協同,才能讓反應安全風險評估切實發揮作用,為硝化企業的安全生產保駕護航。
從近年硝化企業事故情況來看,多數事故的發生不僅在于生產過程管控失當,也因硝化物質的高能量釋放爆炸導致后果的擴大。據統計,自2019年以來的6年間發生了18起高能物質分解爆炸事故,充分暴露了化工企業對高能物質的知識欠缺。這些事故中涉及的硝化物有2,5-二氯硝基苯、二硝基蒽醌、二硝基甲苯、2,4-二硝基氯苯、二硝基芐溴等。“5·27”事故中涉及的硝化物2-硝基-3-甲基苯甲酸爆炸,再次顯現了高能硝化物的破壞威力。
一次次事故的慘痛教訓讓我們深刻認識到,高能物質的風險一旦失控,后果不堪設想。硝化物大多屬于高能物質,其分解爆炸風險不容忽視。這些高能硝化物質在受到一定能量激發時,無需外界氧氣就能發生劇烈爆炸,且爆炸威力巨大,會對人員、設備和環境造成毀滅性破壞。
要有效防控高能硝化物質的風險,首先要做好風險識別。企業應全面梳理生產過程中涉及的硝化物,明確其理化性質、爆炸極限、敏感程度等關鍵信息。結合生產工藝特點,分析在反應、儲存、運輸、使用等環節可能引發高能物質分解爆炸的因素,如溫度、壓力、摩擦、撞擊、靜電等。《硝化企業安全風險排查重點內容》要求,涉及機械輸送、干燥、粉碎的可燃固體物料,應進行粉塵爆炸性測試,含硝基化合物的固體物料還應進行摩擦感度、撞擊感度測試,并采取針對性管控措施。
其次,要科學評估高能物質分解爆炸風險。參考相關文章的觀點,建立科學的評估模型和方法,對高能硝化物質的分解爆炸概率、后果嚴重程度進行量化評估。在評估過程中,要充分考慮物料的純度、雜質含量、儲存時間等因素的影響,確保評估結果的準確性。
再次,在評估爆炸風險的基礎上,制定針對性的防控措施。在工藝設計上,應采用先進的技術和設備,減少高能物質的積聚和暴露。例如,優化反應工藝參數,避免反應過程中出現超溫、超壓等情況;采用防爆型設備和管道,防止因設備故障引發高能物質爆炸。在儲存環節,要嚴格控制儲存條件,如溫度、濕度等,避免高能物質長期儲存發生分解。同時,要做好防爆、防靜電、防雷等措施,降低外部能量激發高能物質爆炸的風險。
此外,加強人員管理和培訓也至關重要。增強操作人員的安全意識和操作技能,使其能夠正確處理生產過程中出現的異常情況。定期開展應急演練,讓員工熟悉應急處置流程,在事故發生時能夠迅速響應,減少事故損失。
最后,建立健全風險監控和預警機制。利用先進的監測技術,對高能物質的儲存和使用環境進行實時監測,及時發現潛在風險,并發出預警信號。同時,定期對風險防控措施的有效性進行評估和改進,不斷完善風險防控體系。
國家和地方有關文件政策明確要求硝化企業的硝化工藝進行連續流改造。應急管理部2024年發布的《淘汰落后的危險化學品安全生產工藝技術和設備(第二批)》就規定,27種化學品采用釜式間歇生產工藝的必須在2年內改造為釜式連續反應器、微通道反應器和管式反應器。這一政策為硝化企業的連續流改造指明了方向,但在實際推進過程中仍面臨諸多挑戰。
連續流改造并非簡單地更換設備,而是需要成熟的技術支撐和完善的管理體系。連續流改造不僅是對硝化反應過程的改造,還應系統考慮上下游配套和全過程的匹配。通過改善傳熱、傳質,實現過程強化,減少物料在線量;通過機械化、自動化、智能化,減少人為操作。連續化的終極目的是減人、減量,實現本質安全。
《硝化企業安全風險排查重點內容》對連續流改造提出了新的要求。一是由間歇釜式改造為管式、微通道等反應器的反應技術應成熟可靠,能夠實現減人、減量的目的;二是反應過程應充分,不應在管式、微通道等反應器的后續單元進行硝化反應;三是后處理單元在線量不應增加,硝化物暫存、結晶、增稠、中轉、蒸餾、分離、粉碎、干燥、輸送等環節應進行安全風險分析與管控。
《中國化工報》在今年4月刊發的《微通道連續流技術:完善標準 持續創新 加強規范》一文強調了微通道連續流技術在硝化工藝中的優勢,但也指出了目前存在的標準不完善、創新不足等問題。提出要推進連續流改造,首先需要完善相關標準體系,制定針對不同硝化工藝的連續流改造技術標準和安全規范,明確設備選型、工藝參數控制、安全防護等方面的要求,為企業提供明確的改造依據。
持續創新是連續流改造的關鍵。企業和科研機構應加大研發投入,針對硝化反應的特點,開發更適合的連續流反應器和配套技術。例如,優化微通道反應器的結構設計,提高其傳質和傳熱效率,增強對復雜反應的適應性。同時,加強對連續流工藝的模擬和仿真研究,為工藝優化和安全評估提供有力支持。
加強規范管理也是確保連續流改造效果的重要保障。企業在進行連續流改造時,要做好前期的可行性研究和風險評估,選擇合適的改造方案。改造過程中,要嚴格按照相關標準和規范施工,確保設備安裝和工藝調試的質量。改造完成后,要加強對操作人員的培訓,使其熟練掌握連續流工藝的操作技能和應急處置方法。
此外,政府部門應加強引導和支持。通過政策激勵,鼓勵企業積極開展連續流改造;建立示范項目,推廣成功的改造經驗;加強對改造過程的監督檢查,確保改造工作符合安全要求。只有各方共同努力,才能推動硝化企業的連續流改造順利進行,提高硝化工藝的本質安全水平。
本質安全不是一蹴而就的,而是要靠正確的策略、有效的投入和扎實的推進才有可能實現。
即將實施的《精細化工企業安全管理規范》(AQ 3062—2025)提出了本質安全的4項原則:
一是最小化。采用危險化學品在線量、儲存量少的連續化生產技術,如微通道反應、管式反應、環流反應、分布結晶、精密精餾等。
二是替代。采用以低危險性化學品替代高危險性化學品的工藝路線。
三是減緩。采用反應溫度、壓力等反應條件溫和的工藝技術。
四是簡化。采用步驟少、操作簡單,易實現自動化、智能化控制的工藝技術。
從現階段的實際情況來看,硝化企業實現以上本質安全的要求還有很大差距,凸顯了硝化本質安全建設的長期性和艱巨性。
國務院安委辦關于“5·27”重大爆炸事故的通報強調,要牢固樹立風險意識,切實提升硝化工藝本質安全水平。各地區和有關企業要把防范化解重大安全風險擺在更加突出位置,充分認識化工企業,尤其是硝化等高危工藝企業安全風險,對國內首次使用的硝化工藝技術應由省級政府有關部門組織開展安全可靠性論證。在確保工藝技術成熟可靠的基礎上,持續推動管式、微通道等新工藝新技術應用,嚴防工藝帶“病”工業化生產。要“一企一策”做好全流程自動化改造工作,強化后處理環節安全風險分析與管控,有效減少高危崗位人員數量、降低生產裝置(包括從反應到后處理各環節)物料在線量,提升企業安全保障能力。
根據應急管理部發布的2025年危險化學品安全監管工作要求,將持續開展高危細分領域風險排查治理,實施高危工藝企業“兩減兩提”(減量、減人、提自動化、提學歷)行動。“兩減兩提”是實現本質安全的有效手段,是當前硝化企業開展安全整治提升的必由之路。
減量,即減少危化品的儲存量和使用量,能夠從源頭降低事故的危害程度,從而降低危化品事故風險;減人,即減少作業人員數量,意味著在事故發生時可能受到傷害的人員減少,同時也降低了因人員操作失誤引發事故的概率;提自動化,能夠實現對生產過程的精準控制和實時監測,減少人員操作,即降低人為失誤的可能性;提學歷,即提升人員素質,是夯實安全生產基礎的重要保障,高素質的員工具備扎實的專業知識、豐富的實踐經驗和強烈的安全意識,能夠更好地應對各種安全風險。
實現硝化本質安全是一項系統工程,需要企業、政府和社會各界的長期努力。硝化企業要切實落實主體責任,政府部門要加強監管,社會各界要發揮監督作用,形成齊抓共管的局面。只有持之以恒地推進各項工作,才能逐步實現硝化企業的本質安全,保障人民群眾的生命財產安全和社會的穩定發展。