1.5风险分析
风险分析（hazard analysis，HAZAN）是指对暴露出的风险及其产生的后果进行分析。风险分析可分为以下三个步骤。
（1）风险识别 风险识别方法可以采用第1.4节提到的事件树分析（ETA）、事故树分析(FTA)、危险与可操作性研究（HAZOP）等。
（2）风险评估 风险评估是针对系统潜在的危险性进行定性和定量分析，主要评估系统发生危险的可能性以及造成的损失及其严重程度，为安全管理和科学决策提供理论基础，同时，还可以充分利用专家经验，采用计算机及相关软件等先进的科学测试设备，预防事故的发生。
（3）风险的控制与管理 风险的控制与管理指的是提出降低风险的措施。在化工行业中，通过风险分析常常能够分析出工艺过程中的不足，并提出相应的解决措施。风险的控制与管理，同样需要一个专家组，专家组的工作也同样是围绕着风险分析分析的三个步骤开展工作：
?对事故发生的频率给出假设；
?对事故可能对员工、公众和工厂造成的后果给出假设；
?将上述结果与目标或准则进行比较，决定是否接受风险，或是采取行动减少风险发生的概率；
1.5.1 风险识别过程
工艺风险评估的基础条件是首先进行风险识别。化工生产过程的风险识别包括化学物质风险识别、目标工艺反应过程风险识别、未知二次分解反应过程风险识别以及生产工艺过程中设备及其操作风险识别等。其中，工艺生产过程中设备及其操作风险的识别可以通过事件树分析（ETA）、事故树分析(FTA)、危险与可操作性研究（HAZOP）、风险检查法（checklist）等不同的方法开展。在工艺放大生产初始设计阶段或在生产阶段进行定性的识别。而化学物质风险、目标工艺反应过程风险和未知二次分解反应过程风险则需要通过信息资料的查询和实验室反应风险测试研究来获取相关数据和结论。
化学物质风险需要进行大量的安全数据收集和必要的测试工作，包括参与反应的所有化工原料以及工艺过程中形成的各个中间体的稳定性测试研究等。大多数参与反应的化学物质的安全数据等，包括反应原料、中间体、产品和相关杂质等，一部分可以通过查询物质安全数据表（MSDS）得到，有些特殊的化工原料、中间体以及相关杂质的安全性数据不属于常规数据，需要通过实验测试求取。重要的安全性数据包括物质的燃烧性、闪点、引燃温度、爆炸极限、最低引燃能量、自燃温度等。
各种重要安全性数据的定义汇总解释如下。
燃烧性 燃烧性是指物质在空气中遇到明火、高温或氧化剂等条件时的燃烧行为，具有燃烧性的物质分为易燃物质、可燃物质和不燃物质三个层次。
闪点 闪点即易燃液体挥发出能产生瞬间闪光蒸气所需的最低温度，当液体受热而迅速挥发时，如果液面上的蒸气浓度刚好达到其爆炸下限浓度，则此时的温度就是物质的闪点，闪点分开杯式闪点和闭杯式闪点。闪点是判断可燃性液体蒸气由于外界明火作用而发生闪燃的依据，是评价可燃液体危险程度的代表性参数之一。如果液体受热达到闪点或闪点以上的温度，一经火源的作用就将引起闪燃，并且将在一定的条件下引发火灾事故。
引燃温度 引燃温度是指在常温常压下，加热一个容器内的可燃气体与空气的混合气，可燃气体开始着火时的反应容器器壁的最低温度。它可以作为评定可燃气体和可燃液体在发热物体内发生燃烧的尺度。从引燃机理可知，引燃温度是一个非物理性常数，它受各种因素影响，例如：引燃温度与可燃物浓
度、压力、反应容器、添加剂等条件相关。
爆炸极限 可燃气体或可燃液体的蒸气与空气混合后遇火花引起燃烧爆炸的浓度范围称为该物质的爆炸极限，也称为燃烧极限。引起燃烧爆炸的浓度范围分别称为爆炸下限（lower explosion limit，LEL）和爆炸上限（upper explosion limit，UEL）。当可燃气体在混合气体中的浓度低于爆炸上限或高于爆炸上限时均不会发生爆炸，而处于下限和上限之间的浓度范围称作爆炸范围。爆炸极限是物质安全性的重要参数，具体内容会在后续章节中进行详细介绍。
最低引燃能量 对气体、蒸气、粉尘云施加能量，例如：点火花、静电聚集等，当能量达到一定数值，并且可燃物处在爆炸范围的环境时，这些气体、蒸气、粉尘云就可能爆炸。这个能量数值称为最低引燃能量。
自燃温度 自燃温度是指在没有火花和火焰的条件下，物质能够在空气中自燃的最低温度。自燃温度不低于且通常远高于燃烧上限对应的温度。
除了考虑物质的安全性参数以外，还需要考虑物质的毒性，考虑化学物质引起机体损伤的能力。评价化学物质的毒性，应将危害性和危险性两者区别开来。危害性表示某种物质在一定条件下引起机体损伤的可能性，危险度则表示接触某种物质可能出现不良作用的预期频率。
毒性计算所用的单位一般以化学物质引起实验动物某种毒性反应所需的剂量表示（mg/kg）；如果为吸入中毒，则用空气中该物质的浓度表示（mg/m3），所需剂量或浓度愈小，表示物质的毒性愈大，最通用的毒性反应是动物的死亡数，常用的毒性指标有以下几种。
绝对致死量或致死浓度（LD100或LC100），即所有染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。 致死中量或致死中浓度（LD50或LC50），即染毒动物半数死亡的剂量或浓度。毒物通过口腔或皮肤接触进入体内分别代表经口和经皮半数致死量或浓度，试验所用的试体应有统一的规格。
最小致死量或最小致死浓度（MLD或MLC），即所有染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。 最大耐受量或最大耐受浓度（LD0或LC0），即全组染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。 当化学物质发生泄漏时，应当判断相关化学毒性物质短期暴露的危害，因此，还需要有相关化学毒性物质的短期暴露限值（如：IDLH）。了解物质的毒性，可以提高操作人员对参与化学反应的物质的警惕，在进行化工生产操作时，必须做好个人防护，尽量避免人员直接暴露在毒性环境中。
因此，化工原料、中间体的安全数据对化工风险评估非常重要，化工原料、中间体的安全性数据是保证风险评估顺利开展的基础条件。
目标化合物合成的化学反应工艺过程风险，可以通过反应风险研究，结合相关反应机理研究展开，首先需要确定目标合成工艺的反应类型。化学反应的类型有很多种，例如硝化反应、氧化反应、磺化反应、聚合反应、卤化反应等。根据反应的类型，可以初步了解反应的风险性情况。例如：硝化反应属于强放热反应，温度越高，硝化反应速率越快，放出的热量越多，极易造成温度失控而引起爆炸风险。有些氧化反应也是强放热反应，特别是完全氧化反应，放出的热量比部分的部分氧化反应大8∽10倍，被氧化的物质大多是易燃易爆危险化学品，通常以空气或氧为氧化剂，反应体系随时都可能形成爆炸性混合物。因此，例如硝化、氧化等强放热反应，均属于非常危险的反应工艺，在反应过程中，如果控制不好，非常易引起热失控，导致燃烧或爆炸风险的发生。所以，在工艺研发阶段，必须要对确定的工艺进行热风险识别，主要是放热反应的放热量，放热量越大，反应越容易引起热失控。此外，还有反应的绝热温升（ΔTad）、转化率（X）、热失控条件下反应工艺可能达到的最高温度（MTSR）等重要热数据，这些热数据可以通过量热实验获取。例如：采用实验室全自动反应量热仪（RC1）来获取热数据。热数据的获取，将为开展反应风险研究和工艺风险评估提供数据基础。
在放热工艺反应发生热失控后，当放热速率很高时，可以近似考虑为绝热的反应体系，由于热失控导致体系温度升高，达到或超过了反应的最高温度，在这个温度下，有可能达到反应料液的最低热分解温度而引发未知的二次分解反应发生，使反应热失控加剧。因此，在工艺研发阶段，要明确工艺反应热失控后反应的最高温度（）、反应体系物料的热分解温度以及发生二次热分解反应后最大反应速率到达时间（TMRad）、爆炸压力等参数。工艺反应热失控后反应的最高温度MTSR如前面所述，可以通过RC1来获取，而反应体系物料的热分解温度以及二次热分解反应后最大反应速率到达时间TMRad可以通过等温差热扫描量热仪（DSC）或绝热反应量热仪（ARC）来获取。在化工反应风险研究领域，ARC应用要优于DSC，ARC除了可以获取温度数据外，还可以获取压力数据，这部分内容将在后续章节中做详细介绍。
因此，通过采用差热扫描DSC、反应量热RC1、二次分解反应研究ARC，基本可以识别出整个工艺反应过程的热风险，获得热风险数据，为下一步开展工艺风险评估奠定基础。
化工安全生产与反应风险评估[精编版]
