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ICS 13.100

CCS C 65

团

体

标准

T/CCSAS 044—2023

化工过程本质安全化评估指南

Guidelines for the inherent safety assessment of chemical process

2023-10-20 发布 2023-10-20 实施

中国化学品安全协会发布

中国标准出版社出版

T/CCSAS 044—2023

前言........................................................................................................................出

1 范围.....................................................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................................................1

3 术语和定义............................................................................................................1

4 总体要求 ...............................................................................................................2

5全生命周期评估......................................................................................................2

6 评估报告编写.........................................................................................................4

附录A （资料性）本质安全检查表.................................................................................5

附录B （资料性）本质安全分析法 .................................................................................13

附录C （资料性）本质安全量化评估 ..............................................................................16

附录D （资料性）本质安全化评估报告提纲.....................................................................22

参考文献 ..................................................................................................................23

T/CCSAS 044—2023

前言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国化学品安全协会提出并归口。

本文件起草单位：中石化安全工程研究院有限公司、应急管理部化学品登记中心、中石化国家石化项目风险评估技术中心有限公司、中石化（宁波）安全科技有限公司、中石化管理体系认证（青岛）有限公司。

本文件主要起草人：孙峰、贾学五、徐伟、孙冰、姜杰、周明川、张广宇、钱亚男、张帆、盛晓、尚汝松、王振刚、朱红伟、朱云峰、李亚辉、王建伟、刘迪。

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T/CCSAS 044—2023

化工过程本质安全化评估指南

1范围

本文件提供了化工过程本质安全化评估总体要求、全生命周期评估以及评估报告编写的指南。

本文件适用于化工工艺路线选择、工艺开发、工程设计与装置运行等阶段的本质安全化评估，技术改造项目参照本文件执行。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

本质安全 inherent safety

通过控制工艺过程中物料的种类、数量和使用条件，采用最小化、替代、缓和、简化等手段，从根本上降低工艺过程及其设施事故风险。

3.2

最小化 minimization

采用不使用/产生或者减少使用/产生危害化学物质的方式，降低危险程度。

3.3

强化 intensification

在实现既定生产目标的前提下，通过减小生产设备的尺寸、减少装置的数目等方法来使工厂布局更加紧凑合理,单位能耗更低，废料、副产品更少，并最终达到提高生产效率、降低生产成本、提高安全性和减少环境污染的目的。

注：强化是最小化中最重要的手段。

3.4

替代 substitution

用无害或危害性较小的物料去替代危险性较高的物料，或者用危险性较低的工艺或加工技术替代危险性高的工艺或加工技术，或者用更可靠的设备设施来替代风险性更高的设备设施。

3.5

缓和 moderation

使用较低危险或能量的加工或储存条件，较低危险的物料形式或者设施,从而可减小危险物料或能量释放的影响。

3.6

简化 simplification

消除不必要的复杂性,使工厂和过程更容易设计、建造和操作，降低操作错误发生的可能性，以及容

错设计,使其不易发生设备、控制和人为故障

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3.7

工艺设计包 process design package

包含工艺流程、工艺基础数据、工艺操作参数、关键的工艺计算、工艺设备等的成套技术数据包，是工程设计的技术基础。

3.8

定量风险评估 quantitative risk assessment

通过对系统或设备的失效概率和失效后果的严重程度进行量化分析，进而精确描述系统的风险。

4总体要求

4.1根据工作任务、风险特点以及掌握的工艺信息，选择相适应的本质安全化评估方法，开展化工过程全生命周期本质安全化评估,选择本质更安全的工艺方案与技术手段，提升装置的本质安全化水平。

4.2本质安全化评估应采用本质安全检查表法、分析法和量化评估法中的一种或多种方法。

4.3本质安全化评估应采用本质安全检查表法从物料、反应、工艺条件、工艺流程、设备与平面布置等方面对工艺进行本质安全化检查。附录A提供了本质安全检查表示例，企业可根据实际需求与装置特点编制检查表。

4.4本质安全化评估可采用本质安全分析法，通过本质安全化引导词和参数，以会议形式引导各方人员进行头脑风暴，寻找并考察可能的本质安全化技术方案。本质安全分析法可单独开展，也可在危险与可操作性（HAZOP）分析时开展（分析方法见GB/T 35320）。附录B提供了本质安全分析法示例。

4.5本质安全化评估宜采用本质安全量化评估方法对工艺本质安全化水平进行半定量或定量评估，为选择本质更安全的工艺方案与技术手段提供决策依据。附录C提供了化工过程全生命周期本质安全量化评估的示例。

5全生命周期评估

5.1实验室研究与工艺方案设计

5.1.1实验室研究与工艺方案设计阶段应获取以下基本的工艺安全信息：

a）所有物料的安全数据表（SDS）；

b）物料是否为危险化学品以及危险化学品种类；

C）主反应以及可能副反应的反应热数据；

d）原料与产物的分解热数据。

5.1.2通过本质安全量化评估方法比较各待选择工艺方案的本质安全化水平，在技术指标等其他因素相近时,优先选择本质更安全的工艺方案。本质安全量化评估方法可采用基础本质安全指数法或图形法。

5.1.3应采用本质安全检查表法，确认是否可采用替代/消除、强化/最小化、缓和等本质安全化原理优化物料、反应与工艺条件。

5.2中试试验

5.2.1中试试验前应获取以下工艺安全信息：

a）物料安全信息，如物料的热稳定性、反应性、毒性、腐蚀性、可燃性、爆炸性等；

b）反应安全信息，包括主反应、副反应与失控二次反应的反应热力学数据（反应热、放出气体量、失控最高温度/压力等）和动力学数据（反应级数、活化能、反应过程物料累积度、放热速率等），反应安全风险分级,反应失控的影响因素等；

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c）相容性表格，物料之间、物料与环境介质（水、空气、容器材料、杂质及其他可能接触物质等）的相容性；

d）工况条件下的燃爆危险，包括气体/粉尘爆炸极限、饱和蒸汽压、闪点、自燃点、极限氧含量、爆炸超压等燃爆特性数据；

e）可能的火灾、爆炸、中毒、环境污染等危险因素；

f）异常工况下的典型危险场景。

5.2.2应采用本质安全检查表对物料、反应、工艺流程与设备等进行本质安全检查。

5.2.3采用本质安全量化评估方法比较各技术手段的本质安全化水平，优先选择本质更安全的技术手段。本质安全量化评估方法可采用基础本质安全指数法、图形法或综合物流指数法,在可获取工艺物流数据的条件下，综合物流指数法为较佳选择。

5.3工艺设计包开发

5.3.1工艺设计包开发阶段应获取以下工艺安全信息：

a）反应工程放大所需的宏观动力学、参数敏感性数据；

b）新引入物料对安全的影响；

c）工程放大后传热、传质对安全的影响，提高传热、传质效率的措施；

d）全流程反应风险评估与分级；

e）采用危险与可操作性（HAZOP）分析等方法识别出的工艺危险；

f）物料储存与运输过程的安全信息。

5.3.2应采用检查表法审核工艺流程图（PFD）、工艺管道仪表流程图（P&ID）、工艺过程说明书、工艺物料的SDS（见GB/T 16483）、重要工艺控制方案、主要工艺设备表等文件，对物料、反应、工艺条件、工艺流程、工艺控制方案与设备等进行全面优化，选择本质更安全的技术手段。

5.3.3针对工艺全流程或重点危险部位进行本质安全分析（见附录B），优化工艺技术方案。

5.3.4可采用单股物流指数法对单个设备/管线的本质安全水平进行评估，并筛选出危险性较高的物流，重点对这些物流进行优化。采用后果指数法对最危险物料的后果进行评估,将评估结果与工厂的可接受标准相比较。如果后果经评估不可接受，则应进一步优化设备与物流，或在基础设计阶段进行空间布置优化；如果后果经评估可接受，则确定为最终设计。

5.4 工程设计与施工

5.4.1工程设计与施工阶段应进一步补充工艺安全信息：

a）可能引入的物料如清洗剂、维护用物料等对安全的影响；

b）根据工艺危害分析（PHA）结果，补充必要的数据；

c）基于全面工艺危害分析的工艺危险因素与风险定量数据；

d）关键工艺参数的正常操作条件、安全操作条件与安全边界条件等数据；

e）标准操作程序（SOP）与应急处置方案等。

5.4.2应采用本质安全检查表法，应用最小化、缓和、替代、简化等原理进行本质安全优化，包括降低危险物料大量泄漏的可能性，简化管线系统,优化设备选型、公用工程和辅助系统设计,优化平面布置等。

5.4.3针对工艺全流程或重点危险部位进行本质安全分析，优化工程设计。本质安全分析法可参照附录B的要求单独开展或在HAZOP分析时开展。

5.4.4采用后果指数法对设备的本质安全水平进行评估，优化设备型式、工艺条件或平面布置。

5.5装置开车与运行

5.5.1装置开车前，应检查工艺安全信息的完备性，包括物料危险信息、反应危险信息、装置危险因素 3

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与防控措施、安全关键参数与必要安全信息说明、操作安全注意事项及应急处置方案等。

5.5.2装置开车前，应检查工艺安全条件的完备性。包括本质安全化设计、安全防控措施的现场检查, 工艺规程、操作规程、工艺卡片与应急处置方案等资料的检查，工艺安全信息、各种规程和工艺技术等的培训效果检查。

5.5.3装置运行时，应定期或在变更、发生事故后进行本质安全化评估，采用方法可参照工程设计阶段所使用的方法。

5.6变更

5.6.1工艺变更如果引入新物质，应掌握新物质的危险特性以及对系统安全性的影响。

5.6.2工艺变更应掌握变更的工艺危险因素与风险，采用本质安全检查表法、分析法或量化评估法开展本质安全化评估，选用本质更安全的变更方案。

5.7报废和拆除

5.7.1报废和拆除前应掌握设备与管线内残留物的危险特性，制定相应的处置方案。

5.7.2报废和拆除前应对设备与管线进行彻底净化。

6评估报告编写

6.1本质安全化评估报告应包含以下技术内容：

a）全面的工艺安全信息，必要时提供数据的来源，如物质热稳定性、反应风险与燃爆特性等测试与研究数据；

b）本质安全检查情况，提供自实验室研究至工程设计阶段使用的本质安全检查表以及检查情况，对于不采纳的条款,应说明理由；

C）本质安全分析情况，如果采用了本质安全分析法，应提供分析表格、建议措施以及建议措施的采纳情况等；

d）本质安全量化评估，说明自实验室研究至工程设计阶段采用的本质安全量化评估方法以及评估结果；

e）本质安全化设计，总结本质安全原理在工艺方案选择、技术开发与工程设计方面的应用情况。本质安全化评估报告提纲见附录D。

6.2对于新工艺、新技术开发项目，应在中试试验前形成第一版本质安全化评估报告，具体内容根据 5.1和5.2提出的要求而确定；在工艺设计包开发阶段形成正式的本质安全化评估报告；并在后续阶段不断补充完善。

6.3对于引进成熟工艺设计包的建设项目，工艺设计包应含有全面的工艺安全信息，本质安全评估内容根据5.3提出的要求而确定。

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附录A （资料性）本质安全检查表

对照每个问题进行检查，回答“符合”“不符合”或者“不适用”。如果回答“符合”,进一步说明改造的路径；如果回答“不符合”或者“不适用”，则说明理由。如果在某个检查项目下面的本质安全化方案与别的检查项目矛盾，则应进一步采用量化评估方法确定该方案的合理性。表A.1〜表A.4中适用阶段打 ""”的为必选检查项，适用阶段打"O”的为可选检查项。

表A.1本质安全检查表——物料与反应

序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
1	替代/消除
1.1	使用替代工艺减少或消除有害原材料、中间产物或副产物	√	√
1.2	使用高纯度原料和试剂，避免或减少一些危险或额外处理的需要	√	√
1.3	使用危险性更小的原料与溶剂： a）不易燃的物质，如水作为溶剂； b）挥发性较小的物质； C）较低的反应活性，不与常见污染物反应； d）较高的热稳定性； e）低毒或无毒	√	√
1.4	改变工艺或工艺条件减少或消除有害溶剂	√	√
1.5	优先采用不含重金属的均相催化剂替换基于重金属的催化剂，以减少废水和处理问题	√
1.6	优先选择废物可生物降解的工艺	√	√
1.7	尽量避免使用爆炸品与剧毒品	√	√
2	强化/最小化
2.1	通过提高反应速率（减少停留时间）和提高转化率（减少回收）来减少物料存量	√	√
2.2	提高反应选择性，提高产品收率	√	√
2.3	耦合反应步骤，避免中间储存	O	√	√
2.4	优先采用平推流反应器或环管反应器替代搅拌釜式反应器	O	√	√
2.5	优先采用气相反应取代液化气体反应，以降低物料量和潜在泄漏率	√	√
2.6	强化混合效果以最小化反应器尺寸		√	√
2.7	对于反应工艺危险度为4级或5级的硝化、过氧化反应，优先采用微通道反应器	O	√	√
2.8	优化工艺条件减少危险废物或副产品的产量	√	√
2.9	优先采用连续或半间歇操作替代间歇操作	O	√	√

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表A.1本质安全检查表--物料与反应（续）

序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
3	缓和
3.1	优先使用低浓度的危险原料，如：氨水替代无水氨，稀盐酸替代无水氯化氢，稀硫酸替代发烟硫酸，稀硝酸替代浓发烟硝酸，湿过氧化苯甲酰替代干过氧化苯甲酰	√	√
3.2	通过使用性能更好的催化剂等方式，降低反应条件（温度、压力等）的苛刻度	√	√
3.3	通过使用挥发性更高的溶剂移走反应热来缓和反应	√	√
3.4	稀释反应物的浓度来更好的控制反应，并减少失控的可能性	√	√
3.5	在挥发性有害物质中添加组分来降低其蒸汽分压	√	√
3.6	通过降低累积率、增加热容或稀释产物，将反应工艺危险度被评为4级或5级的反应降低至3级或以下	O	√
3.7	尽量降低反应对工艺参数（如温度、压力、浓度、pH值等）的敏感性（如参数在士 10%内波动时不造成系统急剧变化）	√	√
3.8	半间歇反应将危险性较小的物料作为底料，危险性较高的物料（不稳定、易燃、有毒等）作为滴加料，控制累积率，以使反应在冷却、加热或搅拌失效等异常情况下更安全	O	√	√
3.9	如果工艺使用可能与常见污染物［如空气、氮气、水、蒸汽、氧化铁（锈）、油、润滑油或液压油等］发生危险反应的物料，建议从源头避免接触的可能		√	√
3.10	避免使用可能与工艺物料发生危险反应的公用工程、密封介质、润滑油		√	√
3.11	如果工艺中的物料不兼容，建议从源头避免接触的可能，比如不同管线进料、不同收集罐、储存区域分隔等		√	√
3.12	用无害的传热介质（如水或蒸汽）替换有毒或易燃的传热介质		√	√
3.13	避免工艺过程出现爆炸性环境，包括气相或液相	O	√	√
3.14	确保外部热源或传热介质的温度不会引发反应器内物料的放热分解（如自限温电伴热或热水）	O	√	√	√
3.15	优化放热反应的试剂添加时间和曲线，以便失去冷却不会导致热失控	O	√	√	√
3.16	优先使用更大粒径或泥浆形式的爆炸性粉末，降低粉尘爆炸可能性	O	√	√	√

表A.2本质安全检查表——工艺流程

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序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
1	强化/最小化
1.1	优先使用气相进料取代液相进料（如液氯等），以减少管线中的危险物料量	O	√	√
1.2	使用危险性较小的原料，或者就地生产所需的危险反应物，以降低危险品运输和储存需求		√	√
1.3	使用高压、低存量设备/管道系统/反应器或低压、高存量设备/管道系统/反应器（介质存量和压力的"折衷”设计具有最坏的泄漏情况）		√	√
1.4	多个精馆塔进行耦合，以减少底部、底部泵、再沸器和冷凝器中的存量		√	√
1.5	仔细匹配装置单元容量、运行模式、故障率和可用性，以尽量减少或消除中间缓冲罐的需要		√	√
1.6	合并单元操作（例如用反应精馆或萃取替代多个单独的反应器、安装有再沸器或换热器的多塔分馆或萃取塔），以减少整个系统容积		√	√
2	缓和
2.1	使用回流管线确保平推流式反应器中的良好混合和分配（避免热点）		√	√
2.2	将固体进料以泥浆、气体输送、输送机等形式添加到工艺中，以减少现场人工操作	O	√	√	√
2.3	设计缓冲容器以承受上游压力，避免设置多个减压设备		√	√
2.4	通过设计自动或远程操作，避免操作员直接接触危险品		O	√	√
2.5	使用泄放物收集系统，以收集泄放的物料		O	√	√
2.6	对于接触后会造成危险的换热介质，使用二次传热系统，而不是在同一换热器中直接接触		O	√	√
2.7	限制传热设备可达的最高温度，以防止超过最高工艺或设备设计温度		O	√	√
2.8	管壳式换热器中危险性高的物料尽量走管程		O	√	√
2.9	优先使用气体惰化系统处理易燃物料和易爆粉尘（如氮气、二氧化碳）		O	√	√
2.10	在低压和低温下储存物料,将潜在泄漏率降至最低： a）把温度降低到物料的常压沸点以下，以减少泄漏问题； b）通过制冷将液化气体保持在环境压力		√	√
3	简化
3.1	减少处理及反应步骤		√	√
3.2	将多用途容器替换为单独的特定功能容器，以降低复杂性		√	√
3.3	避免反应器、管道或缓冲罐中的死角或混合不良区域，因为在这些区域可能会发生热量积聚，从而引发热反应或失控		O	√	√
3.4	尽量减少管道和配件的泄漏点		O	√	√
3.5	尽量直接生产所需要压力的气体，避免使用维护频繁且易泄漏的气体压缩设备		√	√
3.6	优先采用高度差、防虹吸回路设计，以避免不必要的回流或虹吸			√	√
3.7	采用"故障安全设计”，比如公用工程故障时（停水、停电等）		O	√	√

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表A3本质安全检查表..设备

序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
1	替代/消除
1.1	优先用内衬玻璃或塑料的管道代替钢管，以防腐蚀			√	√
1.2	优先使用由导电材料或内置金属纤维制成的滤袋，以防止静电积聚			√	√
2	强化
2.1	优先用填料塔或薄膜塔板更换用于蒸馆和分离的传统塔板，以减少持液量（对于传统塔板，每个理论板的持液量为40 mm〜100 mm,对于填料塔为30 mm〜 60 mm,对于薄膜塔板小于20 mm）		√	√
2.2	优先用更高效的电化学反应器、燃料电池、变压装置、变温装置或膜装置取代釜式反应器		√	√
2.3	优先用刮膜蒸发器代替蒸馆塔		√	√
2.4	优先用离心萃取器代替萃取塔		√	√
2.5	优先用闪蒸干燥器代替干燥塔		√	√
2.6	优先用连续在线混合器替代混合釜		√	√
2.7	优先用超重力装置（旋转式、旋风式、射流式等）取代传统的分离装置		√	√
2.8	优先用紧凑型换热器（单位体积内较高的换热面积，如螺旋板式、板框式、板翅式）替换管壳式换热器		√	√
2.9	优先考虑用膜分离或液-液萃取代替蒸馆和分离塔（这些可能需要更大的库存，但通常可在环境压力或温度下进行）		√	√
2.10	优先用离心流化床干燥器替代传统干燥器		√	√
2.11	使用薄膜蒸发器代替传统蒸发器以减少持液量		√	√
2.12	优先用水力旋流器取代传统的含油污水净化系统，可减少一个数量级的存量。水力旋流器也可用于其他基于密度差的物理分离		√	√
2.13	优先使用喷射混合装置快速混合和反应危险物质（如使用甘油、硝酸和硫酸制造硝化甘油），以减少存量并确保反应快速进行		√	√
2.14	蒸馆或分离塔底部直径变小，以减少液体库存			√	√
2.15	最小化危险物料管道的长度			√	√
2.16	通过减少管线长度和直径来减少管道物料存量，但要注意，直径小于25 mm的小口径管道比大型管道更容易受损			√	√
3	缓和
3.1	限制危险原料的供应压力，使其低于接受容器的最大允许工作压力			√	√
3.2	设计和建造足够坚固的容器和管道，以承受工艺过程中可能产生的最大超压，即使发生"最坏可信事件"（不需要复杂的高压联锁系统和/或紧急泄压系统）。比如：设计管道和下游储罐，以承受泵出口最大压力，从而避免需要安全阀或回流管线			√	√

表A3 本质安全检查表——设备（续）

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序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
3.3	设备设计可承受环境温度或可能达到的最高工艺温度下的物料（如提高其最大允许工作温度，以适应冷却失效，减少依赖外部系统如制冷来控制温度，使物料的蒸气压小于设备设计压力）			√	√
3.4	在设计处理危险物料的工艺单元时，限制其工艺波动的幅度。泵的最大能力低于物料加入的安全临界流量。对于重力流加料系统，设计管道尺寸或安装孔板将最大加料速率限制在安全范围内。利用泵/压缩机的最小流量线（通过孔板控制流量）确保出口阀关闭时的最小流量			√	√
3.5	设计容器，使其在出现问题时能够承受全真空，并避免需要真空释放系统（这些系统可能会将空气吸入含有易燃材料的系统，甚至氮气系统也可能出现故障）			√	√
3.6	设计承压设备，使其"破裂前泄漏"。利用被动泄漏限制技术（例如防喷垫圈和溢流阀）来限制容器失效的可能性			√	√
3.7	优先为危险品提供双重安全保护壳，并对间隙进行监测，尤其是在泄漏不易被检测到的情况下，例如从地下或裙板储罐底部泄漏的情况下			√	√
3.8	为储罐或其他设备设计薄弱环节，以确保故障导致的损坏或泄漏最小（例如，薄弱的储罐顶部接缝导致顶盖处失效，而不是液位以下的接缝失效，防止故障导致液体泄漏）			√	√
3.9	优先采用内部热传递系统（例如容器内的冷却盘管），相比于外部热交换系统效率更高，并且系统中的任何泄漏都包含在容器内			√	√
3.10	优先用屏蔽电机或磁耦合泵等无泄漏泵取代传统泵			O	√
3.11	优先使用潜水泵以避免需要泵房（任何泄漏都会回到周围的液体中）				√
3.12	优先用波纹管阀代替传统阀门，以减少泄漏的可能性			O	√
3.13	对于易燃液体储罐进料，使用带有防虹吸开口的进料管			O	√
4	简化
4.1	优先使用喷射混合喷嘴快速混合有害物质（确保一种物质只能在另一种物质流动时流动，并保持一种流动与另一种流动的比率近似恒定。在喷射器中，只有当压力侧流动时，吸入侧才会流动，压力侧流体的流速也决定了吸入侧的流动）			√	√
4.2	使用混合进料喷嘴替代在容器内混合的搅拌器			√	√
4.3	设计容器入口，以避免在涉及易燃液体时发生飞溅，从而产生静电（例如，将人口管线浸入液位以下，但注意确保不会回流虹吸）			O	√
4.4	工艺设备材料尽量不使用玻璃、塑料或其他脆性材料			√	√
4.5	设计换热器的管程和壳程能承受最大压力，不需要压力泄放设施				√
4.6	使用射流泵，因为它们没有活动部件，没有密封，可以焊接到管道中			√	√
4.7	使用所有（或主要）焊接连接管道，以减少潜在泄漏点的数量				√

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表A3 本质安全检查表——设备（续）

序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
4.8	对于危险品，尽量使用固定管道而不是柔性软管，以减少泄漏的可能性				√
4.9	核实并挑战对已安装附件和相关管道、阀门等的需求，以及对旁路和仪表的需求,从而降低复杂性和潜在泄漏点的数量			√	√
4.10	用高完整性垫片（如金属缠绕垫片）替换传统垫片，或者使用焊接连接，以减少泄漏的可能性和大小				√
4.11	将膨胀波纹管更换为膨胀弯，这样可以更好地承受安装不良的影响，并且需要较少的维护				√
4.12	优先使用螺栓接头，而不是快卸接头，因为如果接头打开时设备仍处于受压状态，则有机会重新连接接头（安全恢复的可能性更好）				√
4.13	使用能够清楚显示其开启或关闭的阀门（例如上升轴、带三通手柄的球阀）				√
4.14	使用8字盲板，因为其清楚显示管线是连通的还是断开的				√
4.15	避免使用视镜、玻璃转子流量计和其他薄弱设备，按需要使用耐高压的或者铠装视镜				√
4.16	尽量减少对法兰、垫圈和其它存在潜在泄漏点的连接件的需求				√
4.17	将冗余输入和输出分配给控制系统的各个模块，以减少共因失效				√
4.18	对于冗余设备分别使用独立的电源母线，以减少部分电源故障的后果				√
4.19	采用密闭取样系统				√
4.20	确保止回阀和其他定向设备清楚地显示正确的方向，以确保它们没有安装错误				√
4.21	阀门的易用性和可操作性，防止不必要的错误				√
4.22	消除所有不必要的交叉连接				√
4.23	对于软管连接，使用专用的软管和卡扣接头				√
4.24	工艺设备、管道和部件使用耐腐蚀材料				√
4.25	使用地下罐或屏蔽罐				√
4.26	为燃烧器管理系统提供连续的长明灯（独立可靠的燃料气来源）				√
4.27	使用危险物料时尽量减少连接、通路和法兰数量				√
4.28	避免在危险工况下使用螺纹连接				√
4.29	使用套管				√
4.30	尽量减少管道的弯头数量（潜在的冲刷腐蚀点）				√
4.31	使用能够清楚识别状态的设备				√
4.32	设计/选择不可能出现装配错误的设备				√
4.33	易于辨识流向的单向阀				√
4.34	带上升阀杆的闸阀，清楚地指示开启或关闭位置				√
4.35	手柄清晰显示位置的手动直角回转阀				√

表A3 本质安全检查表——设备（续）

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序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
4.36	对于自动阀，除阀门输出外，还显示阀门的实际位置				√
4.37	使用开放式排放或溢流管到二次围堵容器，用于超压、溢流和真空保护				√
4.38	消除高于容器压力等级的公用工程连接				√
4.39	在几个单独的容器中执行几个工艺步骤，而不是在一个多用途容器中执行所有步骤				√
4.40	最大限度地使用全焊接管				√
4.41	提供额外的腐蚀/侵蚀余量				√
4.42	减少或消除振动（如通过减振或设备平衡）				√
4.43	尽量减少使用末端对空（排液或排气）的快开阀门（如V型球阀或旋塞阀）				√
4.44	在危险工况下杜绝使用末端对空（排液或排气）的快开阀门（如V型球阀或旋塞阀）				√
4.45	使用不同连接方式的软管以防止连接错误（如空气/氮、原材料）				√
4.46	对于末端对空的直角回转阀门，使用圆形阀门手柄可以最大限度地减少碰撞可能性				√
4.47	提高阀门阀座的可靠性（如尽可能使用系统压力密封阀座，使用阀座几何形状、阀门操作和流量消除或减少阀座损坏）				√
4.48	去除不必要的膨胀节、软管和爆破片				√
4.49	使用鹤管替代软管装卸危险物料				√
4.50	通过以下措施关注控制系统人为因素： a）简化控制显示器； b）限制仪表复杂性； C）清楚显示正常和异常工艺条件的信息； d）符合操作人员期望的控制和显示逻辑； e）以统一方式独立显示相似信息； f）安全报警与工艺报警易于区分； g）尽快更正无效报警和消除不必要报警，防止对报警的麻痹； h）控制系统显示能为所有操作行动提供足够反馈； D 控制系统显示布局合理、统一、有效； j）控制系统易区分、可访问和易于使用； k）控制系统满足标准期望（颜色，移动方向）； 1）控制系统的安排逻辑上遵循正常的操作顺序； m）操作程序的格式和语言便于操作人员遵守和理解，并包含必要信息				√

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表A.4本质安全检查表一一操作和平面布置

序号	检查项目	适用阶段
序号	检查项目	实验室研究	中试试验	工艺包编制	工程设计与施工
1	缓和
1.1	在露天建造处理爆炸性或易燃材料的工厂，以使泄漏安全扩散（在露天区域产生爆炸需要几吨，而在密闭建筑中可能需要几千克）。不适用于即使在低浓度下也具有剧毒或对环境有害的材料				√
1.2	涉及有毒物料的工厂采用全封闭措施，以防止泄漏到大气中				√
1.3	开展定量风险评估确保将个人风险与社会风险控制在可接受范围内				√
1.4	开展多米诺效应评估，确保爆炸超压不会造成进一步的损坏				√
1.5	采用以下的火灾被动安全防护措施： a）二次围堵（如堤坝、围堰、建筑物、围墙）； b）为工艺设备、罐、容器设置永久性跨接和接地系统； C）使用防火隔热，而不是固定的/便携的消防设施				√
1.6	设计易燃液体储存区，使溢出和泄漏不会积聚在储罐或其他工艺设备下，以减少火灾升级的可能性				√
1.7	将工厂放置在远离人口中心或环境敏感区域的地方				√
1.8	在工厂布局中使用缓冲区（开放空间或低危险工厂），以保护人员和环境免受危险的影响				√
1.9	布置工厂时，考虑地面坡度和主要风向，因为这将影响泄漏的扩散				√
1.10	现场远离外部危险源				√
1.11	场地远离学校、医院、商业、自然保护区等敏感区域，靠近原材料供应				√
1.12	将装卸区设在远离主要工艺装置				√
2	简化
2.1	将需要同时或顺序操作的阀门或其他设备放置在相邻位置，以便操作				√
2.2	在工厂设计和布局中考虑应急规划和响应要求				√
2.3	设计清晰的逃生路线和安全的集合区域				√
2.4	清晰、合理和一致的工厂标签设计				√

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附录B （资料性）本质安全分析法

B. 1目的

通过系统化的方法，全面考察可能的本质安全化方案，并初步确定各种改进方案对安全性、经济性的作用以及其他负面影响，提出初步的可行性建议。

在工艺包编制、工程设计与施工阶段,针对危险性较高的单元、设备与场景,应进行本质安全分析。

B.2分析小组成员和要求

本质安全分析小组可由专利商、设计人员、工艺工程师、设备工程师、仪表工程师、安全工程师、有经验的操作人员等组成。根据需要，可要求以下人员参加本质安全化分析：工艺包供应商、成套工艺设备供应商、公用工程工程师、电气工程师、管道工程师、机械工程师、催化剂工程师等。

分析组长宜由第三方人员担任，在整个分析过程中，小组成员宜保持不变。

B.3分析程序

本质安全分析会议基本程序主要包括：

a）分析项目概况介绍；

b）划分节点；

C）选取引导词；

d）根据分析目的确定参数或危险场景，由引导词与参数确定具体的本质安全化路径，找到检查表B.1、表B.2中对应的引导词，逐一检查可能的本质安全化路径；

e）分析可行性，如果没有可行性，则分析终止；

f）分析本质安全化路径对安全、健康与环境的影响；

g）分析经济性；

h）分析负面影响；

i）提出建议措施，确定责任部门；

k）重复步骤d）〜i）直到该引导词下所有本质安全化路径分析完毕；

1）重复步骤C）〜i）直到该节点所有引导词分析完毕；

m）最后重复步骤b）〜i）直到所有节点分析完毕。

B.4 分析法参数与引导词

工艺本质安全分析选项引导词见表B.1，工艺参数见表B.2。

表B.1工艺本质安全分析选项引导词列表

引导词

解释

从源头降低严重性：

强化

替代

缓和

如果发生了危险，则尽量减少后果，例如减少存量，保证安全扩散,设置燃爆泄放

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表B.1工艺本质安全分析选项引导词列表（续）

引导词	解释
从源头减少可能性：简化减少频率/数量操作友好	尽量减少危险/启动地点或任务的数量，例如，在密封方面的弱点，如配件、仪器，或维护操作的次数。尽量减少发生错误的机会，例如，使其易于控制，易于操作和维护，易于正确识别。最大限度地提高工厂状态，是否清楚开启、关闭、运行/不运行、加压、满、空。如果事情开始出错，通过来自任务或控制系统的良好反馈，最大限度地提高及时恢复的机会
与危险隔离：距离屏障保护	定位远离外部危害和影响。利用距离/工厂/自然特性作为屏障，以限制对人、工厂和环境的影响。限制事故升级的机会。最大化逃跑的机会
其他：被动保护主动保护操作/管理控制	不是本质安全,但是被动可能比主动更好，主动可能比操作控制更好

表B.2 工艺参数列表

分类	参数
化学条件	浓度
	组成
	催化剂
	溶剂
工艺条件	温度
	压力
	相态（气、液、固）
	液位
时间顺序	原料的进样时间
时间顺序	间歇/半间歇/连续
设备（阀门、泵、管道、反应器、塔、垫片）	尺寸
	几何形状
	类型
	位置
	方向

B.5分析法的使用

本质安全分析法可与检查表法结合使用

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B.6本质安全分析记录

本质安全分析记录示例见表B.3

表B.3本质安全分析记录表（示例）

引导词	参数/危险场景	本质安全化路径	可行性	ISHE（标记：+ 0 —）			经济性（标记：+ 0 —）	负面影响	建议	责任部门
引导词	参数/危险场景	本质安全化路径	可行性	安全	健康	环境	经济性（标记：+ 0 —）	负面影响	建议	责任部门
替代	泵	屏蔽泵替代机械密封泵	是	+	+	+	—	无	可行	采购部门
简化	泵	取消泵，改为压力输送或重力输送	否

B.7与HAZOP分析的结合

本质安全分析法可与HAZOP分析结合开展，HAZOP分析中的原因+后果形成了本质安全分析的危险场景，在HAZOP分析同时，加入本质安全化引导词，寻找或考察可能的本质安全化手段，优化本质安全化设计。结合本质安全分析的HAZOP记录示例见表B.4。

表B.4结合本质安全分析的HAZOP记录表（示例）

参数

引导词

详细偏差

原因

后果

初始风险

已有保护措施

减缓后风险

本质安全措施

其他安全建议措施

剩余风险

责任部门

强化

替代

缓和

简化

流量

异常

离心泵泄漏

机械密封失效

泄漏，导致火灾爆炸事故

水喷淋系统；

火气报警，应急处置方案

屏蔽泵替代机械密封泵

无

采购部门

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附录C

（资料性）本质安全量化评估

C.1评估流程

根据任务特点，选择相应的本质安全量化评估方法，宜采用集成的方法，确保评估流程完整，标准统一。图C.1列出了一个推荐的本质安全量化评估流程。

图C.1集成的本质安全量化评估流程图

本质安全量化评估流程如下。

a）首先是工艺路线的选择。根据反应步骤划分单元，采用基础本质安全指数法或图形法评估不同工艺路线的本质安全化水平，优先选用本质安全化水平较高的工艺。

b）确定好工艺路线后进行工艺流程的设计。首先进行流程模拟，形成物流数据表，在此基础上选用综合物流指数法对整体物流的危险水平进行评估，为流程的选择提供依据。

C）确定好工艺流程后进行设备与装置等的详细设计。可采用单股物流指数法对单股物流的危险程度进行评估;计算与设备相连的所有物流的单股物流指数并加和，从而得到设备的本质安全化指数。确定最危险的物流与设备,重点对这些物流和设备进行优化。

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d）制定工厂可接受标准，采用后果指数法评估最危险物流可能产生的后果，对于不可接受风险, 优化设备、物流等的条件与/或设备布置等。当所有危险设备或物流可能产生的后果都被考虑并评估后，确定最终设计。

e）检查表法与分析法宜在量化评估前完成，用于对工艺路线、工艺流程设计与工程设计等进行优化，以及生成备选的方案。

C.2基础本质安全指数法（BISI）

C.2.1本方法用于工艺路线本质安全化水平的定量评估。

C.2.2选取两个方面的指数，一是化学品危险指数，二是工艺（含反应）危险指数。

其中，化学品危险指数包括反应性指数/nr、可燃性指数1fl、毒性指数［tox、爆炸性指数Iex ；工艺危险指数包括温度It、压力Ip、反应收率/γ以及反应热Ir₀

Inr--反应性指数,赋值方法见表C.1。

表C.1化学品反应指数J_nr确定标准

反应性	数值
物质稳定，遇水不反应	0
升温会反应，遇水会发生不激烈的反应	1
物质不稳定,但是不会爆轰；遇水剧烈反应	2
具有爆炸性，但是点火能较高；遇水剧烈反应	3
常温常压下对热或剧烈撞击敏感	4

注：反应性数值来源于NFPA 704。

I_fl——可燃性指数，赋值方法见表C.2

表C.2化学品可燃性指数Jfl确定标准

可燃性	数值
闪点〉120℃	0
60℃ ≤ 闪点 ≤120。C	1
45 ℃ V闪点<60℃	2
28 ℃≤闪点≤45 ℃	3
闪点<28 ℃	4

ITOX--毒性指数，赋值方法见表C.3。

表C.3化学品毒性指数JToX确定标准

毒性（10一⁶体积分数）	数值
TLV>10 000	0
1 000<TLV≤10 000	1
100<TLV≤1 000	2
10<TLV≤100	3

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表C3 化学品毒性指数,TOX确定标准（续）

毒性（10一⁶体积分数）	数值
1<TLV≤10	4
0.1<TLV≤1	5
TLV≤0.1	6

注：TLV值表示物质在8h时间内的有害暴露阈值 Iex--爆炸性指数，赋值方法见表C.4。

表C.4化学品爆炸性指数I_ex确定标准

爆炸性（UEL-LEL）VoI/%	数值
不爆炸	0
0〜20	1
20 〜45	2
45 〜70	3
70 〜100	4

注：UFL—-爆炸上限，LFL—-爆炸下限。

It--温度指数，赋值方法见表C.5。

表C.5 温度指数It确定标准

工艺温度/℃	数值
<0	1
0〜70	0
70 〜150	1
150〜300	2
300〜600	3
>600	4

Ip--压力指数,赋值方法见表C.6

表C.6压力指数I_p确定标准

工艺压力/MPa	数值
0.05 〜0.5	0
0〜0.05 或 0.5〜2.5	1
2.5 〜5	2
5〜20	3
20 〜100	4

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IY反应收率指数，赋值方法见表C.7。

表C.7反应收率指数，υ确定标准

反应收率/%	数值
〉99	0
80 〜99	1
60 — 80	2
40 〜60	3
20 〜40	4
0 — 20	5

Ir--反应热指数，赋值方法见表C.8。

表C.8反应热指数/R确定标准

反应热/(J/g)	数值
<200	0
200〜600	1
600 — 1 200	2
1 200〜3 000	3
>3 000	4

C.2.3按以下方法计算整体本质安全指数。

单一化学品指数Icl表征工艺路线中涉及的每一种化学品的危险指数

Ici =Inr + Ifl + Iex + Itox ..............................(C.1 )

危险化学品指数Ism,取单元中单一化学品(质量不小于总物料质量3%)指数的最大值，表征该单元的化学品危险指数。

Icι,gχ = max(Icι) ..............................( C.2 )

工艺危险指数Im,表征工艺路线中所涉及的某一个单元的工艺危险指数。取每一个子指数的最大值。

Ipi

It, max

+ Ip, max

+ I

R, max

+ I

Y, max

根据反应步骤或功能划分单元,单元危险指数Iu计算方法为:

Iu = I ci,max + Ipi

以加和式表达的整体本质安全指数为：

BISIpl =∑Iu

以最危险单元表达的整体本质安全指数为：

BISI_m = max(Iu )

以平均值表达的整体本质安全指数为:

BISI_av = ∑^^I⁾

“

(C.3 )

(C.4 )

(C.5 )

(C.6 )

(C.7 )

宜优先比较BISIpl,其次为BISIm ,再其次为BISIav

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C.3图形法

C.3.1本方法主要基于专家经验来比较工艺路线的本质安全化水平。

C.3.2每一种工艺路线的反应步骤为研究对象，选取该反应步骤的温度（T）、压力（P）和物质危险性（可燃性、爆炸性和毒性，FET）作为关键参数。FET打分可参考BISI方法，分别选取工艺路线中的所有物料的3个参数中最大值。在一个简单的图上标出每个路线的每个步骤的T、P与FET等参数（如图C.2所示）

LUdWK田⁰∙

1 p^¾

OH-⁵^^l

某工艺路线

图C.2采用图表法进行本质安全化水平比较的示意图

C.3.3首先邀请专家（不少于3人）确定每个参数重要性，统计专家给出的结果，对参数重要度排序（如图C.3所示），按照重要度依次评估各种值来比较不同工艺路线之间的相对本质安全化水平。按照重要度排序依次比较不同工艺路线的各个参数，结合专家经验给出最优路线。

图C3 某项目专家推荐的参数重要性排序（示例）

C.4综合物流指数法（CPFD与单股物流指数法（SPFI）

CPFl的计算公式为：

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p . ∆H_c . P . ∆FL_mix - n

CPFl = ⁰----r^---竺— ..............................(C.8 )

Δ FLm_ix = UFL — LFL ..............................( C.9 )

式中：

_IO ——所有流股的平均密度，单位为千克每立方米（kg/mD； ʌH C ——所有流股的平均燃烧热，单位为千焦每千克（kj/kg）； P ——平均压力，单位为兆帕（MPa）；

UFL--爆炸上限，% ；

LFL——爆炸下限，% ；

ʌFLm,_x—— 爆炸上限与爆炸下限的差值；

〃 --流股的数量。

SPFl计算每股物流泄漏危险的相对数值,计算公式为：

式中：	SPFI =A₀ X （Ip XI。X Ie XlFL） ..............................（ C.10 ）单独物流的热值 ^e=所有物流的平均热值 ^（^C.^）单独物流的压力 ^P=所有物流的平均压力 ^（^C.^）单独物流的密度 P=所有物流的平均密度 ^） = 单独物流的△fl ⁱ^fl =所有物流的平均δfl ^（^C14^）

A。为系数。

CPFl与SPFl均是基于物流数据，需要通过流程模拟软件获取物流数据表

C.5后果指数法（ISCI）

后果指数法通过计算物料泄漏后导致的爆炸与中毒后果是否可接受，从而衡量本质安全化水平。后果指数法计算得到的爆炸与中毒后果如果不可接受，应对设计进行变更，除非采用进一步严格的定量风险评估方法计算表明可接受。后果指数法计算方法见AQ/T 3046 ,进行适当简化,计算流程如下：

a）获取管道直径与物流数据；

b）估算释放的可燃/有毒物质，设气体或液体经孔泄漏，泄漏孔径为小孔（5 mm）、中孔（25 mm）或完全破裂；

C）采用多能法（TNo）计算蒸汽云爆炸超压，得到爆炸强度等级；

d）采用Pasquill-Gifford模型扩散方程计算毒气释放后果；

e）估算对人员或设备的潜在损伤；

f）根据工厂的可接受标准进行决策。

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附录D

（资料性）

本质安全化评估报告提纲

本质安全化评估报告推荐提纲见表D.1。

表D.1本质安全化评估报告推荐提纲（参考）

章序号	章标题	节序号	节标题
1	项目概况	1.1	项目背景
		1.2	评估对象与范围介绍
		1.3	参考标准
		1.4	技术路线与主要内容
2	工艺简介	2.1	反应原理与工艺流程
		2.2	主要设备与条件
3	工艺安全研究	3.1	研究方法
		3.2	测试结果分析
		3.3	研究成果
4	本质安全化评估	4.1	方法的选择
		4.2	本质安全检查
		4.3	本质安全分析
		4.4	本质安全量化评估
5	总结与建议

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参考文献

[1] GB/T 16483化学品安全技术说明书内容和项目顺序

[2] GB/T 35320危险与可操作性分析（HAZOP分析）应用指南

[3] AQ/T 3046化工企业定量风险评价导则

[4] NFPA 704 Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response