硝化反应是有机化学工业中十分重要的反应之一，是向有机化合物分子中引入硝基（－NO2）的过程。硝化产品的用途十分广泛，在医药、国防工业中有着重要的地位。涉及硝化反应的工艺过程统称为硝化工艺。

近年来，涉及硝化工艺的安全事故频发，根据相关统计，2015—2019年全国发生的854起化工伤亡事故中，硝化工艺发生危险事故的概率最高，造成的死亡人数也最高，涉硝工艺已然成为安全生产事故的重灾区，如何提升硝化工艺本质安全成为业内关注的焦点。

硝化工艺的危险性有哪些？

硝化工艺的危险性主要有以下几方面：

1、硝化反应放热量大，反应进行速度快，温度不易控制。硝化反应过程中，温度越高，反应速率越快，引入一个硝基可释放出约150kJ/mol的热量，硝化反应过程必须及时移除反应热，若冷却失效、加料失控或搅拌中途停止，极容易造成温度急剧升高而发生爆炸事故。

2、硝化反应中的原料具有燃爆危险性，易燃且有毒，如苯、甲苯等。如果使用不当，很可能造成爆炸燃烧以及中毒事故。

3、硝化反应产物和副产物大多具有爆炸危险性，尤其是硝基化合物，在受热、撞击或接触火源时，非常容易发生爆炸和火灾事故。

4、硝化剂具有强烈的氧化性和腐蚀性，如浓硝酸、混酸与油脂、有机化合物尤其是不饱和有机化合物接触，能引起燃烧或爆炸。

举例来说，看看硝化反应过程存在的危险性：

某硝化反应的具体工艺为：在反应釜内，放入硫酸，开启搅拌及反应锅夹套的冷冻盐水冷却，然后，慢慢投入化合物A，投毕，继续冷却至-5℃后，再开始滴入硝酸，在滴加的过程中，控温-5℃～0℃，然后在-5℃~0℃保温3小时。

对于该硝化反应，我们可以从量热实验中获取反应的总放热量信息，为69.1KJ/KG（以物料总质量计），如果冷却失效，体系能达到的最高温度（MTSR）为37.8℃。

对于反应后的产物混合液，进行热稳定性测试，通过绝热加速量热实验，得出以下数据：

从上图可以看出，反应后的产物混合液在35°C开始分解，分解产生的热量使其升高到215℃，随着温度和压力迅速上升，最大压升速率达到232bar/min，分解释放的压力达到51个大气压。

综合反应量热数据和产物混合液绝热加速量热数据，可以看出，一旦反应放出的热量不能及时移出，或者出现冷却失效，导致反应釜温度达到35度，反应釜内物料会开始分解，当温度达到50度以上，反应釜物料就会急速分解，反应釜内温度和压力急速上升，此时硝化反应危险性高，有可能引起冲料甚至是爆炸事故。

如何提升硝化工艺安全水平

那么，如何管控硝化反应过程中的热风险，提升硝化工艺安全水平呢？最有效的手段之一就是开展反应风险评估。

早在2020年，国务院安委会就印发了《全国安全生产专项整治三年行动计划》，当中就规定：涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的精细化工生产装置，必须进行有关产品生产工艺全流程的反应安全风险评估；对相关原料、中间产品、产品及副产物进行热稳定性测试和蒸馏、干燥、储存等单元操作的风险评估。

通过开展硝化工艺全流程的反应安全风险评估，可以识别工艺过程中的安全风险，掌握物料的不稳定分解起始温度、各阶段放热速率和绝热温升等安全参数和反应失控的极限值，对硝化工艺热失控引起分解爆炸的可能性进行风险评估， 根据反应安全风险评估结果，对风险进行管控，并制定应急处置方案和事故专项应急预案，定期进行演练，提高应急处置能力。

反应安全风险评估工作专业性强，技术要求高，对评估团队的综合实力和素质要求严苛，企业可以通过聘请具备相关专业能力的第三方机构开展评估工作，以确保评估报告的专业、有效性，以确保达到提升硝化工艺本质安全水平的目的。