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文檔簡介
ICS13.100
CCSC65
團體標準
T/CCSAS0XX—202X
化工過程本質安全化評估技術指南
Technicalguidelinesfortheinherentsaferassessmentofchemicalprocess
（征求意見稿）
202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施
中國化學品安全協(xié)會發(fā)布
中國標準出版社出版
T/CCSAS0XX—202X
化工過程本質安全化評估技術指南
1范圍
本文件提供了化工過程全生命周期本質安全化評估方法與工具的技術指南。
本文件適用于化工工藝路線選擇、工藝開發(fā)、工程設計與裝置運行等階段的本質安全化評估。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，
僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本
文件。
GB/T16483化學品安全技術說明書
GB/T35320危險與可操作性分析（HAZOP分析）應用指南
AQ/T3046化工企業(yè)定量風險評價導則
NFPA704StandardSystemfortheIdentificationoftheHazardsofMaterialsforEmergencyResponse
3術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1
本質安全化評估inherentlysaferassessment
通過控制工藝過程中物料的種類、數(shù)量和使用條件，采用最小化、替代、緩和、簡化等手段，使工
藝過程及其設施從根本上減小事故發(fā)生的概率和/或降低事故后果影響。
3.2
最小化minimization
采用不使用或者減少使用危害化學物質量的方式，降低危險程度。
3.3
強化intensification
在實現(xiàn)既定生產(chǎn)目標的前提下，通過大幅度減小生產(chǎn)設備的尺寸、減少裝置的數(shù)目等方法來使工廠
布局更加緊湊合理，單位能耗更低，廢料、副產(chǎn)品更少，并最終達到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，提
高安全性和減少環(huán)境污染的目的。
3.4
替代substitution
用無害或危害性較小的物料去替代危險性較高的物料，或者用一種危險性較低的工藝或加工技術代
替危險性高的工藝或者加工技術。
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3.5
緩和moderation
使用較低危險或能量的加工或儲存條件，較低危險的物料形式或者設施，從而可以使危險物料或能
量釋放的影響最小化。
3.6
簡化simplification
消除不必要的復雜性，使工廠和過程更容易設計、建造和操作，降低操作錯誤發(fā)生的可能性，以及
容錯設計，使其不易發(fā)生設備、控制和人為故障。
3.7
工藝包processdesignpackage
包含工藝流程、工藝基礎數(shù)據(jù)、工藝操作參數(shù)、關鍵的工藝計算、工藝設備等的成套技術數(shù)據(jù)包，
是詳細工程設計的依據(jù)。
3.8
定量風險評估quantitativeriskassessment
通過對系統(tǒng)或設備的失效概率和失效后果的嚴重程度進行量化分析，進而精確描述系統(tǒng)的風險。
4評估總體要求
4.1評估方法
4.1.1本質安全評估方法包括：量化評估方法、檢查表法和分析法。
4.1.2本質安全量化評估方法采用定量或半定量的方式衡量本質安全化水平，為本質安全化工藝路線選
擇與工程設計提供決策依據(jù)。
4.1.3本質安全化檢查表法為基于本質安全化原理，從物料與反應、工藝流程、設備、操作與平面布置
等方面進行本質安全化可能路徑的檢查。
4.1.4本質安全化分析法通過本質安全化引導詞和參數(shù)，以會議形式引導各方人員進行頭腦風暴，尋找
并考察可能的本質安全化路徑。本質安全化分析可在危險與可操作性（HAZOP）分析時開展（分析方
法參見GB/T35320），也可以單獨開展。
4.2評估流程
根據(jù)任務特點，選擇相應的本質安全量化評估方法，宜采用集成的方法，確保評估流程完整，標準
統(tǒng)一。圖1列出了一個推薦的本質安全量化評估流程。
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圖1集成的本質安全量化評估流程圖
a)首先是工藝路線的選擇。根據(jù)反應步驟劃分單元，采用基礎本質安全指數(shù)法或圖形法評估不同
工藝路線的本質安全化水平，優(yōu)先選用本質安全化水平較高的工藝。
b)確定好工藝路線后進行工藝流程的設計。首先有必要進行流程模擬，形成物流數(shù)據(jù)表，在此基
礎上選用綜合物流指數(shù)法對整體物流的危險水平進行評估，為流程的選擇提供依據(jù)。
c)確定好工藝流程后進行設備與裝置等的詳細設計?？刹捎脝喂晌锪髦笖?shù)法對單股物流的危險程
度進行評估；計算與設備相連的所有物流的單股物流指數(shù)并加和，從而得到設備的本質安全化指數(shù)。確
定最危險的物流與設備，重點對這些物流和設備進行優(yōu)化。
d)制定工廠可接受標準，采用后果指數(shù)法評估最危險物流可能產(chǎn)生的后果，對于不可接受風險，
優(yōu)化設備、物流等的條件與/或設備布置等。當所有危險設備或物流可能產(chǎn)生的后果都被考慮并評估后，
確定最終設計。
e)檢查表法與分析法宜在量化評估前完成，用于對工藝路線、工藝流程設計與工程設計等進行優(yōu)
化，以及生成備選的方案。
4.3評估實施-全生命周期
4.3.1實驗室研究與方案設計
該階段進行反應、分離等初期探索，可以根據(jù)本質安全原則進行初步的優(yōu)化。為了生產(chǎn)目標產(chǎn)品，
可能有多種工藝路線可供選擇，此時應對不同工藝路線的本質安全水平進行量化打分并排序，為選擇最
終路線提供依據(jù)。
應通過基礎本質安全指數(shù)法或圖形法等本質安全量化評估方法比較各路線的本質安全化水平，在
技術指標等其它因素影響相近時，優(yōu)先選擇本質安全化程度較高的工藝路線。
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采用本質安全檢查表對反應的本質安全化可能路徑進行逐一檢查，確認是否可采用替代/消除、強
化/最小化、緩和等本質安全原則優(yōu)化物料、反應與工藝條件，如選用危險性更小的原料與溶劑等，通
過強化取熱、稀釋或減量等手段減小反應熱效應等。
4.3.2中試研究
該階段對工藝進行開發(fā)或者優(yōu)化，此時有較大的本質安全優(yōu)化空間。中試過程應開展工藝路線的復
審，確定最終的工藝路線。對工藝流程、工藝條件、操作方法與設備選型等進行本質安全優(yōu)化。
可采用基礎本質安全指數(shù)法或圖形法進行本質安全量化評估，為工藝路線優(yōu)化最終決策提供支撐。
宜獲取工藝流程的物流數(shù)據(jù)，采用綜合物流指數(shù)法進行量化評估，為工藝流程優(yōu)化提供支撐。
本過程應采用本質安全檢查表，對工藝流程、工藝條件、操作方法與設備選型等進行本質安全檢查。
4.3.3工藝包編制
基于實驗研究階段得到的基礎數(shù)據(jù)，進行工業(yè)裝置工藝開發(fā)，形成工藝流程圖（PFD），開展初步
的工程設計，形成初版管道儀表流程圖（P&ID）。工藝包編制階段是進行工藝較大改變的最后機會，
應開展全面的本質安全化評估。工藝包開發(fā)階段應對工藝流程、工藝條件、工藝物流、設備與工藝控制
方案等進行全面優(yōu)化，選擇本質更安全的工藝、設備，優(yōu)化單元操作，簡化管線系統(tǒng)。
本過程應采用檢查表法進行全面的本質安全化評估，審核工藝物料平衡圖（PFD）、工藝過程說明
書、化學品安全技術說明書（SDS）（參見GB/T16483）、工藝控制方案、設備等文件。
可采用單股物流指數(shù)法對單個設備/管線的本質安全水平進行評估，并篩選出危險性較高的物流，
重點對這些物流進行優(yōu)化。采用后果指數(shù)法對最危險物料的后果進行評估，將評估結果與工廠的可接受
標準相比較，如果后果經(jīng)評估不可接受，則應進一步優(yōu)化設備與物流，或在基礎設計階段進行空間布置
優(yōu)化。如果后果經(jīng)評估可接受，則確定為最終設計。
4.3.4工程設計與施工
基于工藝開發(fā)的成果（如工藝包），進行進一步工程化設計，主要工作包括完成工藝管道與儀表流
程圖（P&ID）、公用物料管道和儀表流程圖（UID）、設備布置圖與施工圖等，為工程施工提供條件，
本階段本質安全化評估主要任務是P&ID圖、設備設計與平面布置等優(yōu)化。
本過程應采用最小化、緩和、簡化等原則進行本質安全優(yōu)化，包括降低危險物料大量泄漏的可能性、
設備選型優(yōu)化、公用工程和輔助系統(tǒng)設計、平面布局優(yōu)化等。
采用后果指數(shù)法對設備、管線的本質安全水平進行評估，在設備與物流無法優(yōu)化條件下，優(yōu)化平面
布置。
4.3.5裝置開車與運行
在役裝置所有設備設施與平面布置已經(jīng)確定，但是設計可能存在缺陷，操作與維護過程可能引入新
的風險，或者發(fā)生事故以及發(fā)現(xiàn)安全隱患，此時需要進行定期或不定期（變更、發(fā)生事故后）本質安全
化評估，探索本質安全化的可能性，必要時進行裝置優(yōu)化。
4.4評估報告編寫
4.4.1新工藝、新技術開發(fā)項目
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對于新工藝、新技術開發(fā)項目，應在中試試驗前形成本質安全化評估報告初稿，并在中試試驗、工
藝包編制、工程設計等階段逐步補充完善，在開車前形成終稿。
4.4.2成熟工藝包的建設項目
對于成熟工藝包的建設項目，應進行工程設計的本質安全化評估，形成報告。
4.4.3在役裝置
對于在役裝置，應開展定期或不定期（變更、發(fā)生事故后）的本質安全化評估，形成報告。
5本質安全量化評估方法
5.1基礎本質安全指數(shù)法（BISI）
5.1.1本方法用于工藝路線本質安全化水平的定量評估。
5.1.2選取兩個方面的指數(shù)，一是化學品危險指數(shù)，二是工藝（含反應）危險指數(shù)。
其中，化學品危險指數(shù)包括反應性指數(shù)INR、可燃性指數(shù)IFL、毒性指數(shù)ITOX、爆炸性指數(shù)IEX；工
藝危險指數(shù)包括溫度IT、壓力IP、反應熱IR以及反應收率IY。
INR——反應性指數(shù)，采用美國NFPA704中的反應性數(shù)值，賦值方法見表1。
表1化學品反應指數(shù)INR確定標準
反應性數(shù)值
物質穩(wěn)定，遇水不反應0
升溫會反應，遇水會發(fā)生不激烈的反應1
物質不穩(wěn)定，但是不會爆轟；遇水劇烈反應2
具有爆炸性，但是點火能較高；遇水劇烈反應3
常溫常壓下對熱或劇烈撞擊敏感4
IFL——可燃性指數(shù)，賦值方法見表2。
表2化學品可燃性指數(shù)IFL確定標準
可燃性數(shù)值
閃點＞120℃0
60℃≤閃點≤120℃1
45℃<閃點<60℃2
28℃≤閃點≤45℃3
閃點＜28℃4
ITOX——毒性指數(shù)，賦值方法見表3。
表3化學品毒性指數(shù)ITOX確定標準
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毒性（ppm）數(shù)值
TLV＞100000
1000＜TLV≤100001
100＜TLV≤10002
10＜TLV≤1003
1＜TLV≤104
0.1＜TLV≤15
TLV≤0.16
注：TLV值表示物質在8小時時間內(nèi)的有害暴露閾值。
IEX——爆炸性指數(shù)，賦值方法見表4。
表4化學品爆炸性指數(shù)IEX確定標準
爆炸性（UEL-LEL）vol/%數(shù)值
不爆炸0
0-201
20-452
45-703
70-1004
IT——溫度指數(shù)，賦值方法見表5。
表5溫度指數(shù)IT確定標準
工藝溫度/℃數(shù)值
＜01
0-700
70-1501
150-3002
300-6003
＞6004
IP——壓力指數(shù)，賦值方法見表6。
表6壓力指數(shù)IP確定標準
工藝壓力/bar數(shù)值
0.5-50
0-0.5或5-251
25-502
50-2003
6
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200-10004
IY——反應收率指數(shù)，賦值方法見表7。
表7反應收率指數(shù)IY確定標準
反應收率/%數(shù)值
＞990
80-991
60-802
40-603
20-404
0-205
IR——反應熱指數(shù)，賦值方法見表8。
表8反應熱指數(shù)IR確定標準
反應熱/J/g數(shù)值
＜2000
200-6001
600-12002
1200-30003
＞30004
5.1.3計算方法
單一化學品指數(shù)ICI，表征工藝路線中涉及的每一種化學品的危險指數(shù)。
（1）
???????????
危險化學品指數(shù)ICI,max，取單元中單一?化學=品?（+質?量不+小?于+總?物料質量3%）指數(shù)的最大值，表征
該單元的化學品危險指數(shù)。
ICI,max=max(ICI)（2）
工藝危險指數(shù)IPI，表征工藝路線中所涉及的某一個單元的工藝危險指數(shù)。取每一個子指數(shù)的最大
值。
（3）
根據(jù)反應步驟或功能劃分單元，單元危險指數(shù)計算方法為：
???=??,???+?IU?,???+??,???+??,???
（4）
以加和式表達的整體本質安全指數(shù)為：
?U=???,???+???
（5）
????PL=