摘要：双氧水作为一种重要的化工产品，广泛应用于化工、环保、医药等领域。然而，其生产过程中涉及加氢反应，过氧化反应等危险因素，安全隐患突出，易引发火灾、爆炸等事故。本文基于国内多起双氧水生产事故案例，以及应急管理部近年发布的《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》重点检查内容，分析双氧水生产工艺安全风险。针对氢气、工作液燃爆；双氧水分解爆炸等典型隐患，结合实际项目经验，提出基于全生命周期管理的风险控制策略，为提升双氧水装置本质安全水平提供理论支持。

关键词：双氧水生产装置；安全隐患排查；安全风险控制；安全管理

1 引言

双氧水是一种广泛用于造纸、纺织、环保和医药等领域的化工原料，其安全生产问题受到关注。双氧水生产过程中存在氢气、工作液燃爆以及双氧水分解引发的爆炸风险。2015 年至 2022 年，国内共发生了 23 起双氧水相关事故。2023 年 5 月，一企业在回收双氧水装置工作液时，因吸入70%浓度双氧水而引发超压爆炸，导致相邻企业储罐及管线泄漏燃烧，10 人死亡。这些事故造成了重大经济损失和人员伤亡，同时也暴露了双氧水生产安全管理体系的薄弱环节。

实践表明，当前企业安全隐患排查仍面临多重挑战：一是部分装置设计未严格执行材料禁限用规定，如碳钢部件残留、含钴合金误用，金属离子进入系统导致双氧水催化分解；二是表面处理工艺不达标，如焊缝未严格打磨粗糙度超标、设备制造施工过程中造成的划痕及材料变形等，加速双氧水分解；三是生产过程与开停车中未严格按照操作流程进行操作，如钝化残留氯离子，开停车时氮气置换不完全等导致双氧水和污染物混合引发爆炸。为应对此类风险与不足，应急管理部于 2023 年发布《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》，重点强调设置温度、压力报警连锁；氧气在线监测以及增加反应器、过滤器、储罐等设备的紧急泄放等措施，提高装置的本质安全水平，遏制重大风险[1]。

可以看到，系统性地开展安全隐患排查与风险控制研究具有迫切的现实需求，不仅关系到企业的稳定运行，更是保障社会公共安全的重要课题。本文以《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》为框架，结合实际双氧水项目设计过程中的落实措施，系统探讨双氧水装置全生命周期中工艺风险演化规律与防控策略，旨在为提升本质安全水平提供理论支撑与实践参考。

2.双氧水生产典型安全隐患分析

2.1 典型事故分析

双氧水生产过程中的安全风险主要来源于其强氧化性和不稳定性。通过对近年来典型事故案例的系统分析，归纳出以下几类：

(1)污染引发分解事故

这类事故通常由于设备材质选择不当所致。研究表明，当双氧水中Fe³ ⁺ 浓度超过2 mg/L 时，其分解速率会显著提高。某企业因储罐内壁使用碳钢材质导致 Fe³ ⁺ 溶入双氧水，催化产生剧烈分解反应，最终造成储罐超压爆炸。

(2)工艺联锁系统失效事故

自动化控制系统的可靠性将直接影响生产安全。某生产装置因氧含量监测系统故障，未能及时切断氢气供应，致使氢气与空气形成爆炸性混合物并引发爆燃事故。

(3)设备设计完整性事故

设备泄压设计不完整是引发事故的重要原因。某企业氧化系统过滤器因未设置泄压装置且缺乏定期维护，导致局部压力过高，最终造成设备爆裂。

(4)人为因素相关事故

据统计分析，超过 80%的严重事故与人为操作失误相关，包括未持证上岗、违章指挥违章作业、应急处置不当等。这促使《指南》特别强调特种作业人员资质管理和人员定位系统的配置。

2.2 隐患根源

双氧水生产装置的工艺系统固有风险集中体现于氢化与氧化工段的高危耦合特性[2]，体现在双氧水生产过程中生产介质的组合会在过程中产生危险。例如，氢气不应与氧气 (‡‡‡) ）混合，双氧水不应与钯催化剂混合。工艺流程和控制连锁的配置不仅确保工艺可操作，而且确保不相容的材料保持隔离，避免事故，确保持续生产。

双氧水生产装置的隐患主要源于技术与管理两大层面。技术上，其加氢和过氧化工艺均属国家重点监管的危险化工工艺。氢化反应中氢气爆炸极限为 4%～75% ，燃爆风险高；而过氧化工艺因双氧水中过氧基的存在，易分解爆炸。设备材质也易引发风险，如合金设备过渡金属超标、使用易被腐蚀的非金属材料、设备内表面光洁度不足（ Ra>0.8μm ）等。管理方面，人员资质与操作规程问题严重，特种作业人员无证上岗情况频发，关键设备维护不及时，应急处置程序也多流于形式。

3. 国家隐患排查指南的设计用意及分析

3.1 隐患排查指南设计用意

《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》的修订，体现国家对双氧水生产风险认知的深化。其核心条款的技术逻辑，源自事故教训与工艺本质安全需求。主要聚焦预防氢气燃爆、双氧水分解爆炸，以及开停车阶段因引入污染物致双氧水分解爆炸等典型事故。例如，针对开停车时氢化工艺残留 ♯♯ ，通入氢气后有爆燃风险，指南要求氢化单元开车前用氮气置换涉氢管道与设备系统，确保氧气浓度小于 2.0% （体积分数）[1]。同时，指南强化外部安全距离、特种作业持证等管理措施，从技术与管理两方面构建风险防控体系，实现全链条安全管控，贯彻 “防患于未然” 的监管思路。

4.设计应对措施

在应对国家隐患排查要求方面，企业通过系统化的工程设计和严格的管理措施实现全面防控。《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》对工艺控制提出了全面而严格的技术要求，其核心在于构建多层次的安全防护体系。工艺控制上构建DCS 与SIS 集成的三级保护层：

一级控制通过DCS 实现温度、压力、流量等参数的连续调节，采用集散控制系统DCS 对装置的操作和运行进行实时监控和精确控制。二级保护由SIS 系统执行氧含量超标、温度过高等危险工况的联锁与紧急停车动作，SIS 系统对装置中的部分设备和生产过程进行安全联锁保护，实现生产安全、稳定、长期高效运行，保证人员和生产设备的安全。三级防护依靠安全泄放系统和事故应急池，当发生事故时，启动紧急泄压系统，排放可燃气体或液体至安全地点或废气废液处理系统。项目压力容器和压力系统均设置安全阀或爆破片等安全保护设施，在事故状态下由安全阀泄压，保护设备。

4.1 氢化工段

在氢化工段，设置氢化塔压力监测、控制、报警和联锁，氢化塔采用氮封，由尾气循环压缩机进气量来控制压力，压力低时补充氮气，压力高时排放气体，一旦压力超过限制，则连锁切断氢气进口阀门，打开氢化塔顶部出口的开关阀，气体先经氢化塔顶旋风分离器去除气体中所含的液体后，经流封器高空排放。氢化塔设低压氮气连续补充管线，与塔顶压力联锁，一旦塔顶压力过低则补充氮气。在氢化塔氢气及工作液入口均设置流量计检测氢气流量，以及反应物质的配比。氢化塔塔底部设置温度报警联锁。设置氢化塔氢化尾气循环在线氢、氧含量检测系统，一旦氢化塔顶部检测到氧气浓度超过 1.5% （体积浓度），SIS 联锁停止氢气进料并启动紧急氮

气吹扫，将塔内氢气和氧气置换为氮气。

4.2 氧化工段

在氧化工段，对进入氧化塔的空气的流量、温度、压力进行监测和控制，进入 DCS 系统；同时设置氧化塔尾气氧含量在线监测，在 DCS 系统中根据氧化塔尾气的含氧量来调节空气流量以调节反应物料的配比。当氧化塔温度过高，则停止空气进料，如果温度继续升高，超过高高连锁线，则SIS 系统连锁打开塔底卸料阀，排放双氧水至事故池。氧化塔压力高高连锁，则SIS 系统关闭空气压缩机出口开关阀，停止空气进料，工作液系统切换为短循环模式，如压力继续升高，则超压气体通过氧化塔塔顶的安全阀高空排放。氧化塔顶设置尾气氧含量在线检测系统，一旦检测到氧气浓度超过 1.5% （体积浓度），启动氮气紧急吹扫，将塔顶气相空间置换成氮气，避免爆炸性氛围出现。氧化塔尾气经涡轮膨胀后送至溶剂芳烃回收单元处理，最后活性炭吸附后排放。

4.3 萃取、净化工段

一旦萃取塔温度触发高高连锁，则触发SIS 系统，停止萃取塔进料，打开塔底卸料阀，排放双氧水至事故池。对萃取塔的液相界面和液位进行检测和报警，脱盐水进行流量监测和控制并在管线上设置自动切断阀，一旦萃取塔的液位偏高则关闭纯水进口开关阀，停止脱盐水进料。纯水与稀硝酸通过静态混合器混合后进入萃取塔，进口管道上设在线pH 监测，并在管线上设人工取样。萃取塔底部萃余液返回氧化塔管道上设置双氧水浓度检测质量流量计，该流量计信号进SIS 系统，浓度超标时联锁紧急停车。一旦净化塔温度触发高高连锁，则触发SIS系统，停止萃取塔进料，打开塔底卸料阀，排放双氧水至事故池。

4.4 设备选材

在设备选材方面，严格执行 S30403 不锈钢标准。内表面机械拋光至 Ra⩽0.8μm 并经过酸洗钝化处理，现场制作的双氧水储罐也要求抛光至 Ra⩽1.2μm ，关键管道采用全自动轨道焊接。板材选用符合EN 标准或ASTM标准2B 表面光洁度的冷轧板。所有垫片选用PTFE 材质，密封圈选择FFKM 材质避免被双氧水腐蚀导致泄漏。

在生产开始之前对整个生产回路进行酸洗。在软化水中加注 3\~5%的硝酸溶液，打入系统进行 24h 的循环，定期分析循环液中的铁、钴、铌、铜、铬、钛等金属的浓度。

4.5 其他设计措施

对于双氧水系统，在管道设计时避免死区并尽量减少阀门的设置，在两阀门中间的管道上设置DN25 的安全阀，避免阀门关闭期间管道中双氧水分解造成超压导致泄漏或者爆炸。

浮动式球阀在球的一侧钻3mm 的小孔，使阀门关闭时球道内双氧水分解造成积聚的压力都泄放到阀门上游高压侧，管道及仪表流程图绘制时标明流向，以及阀门采购安装时注意流向，如果泄放到低压侧会造成双氧水污染。

项目在双氧水管线上不设置过滤器，因为过滤器收集催化剂、铁锈和其他污染物的颗粒，含双氧水的流体流过或滞留时，会加速分解，导致过滤器爆裂。如果一定需要设置，则需增加SIS 安全仪表功能，确保经过过滤器介质流量小或无流量时，过滤器都会被清空并用软化水清洗，同时考虑设置安全阀或爆破片并定期更换滤芯。

5.企业管理建议措施

5.1 人员管理控制

根据《特种作业目录》，加氢反应、过氧化反应、双氧水储存巡检岗位属于特种作业岗位，这些操作人员全部需要持相关工作证。建立特种作业人员电子档案系统实现证书动态管理；建立人员定位系统，进入生产装置区人员应配备人员定位卡，预警人员聚集；运用人员定位技术限制生产区同时作业人数不超过3 人；通过HAZOP分析识别出高风险节点并制定针对性标准作业指导书或应急预案。这些措施严格对应《指南》要求，形成从工艺安全设计到运行管理的完整防控链条。

5.2 全生命周期智能管控体系探索

双氧水生产装置的全生命周期安全风险管控体系需贯穿设计、设备制造、施工、运维各环节，构建“制造-施工-运维”数据贯通的全生命周期平台。

在制造阶段，材料选型可探索突破静态限制，结合设计模型，应用AI 视觉识别技术检测设备腐蚀，引入动态腐蚀数据库，建立装置寿命预测模型，并建立供应商材料谱系追溯机制。

在设计阶段进行的HAZOP 定量分析制定标准作业程序，考虑利用HAZOP 信息标准化框架[3]，构建HAZOP与 LOPA 分析成果，标准作业程序，以及应急处理措施的信息平台。同时企业定期为从事双氧水生产和使用的工作人员提供必要的安全培训和教育，通过培训教育使工作人员意识到双氧水生产的危险性，识别生产过程中的风险点，掌握本质安全技能并应用到实际工作中去。

另外可以探索将人员定位系统与电子围栏智能联动，当检测到危险区域，如氢化塔周边 10m 人员大于 3 人时，自动锁定相关设备操作权限并启动定向声波疏散警报。探索自动机械化，智能化巡检，实施“机械化换人、自动化减人”，目标实现生产现场的无人化操作[5]。

6 结论

以事故教训为驱动，国家应急管理发布《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》通过强调技术深化、材料工艺的精准管控的融合应用实现系统性风险隐患排查，以及控制连锁标准化，提升双氧水生产装置的本质安全。

在设计过程中，结合《指南》中的排查项作为设计检查项，按照《指南》的要求进行控制连锁，材料选型，安全泄放设计，可以有效地提升设计质量，确保设计交付成果本质安全。

企业在生产过程中需参照《指南》有效地整合与协调人机环三者的关系，破坏事故发生的充分和必要条件，实现生产过程的本质安全化，做到即使发生误操作或设备故障时，系统存在的危险因素也不会导致重大事故发生。

参考文献

[1]《过氧化氢生产企业安全风险隐患排查指南》[S].应急管理部危化监管一司,2023

[2] 高 军 , 钱 立 堂 , 范 昌 海 , 等 . 卫 星 石 化 过 氧 化 氢 装 置 精 细 化 管 理 浅 析 [J]. 上 海 化工,2020,45(04):39-44.DOI:10.16759/j.cnki.issn.1004-017x.2020.04.014.

[3] 高 东 , 肖 遥 , 张 贝 克 , 等 . 基 于 知 识 本 体 的 HAZOP 信 息 标 准 化 框 架 [J]. 化 工 进展,2020,39(06):2510-2518.DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1445.

[4]过氧化氢装置现状[R].中国无机盐工业协会过氧化物分会,2023

[5]关于印发《全省危险化学品安全生产“机械化换人、自动化减人”工作方案》的通知[S]，山东省应急管理厅，鲁应急字〔2021〕135 号