1、College of Information Science & Technology,过程本质安全及其应用与评价,主要内容,本质安全及其原理,本质安全原理的应用,本质安全的评价,小结, 本质安全及其原理,“本质安全”（Inherent Safety）的提出： 1977年12月，英国的Kletz教授作了题为“What you dont have, cant leak”的报告，首次明确提出“本质安全的化工过程”（Inherently Safer Chemical Process）概念，形成了“本质安全”的雏形。 本质安全是利用物质或过程本身所固有的属性消除或减小危害，而不是用保护系统控制和管理危
2、害。, 本质安全及其原理,本质安全的内涵（1）物质和过程的存在具有其固有的必然的物理和 化学特性，比如某物质有剧毒性，某过程是高 温高压的等等，这种特性与生俱来，且是形成 过程危害的根源。 （2）通过改变具有危害特性的物质或过程变量，从 而消除或最小化过程危害，而非控制危害。（3）“本质安全”不代表“绝对安全”。当某过程相比 于其它可选过程消除或最小化了危害特征，则 认为其是本质更安全(Inherently Safer)过程。, 本质安全及其原理,本质安全与传统安全理念的区别：,本质安全：消除过程的危害特征。 传统安全方法：以控制危害为目标，不能避免事故的发生。,着眼点不同,01,采用方式不同
3、,02,介入时机不同,03,本质安全：根据物质和过程的固有属性消除或最小化危害 。 传统安全方法：添加安全保护设施控制已存在的危害 。,本质安全：注重在过程早期从源头上消除危害。 传统安全方法：在过程中后期对危害进行分析、评价，提出改良措施。, 本质安全及其原理,本质安全设计与绿色化工,致力于安全问题Click to add Text,着重考虑过程对人和环境的影响：反应路径，合成路线，原料，介质等方面；合成路径的实现；重视对基础理论的把握和应用,Green chemistry, engineering,着重考虑安全范畴：更加注重事故的直接后果，比如毒性物质泄漏的直接影响等；也同时考虑化学品和工
4、程问题，比如设备设计，运输，布局等。, 本质安全及其原理,本质安全设计与安全保护层的关系,本质安全设计的核心区域, 本质安全及其原理,化工过程生命周期中提升本质安全的机会,化工过程生命周期中各阶段考虑过程本质安全的机会大不相同。在过程早期考虑本质安全的自由度较大，到中后期逐渐减小，因为过程已经定型，只能添加安全保护设施，不但安全费用迅速增加，也使过程变得复杂。图示为提升本质安全机会相对较大的阶段。,图1 化工过程生命周期中考虑本质安全的机会, 本质安全及其原理,着眼于化工过程整个生命周期的过程安全方法,图2 化工过程生命周期中过程安全方法的演变, 本质安全及其原理,Text in here,本
5、质安全与安全保护层,本质安全与化工过程生命周期,本质安全与传统安全方法,本质安全的特性本质安全即为安全的本质特征，特征的不可分割性决定了能从本质上实现过程安全。 处于保护层的核心，着重从物质（能量）和过程、设备设计实现本质安全设计。化工过程整个生命周期中优先考虑的安全方法，尤其对研究开发和概念设计阶段更具价值。, 本质安全及其原理,最小化、替代、缓和、简化,限制影响、避免链锁效应 、防止错误装配、容忍度,状态清晰、易控制、软件,分层次的过程安全设计原理如下，其中本质安全层是优先采用的安全设计方式。,Your text in here,Your text in here,Your text in
6、 here,本质安全层,物理保护层,控制保护层,应急响应层, 本质安全及其原理,IPSG（International Process Safety Group）、AICheE的CCPS（Center for Chemical Process Safety）对本质安全设计原理的定义按照优先级如下：, 本质安全及其原理,物理保护层安全设计原理, 本质安全及其原理,控制保护层安全设计原理, 本质安全及其原理,本质安全设计原理是定性的描述，没有统一的衡量标准，导致应用程度参差不齐，有些学者建议用本质安全指标进行量化，原理与指标的对照关系下：,最小化,替代,本质安全 设计原理,A,B,简化,D,缓和,C,易燃性，易爆性，毒性，腐蚀性，化学交互,总量值，产率,过程温度，过程压力，反应热,过程结构，过程复杂性，布局，设备类型, 本质安全及其原理, 本质安全原理的应用, 本质安全原理的应用,物质类应用反应原料和路 径的选择；溶剂的选择；物质储存和输 送的方式等,本质安全原理 的应用,过程类应用反应器的强化；反应器的选择；操作方式的选择；过程条件的改良 等,现有的相关研究主要关注过程的早期阶段，可分为物
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