本書在第一版的基礎上，結合當前國內外最新技術前沿，補充了作者研究團隊近年來在反應風險研究、工藝風險評估和風險控制研究領域的成果和實踐經驗，詳細介紹了化工反應風險研究、評估與控制系統理論和關鍵技術，重點闡述了開展多因素耦合風險評估、深入強化風險控制技術的開發與應用，同時補充了化工安全相關的國家最新的法律法規要求，更新了化工安全生產及過程安全管理相關知識，為實現化工安全治理模式向事前預防轉型提供技術保障。
本書可作為化工行業從事研究開發、安全評估工作人員，以及化工過程安全管理人員的學習和參考用書，也可供高等院校化工、安全等專業師生閱讀。

程春生，女，國家應急管理部重點實驗室/中國中化化工安全技術創新中心主任，教授級工程師，博士生導師，國務院安委會危險化學品安全專業委員會專家組成員，享受國務院特殊津貼，國家百千萬百層次人才?，F任國家應急管理部重點實驗室主任，中國中化化工安全技術創新中心主任，獲全國杰出專業技術人才、講理想?比貢獻科技標兵等榮譽稱號十余項。長期從事化工工藝&化工安全技術與工程研究，以工藝開發和產業實踐為基礎，圍繞能量轉化與傳遞的科學問題，率先組建團隊，按照化學品、化學反應和反應失控分類，建立化工反應風險研究、評估與控制關鍵技術體系，在化工安全技術與工程領域躋身世界前列。
一直致力于我國化工安全技術體系建立、方法開發、人才培養、成果轉化應用等工作，多項研究成果取得國際領先水平，是化工安全技術與工程領域的先行者。多年來，出色主持完成“九五”“十五”“十一五”、2012~2014國家重大科技成果轉化項目“化工反應風險研究及安全評估技術轉化與應用”等國家科技攻關項目、國家重大科技成果轉化項目、國際重要合作項目、省部級重要項目和集團重點項目20余項，正在牽頭承擔國家“十四五”重點研發課題“典型危險工藝多因素耦合風險評估技術”；牽頭制定《精細化工反應安全風險評估規范》國家標準（GB/T 42300-2022），大力推動行業技術進步，應用成效顯著；獲得包括國家技術發明二等獎在內的多項重要獎勵，獲得專利授權40余項，發表SCI收錄論文多篇，為化工安全技術與工程學科發展和專業教育做出了重要貢獻。

1.延續經典，新穎系統 本書在上版的基礎上，結合當前國內外新技術前沿編寫而成； 2.具有很強的原創性和先進性 本書主要內容均來自作者研究團隊多年科研研究成果的總結，補充、更新和分析了新的政策法規、技術要點； 3.內容可靠，適用性強 作者隊伍均來自領域一線知名專家，適合業界各層次人員參考閱讀。

前言
黨的十八屆五中全會提出創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，將“本質安全、綠色發展”提高到經濟發展全局的戰略高度?；な俏覈鴩窠洕闹匾е彤a業，新能源、化工新材料、精細化學品、安全與節能環保成為戰略性新興產業的重點發展方向，化學工業正在大踏步向新藥、新材料、新能源等精細化工領域深度延伸。隨著社會發展和技術進步，健康、安全、環保越來越受到國際社會、國家、地方政府和生產企業的高度重視，加快產業調整，追求安全性、綠色化、高端化、差異化發展，已經成為全行業每一個企業的內在要求。
中國是全球追求本質安全、綠色發展的典范，化工安全技術開發應用，從源頭控制風險，是實現行業綠色增長的根本保障。我國政府出臺了各種法律、法規和標準，強化推動化工本質安全和技術創新。開發化工安全技術，構建工藝、安全與工程有機結合與協同創新平臺，是解決共性技術基礎薄弱、產學研結合不緊密、工藝與工程脫節、科技成果轉化率低等問題的技術途徑?；ぐ踩夹g架起工藝向工程轉化的橋梁，提高科技成果轉化質量，縮短實驗室到產業化的距離，是化工產業可持續綠色增長的必經之路，肩負著把我國建設成為一個世界領先的綠色發展國家，實現化工產業高質量發展的重要任務。
物質轉化與傳遞、能量轉化與傳遞、工程與信息的轉化與傳遞是化學品從實驗室到產業化需要經歷的完整的技術鏈條。工藝技術的開發應用，實現了物質的轉化與傳遞，推動了化學制造業的迅猛發展，以活性、功能性為目標的化合物更新換代快，化學合成方法日新月異。采用不同的原料，經過不同的合成工藝，獲得各種不同的目標產物，在化學家手下都變得輕而易舉，可謂條條工藝路線都能實現目標產物的制備。在實現物質轉化與傳遞的過程中，圍繞能量轉化與傳遞的科學問題，化工安全技術開發應用必不可少。長期以來，由于化工安全技術與工程的系統理論、關鍵技術和研究方法不健全，導致化學品和化學反應的本質和規律性研究不深入，工藝向工程轉化的機理研究和工程強化不到位，工藝設計缺乏表觀實際參數，工藝精確和生產精準程度不高，工藝安全界限不分明，潛在風險及不安全的本質原因不清楚，造成能源、物資消耗和事故率高，環境污染重，甚至造成人員的傷亡和財產的損失，化工產業成為消耗和排放大戶，令人們談化色變。研究的最終目標是實現產業化，從實驗室到產業化，化學品和化學反應的安全參數隨著產業規模的放大而發生顯著改變，安全敏感參數的獲取、安全限值的確定，對過程安全性和目標的精準可控性，以及控制聯鎖、報警預警和應急處置至關重要。連續化、自動化、智能化是化工產業的發展方向，建立化工安全技術與工程研究平臺，開發化工反應風險研究、風險評估、風險控制系統理論和關鍵技術，深入研究反應的機理和本質，為實現化工產業可持續安全發展奠定基礎，是實現工程與信息的轉化與傳遞的關鍵環節和重要學科領域。
自2006年以來，本研究團隊以主持國際技術合作與交流為契機，吸收國際化工過程安全管理的先進理念和良好的實踐經驗，率先開展化工反應風險研究、評估與控制系統理論和核心關鍵技術的開發與推廣應用，得到了國家重大科技成果轉化項目和國家科技重大專項，以及遼寧省科技重大專項和中國中化的大力支持。按照化工物料、化學反應和反應失控分類，開展化工安全系統理論研究，開發化工安全關鍵技術，為過程安全、工藝優化、工藝設計提供技術數據，進一步通過工藝、安全與工程的有機結合與協同創新，保障化工安全生產，并為實現工藝精確、設計精細和生產精準提供科學依據。工藝研究實現了物質的轉化與傳遞，建立了物料平衡；反應風險研究全面獲得了化工安全數據和安全限值，建立了能量平衡，為自動化控制、智能化管理提供了技術與數據支撐，并且在實現能量轉化與傳遞的過程中，深入研究了反應機理，提出了目標可控的工程轉化條件，為進一步開展工程化研究，實現工程與信息的轉化與傳遞奠定了基礎。開展反應風險研究，反應安全風險評估，以及風險控制措施建立，是加強化工重點領域安全能力建設，確保重要產業鏈、供應鏈安全，推進安全生產風險專項整治，加強重點行業、重點領域安全監管，實現公共安全治理模式向事前預防轉型的重要科技舉措。
本書以普及化工安全技術為主要目標，在第一版的基礎上進行了全面的完善與補充。作者結合提高精細化率的發展戰略，補充了作者研究團隊多年的反應風險研究、工藝風險評估和風險控制研究成果，案例分析與實踐經驗；完善了安全生產須知和化工安全相關的法律法規要求；聚焦危險工藝，進一步詳細闡述了化工反應風險研究、評估與控制系統理論、研究方法和關鍵技術；拓展了研發、放大、設計和生產各階段的風險分析與風險防控；完善了過程放大和本質安全策略，以及安全生產保障相關內容。
本書由程春生教授主筆，其他作者分工完成各方面內容，旨在為化工風險控制和精準生產，實現化工安全治理模式向事前預防轉型貢獻力量。

作者
2024年7月于沈陽



第一版前言
我國是農業大國，也是精細化工生產規模位居世界前列的大國，化學防除依然是農業生產上蟲、草、菌防治的主要途徑。然而，精細化工生產大量使用危險化學品，經過危險性高的化學工藝過程，同時具有裝置密集、高毒性、高污染、高風險性等顯著特點。生產過程中容易發生火災、爆炸、中毒和環境污染等事故，造成人員傷亡和財產損失。因此，化工生產的健康、安全和環保，越來越成為化工生產的重中之重。我國政府對精細化工安全生產工作的重視程度越來越高，制定出各種法律法規，強化本質安全技術研究的推廣和應用。
我國精細化工行業本質安全研究處于起步階段，欠缺本質安全的技術數據，工藝設計缺乏技術支撐，盲目性強，導致安全性事故原因不明確，控制措施不到位。自2008年開始，本研究團隊得到中國中化集團公司的大力支持，通過引進國際領先的研究設備，開展化工反應風險研究和工藝風險評估平臺建設，研究化工安全生產的本質影響因素，關注化工生產牽涉到的化工原料、化學工藝和化工設備，從物質風險、工藝過程風險、二次分解反應風險和腐蝕風險等方面，開展系統的本質安全研究，確定工藝安全條件，為工藝設計提供技術數據和科學依據，同時獲得工藝優化的指導性參數，建立安全控制措施，保障安全生產。
精細化學品的開發生產，需要經歷工藝研究、反應風險研究、工程化放大研究等必要的研究過程，實現“三傳”和“三轉”，包括物質傳遞與轉化、能量傳遞與轉化、信息傳遞與轉化。通過工藝研究，建立物料平衡，實現了物質的傳遞與轉化。通過反應風險研究，建立完整的能量平衡，實現了能量的傳遞與轉化。化工反應風險研究和工藝風險評估是化學品開發生產的重要研究內容，是化工安全生產的技術保障。
以保障精細化工安全生產，實現工藝優化和降耗減排為主要目標，在已出版的《化工安全生產與反應風險評估》的基礎上，結合多年的研究實例，總結研究經驗，同時結合國家法律法規要求編寫了本書，強化風險控制，延伸反應風險研究領域。
在本書編寫和出版過程中，得到了中國中化集團公司、中化農化有限公司、沈陽化工研究院有限公司，以及沈陽科創化學品有限公司的高度重視和大力支持。另外，沈陽科創化學品有限公司反應風險研究中心的馬曉華、李全國、劉玄等人在實驗測試、數據處理和書稿校正中做了大量工作，在此表示衷心的感謝！
希望本書有效指導化工安全生產。筆者水平和經驗有限，書中難免存在疏漏之處，敬請同仁和讀者予以批評和指正。

編著者
2014年6月于沈陽

1　化工安全生產須知 001
1.1　化工行業安全特性及分類 002
1.1.1　化工行業安全特性 002
1.1.2　化工行業安全分類 004
1.2　化工行業的安全事故 005
1.2.1　化工行業的安全事故及分析 005
1.2.2　化工行業的安全事故等級劃分及事故處理要求 009
1.3　化工安全法律法規 012
1.3.1　安全生產標準 012
1.3.2　安全法律法規分類 013
1.3.3　新安全生產法 013
1.3.4　其他主要法律法規 014
1.3.5　安全生產保障 017
1.3.6　火災預防和消防 019
1.3.7　應急預案 020
1.3.8　安全生產許可 020
1.3.9　危險化學品安全管理 024
1.3.10　特種設備安全管理 028
1.3.11　職業衛生安全 030
1.3.12　安全生產部門規章 031
1.3.13　建設項目安全設施“三同時”監督管理 031
1.4　安全評價機構與安全評價 035
1.4.1　安全評價活動 035
1.4.2　工藝安全可靠性論證 036
1.4.3　安全評價 036
1.4.4　危險、有害因素的分類 037
1.4.5　危險、有害因素的識別 037
1.4.6　常用的安全評價方法 039
1.4.7　安全評價報告 042
1.5　職業危害預防和管理 043
1.5.1　職業病和職業性有害因素分類 043
1.5.2　職業危害識別 044
1.5.3　職業危害因素的檢測與評價 045
1.6　化工安全技術與工程概述 046
1.6.1　反應風險研究 047
1.6.2　反應安全風險評估 049
1.6.3　反應風險控制 051
1.6.4　小結 056
參考文獻 056

2　化工危險及風險分析 059
2.1　化工行業的主要危險源 059
2.1.1　危險 059
2.1.2　風險 060
2.1.3　化工行業危險因素及危險源 060
2.1.4　設備缺陷危險 063
2.1.5　化學工藝危險 064
2.1.6　化學物質危險 065
2.1.7　誤操作危險 065
2.2　風險識別方法 065
2.2.1　安全檢查表法 066
2.2.2　事件樹分析 068
2.2.3　事故樹分析 070
2.2.4　危險與可操作性分析 073
2.3　風險分析 076
2.3.1　風險識別過程 076
2.3.2　風險評估過程 078
2.3.3　風險降低措施 079
2.3.4　風險分析的影響因素 080
2.4　重要危險化工工藝及安全措施的建立 080
2.4.1　硝化工藝 081
2.4.2　過氧化工藝 086
2.4.3　氧化工藝 090
2.4.4　氯化工藝 094
2.4.5　光氣及光氣化工藝 097
2.4.6　加氫工藝 102
2.4.7　磺化工藝 105
2.4.8　氟化工藝 109
2.4.9　重氮化工藝 113
2.4.10　偶氮化工藝 117
2.4.11　胺化工藝 120
2.4.12　聚合工藝 123
2.4.13　烷基化工藝 127
2.4.14　裂解（裂化）工藝 130
2.4.15　電解工藝（氯堿） 132
2.4.16　其他工藝 133
參考文獻 142

3　化工過程本質安全及反應安全風險評估 144
3.1　熱相關概念 145
3.1.1　比熱容 145
3.1.2　絕熱溫升 146
3.1.3　反應熱 147
3.1.4　表觀反應熱 149
3.1.5　工藝反應能夠達到的最高溫度 149
3.1.6　絕熱條件下最大反應速率到達時間 151
3.1.7　化學反應速率 151
3.1.8　熱量平衡 153
3.2　化工本質安全及關鍵技術 155
3.2.1　本質安全概念 155
3.2.2　化工過程本質安全及研究技術簡介 156
3.3　物質風險研究 157
3.3.1　物質的穩定性 157
3.3.2　靜態安全 159
3.3.3　動態安全 173
3.3.4　物質自加速分解及使用安全 176
3.4　反應過程風險研究 185
3.4.1　間歇、半間歇和連續過程風險研究 185
3.4.2　工藝偏離過程風險研究 187
3.4.3　失控反應風險研究 188
3.5　化工反應安全風險評估 194
3.5.1　物料分解熱評估 195
3.5.2　失控反應嚴重度評估 196
3.5.3　失控反應可能性評估 197
3.5.4　失控反應可接受程度評估（矩陣評估） 198
3.5.5　反應工藝危險度評估 199
3.5.6　全流程反應安全風險評估 202
3.5.7　壓力及毒物釋放擴展評估 202
參考文獻 210

4　重要安全性參數實驗測試及實例分析 212
4.1　重要安全性參數 213
4.1.1　工藝敏感性參數 214
4.1.2　風險控制敏感性參數 215
4.2　燃爆性測試 215
4.2.1　粉塵爆炸性篩選測試 216
4.2.2　最低引燃能量測試 216
4.2.3　粉塵著火溫度測試 217
4.2.4　爆炸嚴重度測試 219
4.2.5　爆炸極限測試 220
4.2.6　自燃溫度測試 221
4.2.7　固體相對自燃溫度測試 222
4.2.8　可燃液體和可燃氣體引燃溫度測試 223
4.2.9　氧化性液體測試 223
4.2.10　持續燃燒測試 224
4.3　差熱量熱 225
4.3.1　差熱分析 226
4.3.2　熱重分析 228
4.3.3　差示掃描量熱 229
4.3.4　微量熱儀 234
4.4　絕熱量熱 235
4.4.1　杜瓦瓶量熱儀 237
4.4.2　加速量熱儀 239
4.4.3　高性能加速量熱儀 247
4.4.4　phi 1 絕熱加速量熱儀 247
4.5　反應量熱 248
4.5.1　反應量熱儀 248
4.5.2　熱傳遞量熱器 256
4.5.3　連續流反應量熱儀 257
4.5.4　CRC 反應量熱儀 257
4.5.5　ISOPERIBOLIC 量熱儀 257
4.6　其他測試 258
4.6.1　快速篩選量熱 258
4.6.2　泄放口尺寸研究 261
4.6.3　分解壓力測試 261
4.6.4　絕熱放熱測試 262
4.6.5　氣體逸出速率測試 262
4.6.6　反應系統篩選測試 262
4.6.7　閉口/開口閃點測試 263
4.6.8　燃燒熱值測試 263
4.6.9　ICI 測試 263
4.6.10　75℃熱穩定性測試 264
參考文獻 264

5　化工過程放大策略 266
5.1　化工過程放大設計 268
5.1.1　物質轉化與傳遞 269
5.1.2　能量轉化與傳遞 276
5.1.3　工程與信息的轉化與傳遞 283
5.1.4　本質安全策略 286
5.2　逐級放大 290
5.2.1　小試 291
5.2.2　放大試驗及過程強化 292
5.2.3　產業化 295
5.3　相似模擬放大 297
5.3.1　相似理論技術 297
5.3.2　研究方法 298
參考文獻 300

6　工廠操作常規風險及風險控制 302
6.1　工廠操作常規風險 303
6.1.1　燃燒和爆炸風險 303
6.1.2　毒物風險 305
6.1.3　腐蝕風險 306
6.2　不同階段主要危險因素分析 307
6.2.1　研發階段主要危險因素 307
6.2.2　放大階段主要危險因素 307
6.2.3　設計階段主要危險因素 308
6.2.4　生產階段主要危險因素 309
6.3　安全基礎的選擇 311
6.3.1　工藝物料的選擇 311
6.3.2　工藝路線的選擇 314
6.3.3　間歇和半間歇操作 316
6.3.4　最壞情形的確定 317
6.3.5　不同情形的過壓問題及其安全方式 319
6.3.6　工廠操作的有效性和兼容性 320
6.3.7　工藝控制及工廠優化 321
6.4　風險預防與控制措施 324
6.4.1　化學反應及控制 324
6.4.2　應急減壓 329
6.4.3　應急冷卻 330
6.4.4　應急卸料 330
6.4.5　應急淬滅 330
6.4.6　超壓泄放 336
6.4.7　其他措施 341
參考文獻 341

7　安全生產及其技術文件管理 343
7.1　安全生產管理辦法 343
7.1.1　綜合安全管理制度 343
7.1.2　人員安全管理制度 344
7.1.3　設備設施安全管理制度 345
7.1.4　環境安全管理制度 345
7.1.5　特種設備安全管理制度 346
7.1.6　安全生產教育培訓 346
7.1.7　安全生產檢查與隱患排查治理 347
7.1.8　勞動防護用品管理 348
7.2　HSE 管理或QHSE 管理 348
7.2.1　風險評價和隱患治理 349
7.2.2　變更和應急管理 349
7.2.3　檢查和監督 349
7.3　建設工程管理 350
7.4　重要安全技術 352
7.4.1　化學品安全技術 352
7.4.2　工藝安全技術 353
7.4.3　設備安全技術 356
7.4.4　電氣安全技術 356
7.4.5　靜電防護安全技術 359
7.4.6　雷擊防護安全技術 360
7.4.7　防火防爆安全技術 361
7.4.8　消防安全技術 364
7.5　人員及班組管理 365
7.5.1　標準化制度 365
7.5.2　人員能力要求 366
7.5.3　人員培訓 367
7.5.4　班組人員配置 367
7.5.5　交接班管理 368
7.5.6　化工生產常見設備故障 369
7.5.7　設備運行狀態監控手段 369
7.5.8　設備管理要求 370
7.6　物料使用、儲運及管理 371
7.6.1　物料入廠檢驗 371
7.6.2　物料存儲 371
7.6.3　物料領用管理 372
7.6.4　現場臨時儲存要求 372
7.6.5　運輸 372
7.7　崗位標準操作規程 373
7.7.1　工藝技術規程 373
7.7.2　現場操作規程 373
7.8　檢維修 374
7.8.1　一級保養 374
7.8.2　二級保養 375
7.8.3　三級保養 375
7.8.4　設備檢維修 375
7.8.5　儀表維護保養 376
7.8.6　儀表檢維修 376
7.9　技術文件管理 377
7.9.1　工藝指南 377
7.9.2　研究技術文件和生產技術文件 379
7.9.3　工藝變更 389
7.9.4　生產品種變更 390
參考文獻 390