淺談化學品之潛在反應性危害分析

壹、前言

隨著科技的進步與發達,化學品廣泛用於電子產品、汽車產品、食品、民生用品、醫療用品、農藥等各領域,促使化學品的使用量增加,然而,所使用的化學品多數具有易燃性、自燃性、腐蝕性或毒性等危害性質,所以無論是在製造、使用、儲存、運輸或廢棄等過程中,若有操作不慎,可能會造成大量化學物質洩漏或火災爆炸等意外事故發生,進而造成人員傷亡及財物損失。因此,掌握化學品的危害特性及找尋適當的儲存與管理方式極為重要!

貳、化學反應性工作表(Chemical reactivity worksheet, CRW)

對於化學品之間的相容性或潛在反應性危害,可使用「化學反應性工作表(Chemical reactivity worksheet, CRW)」來獲得資訊,此軟體為免費軟體,由美國化學工程學會(AIChE)化學製程安全中心(CCPS)、美國環境保護署(USEPA)緊急管理辦公室、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)緊急應變部門主導,並與材料技術研究所(MTI)、陶氏化學公司(Dow)、杜邦公司(Dupont)和飛利浦公司(Phillips)共同開發。(從CRW 4.0版開始,已交由CCPS管理),其功能及應用如下說明:
一、化學資料表(Chemical Datasheet) CRW包含數千種化學品的化學資料庫,描述每種化學品之化學及物理資訊, 包含易燃性、過氧化性、聚合性、爆炸性、強氧化力或還原力等,以及化學品是否與水、空氣發生反應之資訊,如圖1所示。另外,如果工廠內部化學品不在CRW資料庫中,亦可自行新增化學品相關資料。

圖1 化學資料表

二、反應性危害預測工作表 CRW藉由化學品的官能基、化學反應之反應熱(CRW定義化學不相容性反應物產生之反應熱需大於100 cal/g)與生成物及相關文獻等資料,對化學品的自反應性及物質相容性進行分析,預測化學物質間潛在反應性危害,如圖2所示。CRW目前共有68組官能基種類,依據化學品具有之官能基種類及其反應特性進行評估。
※圖表圖例說明: 

  • Y:相容性,沒有相容性之危害 
  • N:不相容性,有相容性之危害 
  • C:警告,可能有相容性之危害 
  • SR:自反應性,具潛在自反應之危害

圖2 反應性危害預測工作表

三、化學品與吸收劑之間的相容性評估 若發生化學品洩漏事故時,需要使用到吸收劑進行處理時,須留意化學品與吸收劑之間的相容性評估,如圖3所示。

圖3 化學品與吸收劑之間的相容性評估

四、結構材質(Materials of construction) CRW列出常見的結構材質及化學品之間可能造成的相關腐蝕資訊,可依據此資訊,初步評估化學品與結構材質間是否具有不相容性,如圖4所示。

圖4 化學品與結構材質的相容性評估

參、結語

CRW適合用來評估化學品間相容與否的軟體,亦能針對資料庫中的化學品初步判定其危害特性,包含火災爆炸危害、自反應性與急毒性危害等,可作為初步危害分析之工具。然而,使用CRW有下列幾點注意事項:
一、CRW相容性預測是假設給定混合物中所有物質在不考慮潛在的催化物質或 雜質下充分混合,且處於一般大氣壓力下以及典型炎熱氣候(大約24至49°C)的溫度範圍內。
二、CRW軟體中化學反應性選擇條件與工業製程不同,使用上需注意CRW可能會低估物質意外混合的潛在危害。
三、如果在反應性混合物中添加兩種以上的物質時,CRW會預測化學物質之間所有的危害特性,但並非評估兩種以上物質混合時可能產生的危害。例如:甘油和硝酸混合在一起時,所產生的反應很小,但如果將硫酸加入到此混合物中,這三種物質會反應生成具有爆炸危險性的硝化甘油。CRW無法預測這樣的危害,其主要針對甘油+硝酸、甘油+硫酸以及硝酸+硫酸等之間的相容性分析。

綜合以上原則,建議使用CRW執行化學品之潛在反應性危害分析時,需多方參考各類資訊再做判讀。

按:蘇芯褕,中華民國工業安全衛生協會安全與環保技術服務處工程師。
參考文獻
1. Center for Chemical Process Safety-Chemical Reactivity Worksheet
2. 張承明、王振華:高風險事業單位實施製程安全管理技術研究(一),勞動部勞動及職業安全衛生研究所,2018。