2011年12月1日起施行的《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)安全生產(chǎn)許可證實(shí)施辦法》(國(guó)家安監(jiān)總局令 第41號(hào))第九條第(二)項(xiàng)規(guī)定:國(guó)內(nèi)首次采用的工藝必須經(jīng)過省級(jí)人民政府有關(guān)部門組織安全可靠性論證。筆者作為一名負(fù)責(zé)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)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(duì)生產(chǎn)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(yīng)方程式、反應(yīng)過程、操作條件和反應(yīng)設(shè)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(chǎn),可以由淀粉類物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn),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(yīng)用。如果拋開原料的來源、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等問題不談,制取上述三種物質(zhì)每種工藝的安全可靠性都有本質(zhì)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(yīng),且不涉及危險(xiǎn)工藝,但乙炔和乙烯相比更加活潑。二乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯,包括三步反應(yīng):(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(yīng)式2CH2=CH2 + Cl2+O2→ 2CH2=CHCl+H2O,工藝流程長(zhǎng),發(fā)生副反應(yīng)的可能較大,且分別涉及氯化、裂解、氧化三種危險(xiǎn)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(xiǎn)工藝,且有可能發(fā)生副反應(yīng),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(yīng),副反應(yīng)較少,縮短了產(chǎn)物精制的流程。
乙醇的生產(chǎn)過程,采用乙烯水合法制取,乙烯是易燃的氣體,性質(zhì)活潑,目前已工業(yè)化的氣相法,反應(yīng)溫度約250℃,反應(yīng)壓力約7MPa,以磷酸硅藻土為催化劑,轉(zhuǎn)化率較低,有生成二乙醚和乙醛的副反應(yīng)發(fā)生。而發(fā)酵法生產(chǎn)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(zhuǎn)化為乙醇,再經(jīng)精制即可得到產(chǎn)品,整個(gè)過程只涉及產(chǎn)品乙醇一種危險(xiǎn)化學(xué)品,相對(duì)前一種路線,風(fēng)險(xiǎn)較小。
如果再具體到醫(yī)藥中間體等某一種精細(xì)化工產(chǎn)品,因其工藝流程更加冗長(zhǎng)、復(fù)雜,涉及到多種工藝路線的排列組合,工藝路線對(duì)生產(chǎn)安全的影響亦千變?nèi)f化。