7月初,国务院安委办通报了“5·27”重大爆炸事故的情况。根据通报,该事故造成10人死亡、2人失联、19人受伤。
这是全国化工和危化品领域时隔20个月再次发生的重大事故,也是自江苏响水天嘉宜“3·21”特别重大爆炸事故以来,硝化行业发生的最大一起事故,再次将硝化安全问题推到了舆论的风口浪尖。
硝化工艺作为国家公布的首批重点监管的危险化工工艺,由于生产过程放热量大,且使用的原料和生产的产品大多具有爆炸危险性,采用硝化工艺的企业的安全问题一直备受关注。据统计,近十年来化工行业发生的较大及以上事故中,有30%出自硝化企业,涉及硝化生产过程中的反应、蒸馏、物料输送、储存等多个环节。例如:
事故一
2019年3月21日,位于江苏省盐城市响水县生态化工园区的天嘉宜化工有限公司发生特别重大爆炸事故,造成78人死亡、76人重伤、640人住院治疗,直接经济损失达19.86亿元。
事故二
2017年12月9日,位于江苏省连云港化学工业园区的聚鑫生物科技有限公司发生重大爆炸事故,导致10人死亡、1人受伤。
事故三
2015年8月31日,山东省东营市某公司新建年产2万吨改性型胶粘新材料联产项目二胺车间混二硝基苯装置在投料试车过程中发生重大爆炸事故,造成13人死亡、25人受伤,直接经济损失4326万元。
安全整治成绩不能抹杀
硝化行业多次发生的重大事故,引起了国家有关部门、各地区、各企业和社会各界的高度关注。
2019年以来,国家对硝化等高危细分领域开展了大力整治。
2020年,国务院安委会发布《危险化学品安全专项整治三年行动实施方案》,提出推动涉及重点监管危险化工工艺的生产装置实现全流程自动化控制,要求 2022年底前所有涉及硝化、氯化、重氮化、过氧化工艺装置的上下游配套装置必须实现自动化控制,最大限度减少作业场所人数;涉及硝化等工艺的精细化工生产装置必须于2021年底前完成有关产品生产工艺全流程的反应安全风险评估,同时按照加强精细化工反应安全风险评估工作指导意见,对相关原料、中间产品、产品及副产物进行热稳定性测试和蒸馏、干燥、储存等单元操作的风险评估。
2024年,《化工和危险化学品安全生产治本攻坚三年行动方案(2024—2026 年)》,提出推进硝化等高危工艺企业开展全流程自动化控制改造,2024年底前硝化工艺率先完成;积极研发和推广应用新技术、新工艺、新设备,推进高危工艺企业应用管式、微通道等反应器替代传统间歇釜式反应器,2026年底前,本质安全化的新技术、新工艺和新设备在高危工艺企业的应用率达到1/3以上。
国家和地方通过建立高危细分领域“2+X”安全风险防控工作机制,形成了以专家现场指导、“一企一策”整治、健全长效机制、实施“回头看”为重点的组合治理措施,对硝化等高危细分领域企业常态化开展现场指导服务。2020年至2024年,共对全国250余家硝化企业开展4次专家指导服务,查出大量安全风险隐患问题,指导企业进行安全整改提升和全流程自动化改造,各硝化企业的安全生产管理和技术水平得到显著提升。
自2019年4月到2025年4月,全国硝化企业未发生重大生产安全事故。其间发生2起较大事故,分别是:
(1)2021年12月28日,山西省临汾市某染化公司发生爆炸事故,造成4人死亡。
(2)2021年12月10日,甘肃某化学公司含能材料分公司二硝基甲苯生产线发生一起爆炸事故,造成3名当班人员当场死亡,直接经济损失561万元。
总体而言,硝化企业的安全生产形势明显好转,安全生产整治的成效不容抹杀。
硝化过程风险不容忽视
硝化企业固有风险较大,一方面在于物料存在分解爆炸的风险,另一方面在生产运行的全流程中大多存在热失控、火灾、爆炸等危险性。
硝化企业的物料(包括原料、辅料、产物、副产物、副产品、冷热媒、残留物等)具有不同的危险性。如,一些原料、溶剂具有易燃性,接触空气易着火,要求在物料的储存、使用过程中,必须严格做好隔绝空气、防火防爆防静电的措施;大多数含硝基化合物具有爆炸性,在受热、撞击、摩擦条件下可能发生爆炸;一些硝化物料具有自催化性,自催化作用会加快分解放热,若长时间储存,可能自分解爆炸;硝化副产物包括硝基异构体化合物、硝基酚、酚钠盐或其混合物等具有较大危险性;硝化混合物具有多变性,中间体、异构体、硝基酚、产品等混合后,物料体系的稳定性会降低,风险进一步增加。
在硝化反应过程中,危险性无处不在。一些硝化反应体系绝热温升大,反应放热量大且物料浓度高,一旦投料速度过快、冷却水供应减少或中断,或者搅拌(循环泵)停止,可能造成反应温度过高而导致失控;一些硝化过程存在二次反应的可能,体系放热量意外增加或体系的热稳定性变差,都可能引发事故。反应速度对温度敏感,低温时反应速度慢,易造成物料累积,温度升高后,放热滞后易出现快速升温,可能因冷却不及时导致超温。而且,副反应副产物多,可能生成多硝基化合物或硝基酚,导致物料的稳定性下降,物料体系安全风险上升;在连续硝化中,还可能因温度控制不稳定、进料偏差、转化率波动,导致物料平衡破坏,造成物料局部累积反应速度不稳定,温度失控。
硝化干燥过程的风险也较为突出。物料干燥时,组分、物性和热稳定性都会发生变化,再加上超温超时等情况,会使物料分解、燃烧、爆炸的风险增加;升温速度过快、加热介质温度过高、加热介质关闭不彻底(阀门内漏)等,会导致物料局部温度过高,增加分解、燃烧、爆炸的风险;其他易燃易爆杂质的波动以及物料分解产生的杂质,会增加燃烧爆炸风险;物料在干燥过程中出现升华,易发生燃烧爆炸事故;随着粒径变小或水分(溶剂)降低,粉尘爆炸的风险也会增加。
过滤、分离、萃取、中和过程同样存在诸多危险。当过滤母液是易燃液体或含有易燃液体时,存在潜在燃爆风险,未进行氮气保护时风险更大;过滤时可能因震动过大或发生撞击、摩擦等导致硝化物爆炸分解;静电可能导致易燃物料发生闪火、燃烧、爆炸等;过滤时体系物料可能与设备材质不相容,异常放热导致硝化物爆炸分解;萃取剂为易燃液体时,存在潜在燃爆风险。萃取剂本身与被萃取物可能发生明显的放热过程,如用苯萃取混酸中的有机物,就存在潜在燃爆风险;萃取过程中还可能出现中间层、萃取剂杂质富集等情况;中和过程中,如碱与硝化物中残留的酸反应,会放热,存在潜在燃爆风险。
反应安全风险评估如何落地
2017年,原国家安监总局发布《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》(安监总管三〔2017〕1号),对精细化工企业开展反应安全风险评估提出了明确要求。
2022年,国家标准《精细化工反应安全风险评估规范》(GB∕T 42300—2022)正式发布实施,规定了精细化工反应安全风险评估要求、评估基础条件、数据测试和求取方法、评估标准和评估报告要求。
但是,实际情况如何呢?据中国化学品安全协会总工程师程长进撰写的《三起较大事故,暴露反应热风险管控问题突出》(点击查看原文)一文指出:从近期开展的某高危工艺专项检查了解到,有占比46.9%的企业未能按照要求开展全流程反应风险评估,未对相关原料、催化剂、中间产品、产品、副产物等进行热稳定性测试,未对下游操作单元开展安全风险评估,如:未对离心洗涤、溶解、降温结晶、干燥等操作单元开展安全风险评估;有占比28.1%的企业反应风险评估报告的内容与企业实际操作不一致,如:评估报告中的物料配比、氧化剂浓度、操作温度与操作规程中的不一致。这其中既与企业有意隐瞒工艺条件有关,也有机构为降低成本而“简化测试”程序的因素,甚至存在企业与机构“恶意合作”人为降低反应风险,以便项目落地。
要让反应安全风险评估真正落地,硝化企业需严格遵循相关标准规范。
即将实施的《精细化工企业安全管理规范》(AQ 3062—2025)要求,企业应建立完善的反应安全风险评估管理制度,明确评估范围、流程和责任。
应急管理部2025年6月份发布的《硝化企业安全风险排查重点内容》对精细化工反应安全风险评估提出了具体要求,重点强调以下三个方面:
一是进一步明确了硝化企业开展全流程反应安全风险评估的内容
对全部物料应进行热稳定性测试,包括相关原料、辅料、在线物料、中间产物、产品(包括副 产品)、副产物等,同时要评估原辅料、在线物料组成变化引起的热风险变化;对全流程涉及的工序(设备)应开展安全风险评估,包括涉及硝化物的化料、反应、精(蒸)馏、萃取、中和、浓缩、分离、粉碎、干燥、储存等。
二是要求安全风险评估与企业生产实际一致
当工业化装置的物料组分、体系温度、物料配比、加料顺序、加料速度等工艺参数发生变更的,或相关工艺参数未纳入技术研发和试验阶段的反应安全风险评估报告评估范围的,应重新进行评估;不应直接使用技术研发和试验阶段的反应安全风险评估报告作为工业化装置的报告。
三是
落实安全风险评估结果的应用,确保安全风险评估报告中提出的建议措施能够得到充分应用,有效指导企业安全生产。
企业应主动摒弃侥幸心理,如实提供工艺条件,不得隐瞒关键信息。在选择评估机构时,要注重其资质和信誉,确保评估过程科学规范。评估机构则需坚守职业道德,严格按照标准开展测试,不得为迎合企业而“简化测试”或降低风险评估标准。监管部门应加强对评估过程的监督检查,对发现的违规行为严肃处理,加大处罚力度,形成有效震慑。同时,可建立评估报告追溯机制,对评估报告的真实性和准确性进行核查,确保评估结果能真正反映企业的实际风险状况。只有企业、机构和监管部门多方协同,才能让反应安全风险评估切实发挥作用,为硝化企业的安全生产保驾护航。
高能物质风险凸显
从近年硝化企业事故情况来看,多数事故的发生不仅在于生产过程管控失当,也因硝化物质的高能量释放爆炸导致后果的扩大。据统计,自2019年以来的6年间发生了18起高能物质分解爆炸事故,充分暴露了化工企业对高能物质的知识欠缺。这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、二硝基苄溴等。“5·27”事故中涉及的硝化物2-硝基-3-甲基苯甲酸爆炸,再次显现了高能硝化物的破坏威力。
一次次事故的惨痛教训让我们深刻认识到,高能物质的风险一旦失控,后果不堪设想。硝化物大多属于高能物质,其分解爆炸风险不容忽视。这些高能硝化物质在受到一定能量激发时,无需外界氧气就能发生剧烈爆炸,且爆炸威力巨大,会对人员、设备和环境造成毁灭性破坏。
要有效防控高能硝化物质的风险,首先要做好风险识别。企业应全面梳理生产过程中涉及的硝化物,明确其理化性质、爆炸极限、敏感程度等关键信息。结合生产工艺特点,分析在反应、储存、运输、使用等环节可能引发高能物质分解爆炸的因素,如温度、压力、摩擦、撞击、静电等。《硝化企业安全风险排查重点内容》要求,涉及机械输送、干燥、粉碎的可燃固体物料,应进行粉尘爆炸性测试,含硝基化合物的固体物料还应进行摩擦感度、撞击感度测试,并采取针对性管控措施。
其次,要科学评估高能物质分解爆炸风险。参考相关文章的观点,建立科学的评估模型和方法,对高能硝化物质的分解爆炸概率、后果严重程度进行量化评估。在评估过程中,要充分考虑物料的纯度、杂质含量、储存时间等因素的影响,确保评估结果的准确性。
再次,在评估爆炸风险的基础上,制定针对性的防控措施。在工艺设计上,应采用先进的技术和设备,减少高能物质的积聚和暴露。例如,优化反应工艺参数,避免反应过程中出现超温、超压等情况;采用防爆型设备和管道,防止因设备故障引发高能物质爆炸。在储存环节,要严格控制储存条件,如温度、湿度等,避免高能物质长期储存发生分解。同时,要做好防爆、防静电、防雷等措施,降低外部能量激发高能物质爆炸的风险。
此外,加强人员管理和培训也至关重要。增强操作人员的安全意识和操作技能,使其能够正确处理生产过程中出现的异常情况。定期开展应急演练,让员工熟悉应急处置流程,在事故发生时能够迅速响应,减少事故损失。
最后,建立健全风险监控和预警机制。利用先进的监测技术,对高能物质的储存和使用环境进行实时监测,及时发现潜在风险,并发出预警信号。同时,定期对风险防控措施的有效性进行评估和改进,不断完善风险防控体系。
连续流改造路在何方
国家和地方有关文件政策明确要求硝化企业的硝化工艺进行连续流改造。应急管理部2024年发布的《淘汰落后的危险化学品安全生产工艺技术和设备(第二批)》就规定,27种化学品采用釜式间歇生产工艺的必须在2年内改造为釜式连续反应器、微通道反应器和管式反应器。这一政策为硝化企业的连续流改造指明了方向,但在实际推进过程中仍面临诸多挑战。
连续流改造并非简单地更换设备,而是需要成熟的技术支撑和完善的管理体系。连续流改造不仅是对硝化反应过程的改造,还应系统考虑上下游配套和全过程的匹配。通过改善传热、传质,实现过程强化,减少物料在线量;通过机械化、自动化、智能化,减少人为操作。连续化的终极目的是减人、减量,实现本质安全。
《硝化企业安全风险排查重点内容》对连续流改造提出了新的要求。一是由间歇釜式改造为管式、微通道等反应器的反应技术应成熟可靠,能够实现减人、减量的目的;二是反应过程应充分,不应在管式、微通道等反应器的后续单元进行硝化反应;三是后处理单元在线量不应增加,硝化物暂存、结晶、增稠、中转、蒸馏、分离、粉碎、干燥、输送等环节应进行安全风险分析与管控。
《中国化工报》在今年4月刊发的《微通道连续流技术:完善标准 持续创新 加强规范》一文强调了微通道连续流技术在硝化工艺中的优势,但也指出了目前存在的标准不完善、创新不足等问题。提出要推进连续流改造,首先需要完善相关标准体系,制定针对不同硝化工艺的连续流改造技术标准和安全规范,明确设备选型、工艺参数控制、安全防护等方面的要求,为企业提供明确的改造依据。
持续创新是连续流改造的关键。企业和科研机构应加大研发投入,针对硝化反应的特点,开发更适合的连续流反应器和配套技术。例如,优化微通道反应器的结构设计,提高其传质和传热效率,增强对复杂反应的适应性。同时,加强对连续流工艺的模拟和仿真研究,为工艺优化和安全评估提供有力支持。
加强规范管理也是确保连续流改造效果的重要保障。企业在进行连续流改造时,要做好前期的可行性研究和风险评估,选择合适的改造方案。改造过程中,要严格按照相关标准和规范施工,确保设备安装和工艺调试的质量。改造完成后,要加强对操作人员的培训,使其熟练掌握连续流工艺的操作技能和应急处置方法。
此外,政府部门应加强引导和支持。通过政策激励,鼓励企业积极开展连续流改造;建立示范项目,推广成功的改造经验;加强对改造过程的监督检查,确保改造工作符合安全要求。只有各方共同努力,才能推动硝化企业的连续流改造顺利进行,提高硝化工艺的本质安全水平。
硝化本质安全任重道远
本质安全不是一蹴而就的,而是要靠正确的策略、有效的投入和扎实的推进才有可能实现。
即将实施的《精细化工企业安全管理规范》(AQ 3062—2025)提出了本质安全的4项原则:
一是最小化。采用危险化学品在线量、储存量少的连续化生产技术,如微通道反应、管式反应、环流反应、分布结晶、精密精馏等。
二是替代。采用以低危险性化学品替代高危险性化学品的工艺路线。
三是减缓。采用反应温度、压力等反应条件温和的工艺技术。
四是简化。采用步骤少、操作简单,易实现自动化、智能化控制的工艺技术。
从现阶段的实际情况来看,硝化企业实现以上本质安全的要求还有很大差距,凸显了硝化本质安全建设的长期性和艰巨性。
国务院安委办关于“5·27”重大爆炸事故的通报强调,要牢固树立风险意识,切实提升硝化工艺本质安全水平。各地区和有关企业要把防范化解重大安全风险摆在更加突出位置,充分认识化工企业,尤其是硝化等高危工艺企业安全风险,对国内首次使用的硝化工艺技术应由省级政府有关部门组织开展安全可靠性论证。在确保工艺技术成熟可靠的基础上,持续推动管式、微通道等新工艺新技术应用,严防工艺带“病”工业化生产。要“一企一策”做好全流程自动化改造工作,强化后处理环节安全风险分析与管控,有效减少高危岗位人员数量、降低生产装置(包括从反应到后处理各环节)物料在线量,提升企业安全保障能力。
根据应急管理部发布的2025年危险化学品安全监管工作要求,将持续开展高危细分领域风险排查治理,实施高危工艺企业“两减两提”(减量、减人、提自动化、提学历)行动。“两减两提”是实现本质安全的有效手段,是当前硝化企业开展安全整治提升的必由之路。
减量,即减少危化品的储存量和使用量,能够从源头降低事故的危害程度,从而降低危化品事故风险;减人,即减少作业人员数量,意味着在事故发生时可能受到伤害的人员减少,同时也降低了因人员操作失误引发事故的概率;提自动化,能够实现对生产过程的精准控制和实时监测,减少人员操作,即降低人为失误的可能性;提学历,即提升人员素质,是夯实安全生产基础的重要保障,高素质的员工具备扎实的专业知识、丰富的实践经验和强烈的安全意识,能够更好地应对各种安全风险。
实现硝化本质安全是一项系统工程,需要企业、政府和社会各界的长期努力。硝化企业要切实落实主体责任,政府部门要加强监管,社会各界要发挥监督作用,形成齐抓共管的局面。只有持之以恒地推进各项工作,才能逐步实现硝化企业的本质安全,保障人民群众的生命财产安全和社会的稳定发展。
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