淺析化工工藝設計中的安全問題

摘要：如今的化工工藝設計中，對安全設計的要求越來越高，安全在化工生產中的重要性也越來越明顯。化工工藝的安全設計要求事先需要設計的化工裝置作出詳細研究和了解，以發現它潛在的不安全的因素，發現問題，解決問題，在保證設計安全的基礎上進一步保證化工生產的安全，減少因設計問題而帶來的化工生產安全事故的發生。本文主要是對化工工藝設計的涵義、特征，需要注意的安全問題及如何控制安全隱患進行分析論述，希望提供一些有價值的參考，從而確保工藝設計的安全性。

關鍵詞：化工工藝設計；安全設計；特征

一、化工工藝設計的概述

1.化工工藝的概念

化工工藝是指把原材料經過一系列化學反應，轉變成產品的方法以及過程。它包括完成這一變化的全部化學措施。其生產過程一般可分為以下三個步驟：首先是原材料的處理。為了使原料符合進行化學反應所要求的狀態和規格，根據具體情況，不同的原料需要經過凈化、提濃、混合、乳化或粉碎（對固體原料）等多種不同的預處理；其次是進行化學反應。這是生產的關鍵步驟。經過預處理的原料，在一定的溫度、壓力等條件下進行反應，以達到所要求的反應轉化率和收率；最后是對產品進行提純、凈化達到產品要求。將由化學反應得到的混合物進行分離，除去副產物或雜質，再經過萃取、提純等手段進行凈化，以獲得符合組成規格的產品。

2.化工工藝設計的涵義

化工工藝設計是指在設備、管道、泵閥、儀表和自動化等方面的配置，以及工藝流程的設計等。在整個化工工藝設計的過程中，為了確保化工生產的安全可靠和高效運行，需要熟悉掌握化工生產的原則和精神，并在此基礎上，根據化工規范中對物品的危險程度等級的劃分，確定不同危險等級的物品的防火間距、防爆等級等，從而為我們在選用設備與儀表、操作方式、消防器材等方面提供了安全保障。

3.化工工藝設計的特征

第一，化工工藝設計時間短、任務重。其中最突出的一個特點是總體投資比較大，設備系統、反應裝置龐大，物料管道復雜等，而且工藝設計中所用到的物料都比較特殊。為了能在短時間內占領市場，必須去考慮化工工藝設計的周期，要盡量爭取其早日上市。所以，大多化工企業為了縮減建設周期，往往是邊設計邊開發，有問題就改。繁重的設計任務經常會讓部分人員忽略安全問題，埋下安全隱患。

第二，化工工藝設計的復雜性。化工工藝設計是一項系統復雜的工程，往往涉及到許多專業技術，需要相關專業的工程技術人員參與。化工工藝設計會涉及到化學工程知識、化學工藝知識、機械設備知識、電氣安全、自動控制、消防、安全工程等等，同時，各專業、各設計人員之間的配合、協調也非常重要。

二、化工工藝設計中常見的安全問題

在工藝設計中，安全問題就是指生產中潛在的事故隱患因素。因此，在設計的過程中，一定要提高工作人員的安全意識以及危險的識別意識，將隱患消滅于萌芽之中，并且能夠盡量避免對危險設備或者危險物品的使用。一般化工工藝涉及的安全問題有以下幾個方面：

1.物料安全問題

化工工藝在生產過程中的原材料、中間產品與副產品以及產品和貯存中的物質都是以不同的狀態存在的，且都具有特殊的物化性質，在一定狀態下可造成非常大的危害。因此，要了解和掌握這些物質的危險特性，而且要養成對其穩定性與化學反應以及毒性等相關的識別意識，進而能夠做出有效的評價與分析，預防危害的發生。

2.工藝路線的安全問題

往往一種反應通常會涉及到幾條工藝路線，因此，在設計的過程中應該選用危險指數最低的。在這個過程中，對于生產的條件以及物料都要進行充分的考慮，盡量選用無害或者低危險的物料。在新型技術以及新設備的選用過程中要注意其三廢的排放量，盡量實行循環利用，降低污染。

3.反應裝置的安全問題

化工反應是生產的核心，在化工反映的過程中也存在著很多與安全性相關的問題，有些問題甚至會造成非常嚴重的生產事故。因此，在反應裝置的設計與選用的過程中，要做好充分的準備，并且應該經過嚴密的計算，爭取做到萬無一失。在工藝設計中采用減少進料量、控制加熱速度、加大冷卻能力的方法或者采用多級反應等相關措施提高反應器的安全指數。

4.管道安全問題

通常情況下，管道輸送的物料一般都屬于易燃、易爆甚至腐蝕性與毒性較強的物品，若是管道出現泄漏，各種毒害物質漏出，不僅會對環境造成嚴重的污染，而且會造成生產過程中的安全隱患。因此，在管道的設計中，要對于管道的材質選擇、應力分析以及布置方式等容易引發管道泄漏的因素進行充分考慮。

5.電氣設計安全問題

電氣設計中，應結合工藝的要求，按照工作環境是否屬于爆炸和火災危險環境、危險程度和危險物質狀態的不同，采取相應的措施，防止由于電氣設備、電氣線路設計不當引起爆炸事故。

三、加強化工工藝設計中安全隱患的控制

1.正確選擇物料

化學試劑的種類多種多樣，不同的物料通過特定的反應過程都可以帶來結果產物。關于物料的選擇，除選擇價格低的物料之外，還需要考慮物料的性質。盡量避免選擇易燃易爆或者有毒的物料，即使這樣的物料成本相對低廉，但其存在的安全隱患是很大的，一旦發生安全問題，經濟損失將難以估量。

2.正確處理和利用產物

反應過后，除了需要的產物，往往還會產生其他產物，反應產物如果有毒害，一定要采用有效方式將其收集或者用二次反應將其消耗掉，絕對不能不經處理而肆意排放到環境中，這種行為是極其不負責任的，是應該杜絕的。此外，對于有的有使用價值的產物，可以將其收集起來，經過一定的處理加以利用，或者賣給需要這種原料的廠家。這種方法不僅避免了浪費，還為企業增加效益。

3.采用先進的電子信息技術，提高安全控制系統水平

化工工藝非常復雜，反應中為了保證工藝質量和工藝安全，需要同時控制很多參數，如投料配比，進料速度、投料量、反應溫度、壓力、時間，以及與工藝相關的許多化學、物理參數。采用DCS系統，也稱集散控制系統，可以利用先進的電腦信息控制技術，同時對多參數進行測量、控制調節、分析計算、保證工藝安全和質量。而ESD系統，即緊急停車系統，是一套獨立于工藝控制DCS的安全控制系統，它可以根據物料的危險特性、生產裝置的安全指標、自動監控生產系統的狀況。當可能出現安全隱患時，及時發出警報，當接近事故臨界時，能提前預測井自動采取安全措施，如切斷進料、開啟排放系統、緊急冷卻系統、加入反應終止劑、關閉熱源、緊急排風，最后甚至停止整個裝置等等，避免出現因人為操作和判斷失誤出現的安全事故。

四、結束語

化工生產得到順利實施的前提是化工工藝安全設計，化工工藝安全設計在化工市場中占有作用是很大的，因此，化工工藝安全設計必須受到重視。在設計時，要嚴格遵守相關法律規章制度及其企業安全管理制度，規范操作過程，積極發現設計過程中存在的一些不安全的因素或者隱形的安全隱患，對設計中的不足加以改善，防止安全事故的發生，保證化工工藝設計的安全性。

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