化工工藝設(shè)計中安全危險識別與控制

劉根峰（巴斯夫（中國）有限公司，上?！?00233）

化工工藝設(shè)計中安全危險識別與控制

劉根峰
（巴斯夫（中國）有限公司，上海200233）

在從事的各行各業(yè)中，安全問題一直都是重點，化工行業(yè)因其特殊的工作環(huán)境使得行業(yè)對安全性的要求更高?；すに囋O(shè)計需要具備規(guī)范、嚴(yán)格、精確等特性，使得化工工藝設(shè)計中的安全危險識別與控制成為從事化工行業(yè)職員重點關(guān)注的問題，要想營造一個安全的工作環(huán)境，就必須識別其中的危險并加以控制。結(jié)合各類化工工藝設(shè)計，淺談化工工藝設(shè)計中安全危險識別與控制。

化工工藝設(shè)計；安全危險識別；安全危險控制

1　化工工藝設(shè)計

在整個化工設(shè)計的過程中，相關(guān)工作人員必須熟悉化工設(shè)計的原則及注意事項，將思想滲透融入到整個化工設(shè)計理念中，這樣才能保證產(chǎn)品在符合市場需求及規(guī)范的要求下，將化工工藝設(shè)計完美地展示出來，包括小細(xì)節(jié)也能因相關(guān)工作人員徹底領(lǐng)會設(shè)計含義從而靈活展現(xiàn)出來?；ば袠I(yè)的特殊性要求整個行業(yè)工作人員的安全是第一位，因此需要對生產(chǎn)活動中的安全問題進行深度研究?；ば袠I(yè)規(guī)范守則將各類物品的危險程度分成五個等級，以便工作人員能快速熟悉化工材料及其性質(zhì)并將物品和危險等級一一對應(yīng)，增強安全防范意識。危險程度的五個等級是由化工產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)過程中使用并產(chǎn)生及存儲的原材料、產(chǎn)品中間品和最終成品的數(shù)量及相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)和誘發(fā)火災(zāi)爆炸等意外情況的危險程度、綜合生產(chǎn)過程中材料設(shè)計的性質(zhì)等來決定的，由此定下防爆等級等一系列危及人身安全的等級制度，能幫助企業(yè)或工廠正確地選用相關(guān)儀器。

2　化工工藝設(shè)計的類別

2.1概念設(shè)計

概念設(shè)計又被稱為假象設(shè)計，為了檢查工藝設(shè)計實施條件、生產(chǎn)路線等是否合理以及設(shè)計的合理運用可能性，通常在中試前以模擬生產(chǎn)裝置的方式進行。概念設(shè)計在檢查化工工藝設(shè)計是否合理且具有可行性的基礎(chǔ)上確定設(shè)計涉及的數(shù)據(jù)并加以補充，行使著確定中試規(guī)模、目的以及鋪墊小試內(nèi)容的職能。

2.2中試設(shè)計

中試設(shè)計主要在概念設(shè)計的基礎(chǔ)上進一步確定小試的內(nèi)容，檢驗設(shè)計的小試工藝路線和條件是否合理、整個化工工藝設(shè)計投入生產(chǎn)活動的可行性并設(shè)置產(chǎn)品使用性能考核的重點，在此基礎(chǔ)上獲取設(shè)計工藝的相關(guān)執(zhí)行數(shù)據(jù)并考察檢驗生產(chǎn)模型。中試設(shè)計還需要檢驗雜質(zhì)的積累對工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的影響，增加工藝設(shè)計的合理性。以上提到的通常視情況而定，特殊情況下也可適當(dāng)增加或減少相應(yīng)部分。

2.3基礎(chǔ)設(shè)計

基礎(chǔ)設(shè)計代表著整個生產(chǎn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的最終審核，包含著技術(shù)開發(fā)階段的終極研究成果，基礎(chǔ)設(shè)計是為了檢驗之前的實驗數(shù)據(jù)，判定設(shè)計工藝能否投入生產(chǎn)，在之前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上為下一設(shè)計提供生產(chǎn)的所有技術(shù)要點，是準(zhǔn)備階段最核心的設(shè)計環(huán)節(jié)。

2.4初步設(shè)計

初步設(shè)計作為精確化工工藝設(shè)計的首要階段，需要根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施及工程對技術(shù)和經(jīng)濟需求的整體企劃案、廠址考查數(shù)據(jù)及選擇報告和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計任務(wù)方案，在概念設(shè)計、中試設(shè)計及基礎(chǔ)設(shè)計的基礎(chǔ)上整理出化工工程的初步設(shè)計規(guī)劃書及總概算說明書，要求能通過項目審查、項目招標(biāo)并做好施工及各方面材料設(shè)施準(zhǔn)備，為投資建廠提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.5施工圖設(shè)計

施工圖設(shè)計是由高層負(fù)責(zé)人員根據(jù)初步設(shè)計呈遞的策劃及相關(guān)數(shù)據(jù)提出的修改建議結(jié)合初步設(shè)計中確立的各項指標(biāo)確定最終方案，根據(jù)相關(guān)要求以圖像和文字的形式詳細(xì)地呈現(xiàn)工藝設(shè)計和設(shè)備的各個組成部分，能清楚呈現(xiàn)各部分的尺寸及施工方式具體化的細(xì)節(jié)。施工圖設(shè)計是為了讓高層領(lǐng)導(dǎo)及參加工作的相關(guān)人員直觀地看到化工工程的整體或部分流程，解決初步設(shè)計中未能具象化的各種問題。

3　目前化工工藝設(shè)計存在的不足

化工工藝設(shè)計是一項技術(shù)含量高的工程，其工藝流程極具特色，包含的設(shè)備種類繁多并大都具有規(guī)格特殊這一特性，因此設(shè)備的功能化在非編設(shè)備的設(shè)計和定性設(shè)備的選用方面都有著特殊要求，對人才方面的選用要求也極高。

化工工藝設(shè)計所需的基礎(chǔ)資料繁多，但涉及的基礎(chǔ)資料很多都不完整，這些資料一般都是由科研單位提供，或者是由工作人員根據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù)和材料加以潤色而編寫完成的，所以并沒有經(jīng)過專業(yè)工業(yè)化的考量，沒能及時檢驗并完善，數(shù)據(jù)的精確性容易被質(zhì)疑，并由于獲取來源的局限性導(dǎo)致基礎(chǔ)資料很難完整。

化工工藝設(shè)計的工作量巨大但設(shè)計周期短，為了使產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場，前期的設(shè)計周期被極限壓縮以縮短整體建設(shè)周期從而獲取最大利潤，所以一般都存在一邊建設(shè)一邊完善設(shè)計的現(xiàn)象。其工作量巨大，總體投資也大，從而設(shè)備、管道也多，因此化工工藝設(shè)計中管道設(shè)計是一個需要特殊對待的環(huán)節(jié)。

裝置的規(guī)模大小不一，導(dǎo)致設(shè)計方案不能完全實現(xiàn)，為了節(jié)約資金和時間，通常會縮減一些設(shè)計部分占有的資源。為了獲得大量產(chǎn)品或者特殊的工程要求對工程數(shù)據(jù)的精確，才會有大規(guī)模的化工工程，才會有相比較而言大的設(shè)計、施工規(guī)模。

目前化工工藝所存在的問題都有著導(dǎo)致危險狀況發(fā)生的潛質(zhì)，對工作人員及產(chǎn)品投入市場后的使用人員都存在較大的安全隱患。由此可見，化工工藝設(shè)計中安全危險識別與控制顯得尤為重要，需要管理者及相關(guān)工作人員予以高度重視。

4　化工工藝設(shè)計中安全危險識別與控制

4.1工藝物料方面

物料的危險辨識主要是對其理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、熔沸點及毒性等多方面的分析得出的結(jié)論，能有效地幫助工藝物料接觸者了解到相關(guān)知識并做好防護準(zhǔn)備。生產(chǎn)過程中所接觸的原料、半成品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、生產(chǎn)雜質(zhì)等以固態(tài)、溶態(tài)、氣態(tài)三種形態(tài)存在，而他們在不同形態(tài)下對應(yīng)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等多有不同。在運輸、貯藏和使用過程中，這些物料通常會經(jīng)歷各種形態(tài)的變化，導(dǎo)致其物理化學(xué)性質(zhì)及危害身體的毒性也跟隨著變化，對這些危險特性進行辨識及控制，幫助接觸者了解到相關(guān)物料的危害性，能有效地減少物料對接觸者的身體傷害。

4.2工藝流程路線方面

一般工藝流程中的各種反應(yīng)都會有多條路線以供選擇，在實際運用路線的選擇時應(yīng)注意以下幾點：盡量減少危害物使用量或產(chǎn)量，減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害雜質(zhì)；盡可能地使用無害物料取代高危物料作為反應(yīng)原料；適當(dāng)降低反應(yīng)條件的要求，使用優(yōu)質(zhì)催化劑；在生產(chǎn)過程中如有不可避免的有害物質(zhì)產(chǎn)生則盡可能地降低有害物質(zhì)產(chǎn)生速率，在能夠控制的情況下進行生產(chǎn)活動；盡量使用新型設(shè)備、材料等投入生產(chǎn)，保證在物料的貯藏、使用及廢料的處理等過程中能完全控制有害物料不影響接觸者的身體健康；反應(yīng)過程中使用的物料、催化劑等盡量循環(huán)使用，減少對接觸著人體及環(huán)境的破壞。

生產(chǎn)過程中需要考慮人文主義，管理者或決策者不能只為謀取利潤而選擇有害但卻投資最少的路線，應(yīng)盡可能地選擇最環(huán)保、最健康、最實惠的工藝流程路線。

4.3化學(xué)反應(yīng)裝置方面

整個化工工藝的流程中，最為核心的部分就是化學(xué)反應(yīng)，化工產(chǎn)物基本都是都通過化學(xué)反應(yīng)得來的，因此化工產(chǎn)物誕生的同時也伴隨著很多危險因素。為保障接觸化工產(chǎn)物及參與化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)工作者的身心健康，在化學(xué)反應(yīng)裝置的選擇方面需要有諸多考慮，從而選出最符合實際生產(chǎn)需要并且不危害人體健康的反應(yīng)裝置。

反應(yīng)裝置的種類繁多，由反應(yīng)進出物料的情況主要分為間歇式反應(yīng)器和連續(xù)式反應(yīng)器兩大類，由反應(yīng)中使用的物料流程又可分為單程式反應(yīng)器和循環(huán)式反應(yīng)器兩大類，而從反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)則可分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定式反應(yīng)器等幾大類。以上多種類別的反應(yīng)器適合不同化學(xué)反應(yīng)，因此需要在符合實際情況的條件下選擇最合理的反應(yīng)器類別。

在反應(yīng)裝置中，構(gòu)成裝置的設(shè)備特性及組成裝置的工藝流程共同決定了反應(yīng)裝置的特性。由于工藝特性與工藝裝置特性有著密不可分的聯(lián)系，因此在選擇工藝裝置時需要對工藝的適應(yīng)性及安全性等問題進行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)財?shù)據(jù)采集并加以分析，根據(jù)工藝的操作特性、范圍以及對各類設(shè)備的數(shù)據(jù)分析選擇最合理的工藝裝置。

化學(xué)反應(yīng)的種類復(fù)雜而繁多，控制化學(xué)反應(yīng)的難度也因此大大提升，雖然也存在很多的簡易反應(yīng)裝置用來進行簡單的化學(xué)反應(yīng)，但由于反應(yīng)裝置的簡單使得控制反應(yīng)的力度不夠，很容易導(dǎo)致反應(yīng)過度。當(dāng)工藝涉及到的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度極快、放出熱量大時，對反應(yīng)裝置的要求就會更為嚴(yán)格，反應(yīng)器控制方案的設(shè)計就需要更為嚴(yán)謹(jǐn)精確?；瘜W(xué)反應(yīng)一旦失去控制，產(chǎn)生的熱量、氣體等沒能及時處理，就會發(fā)生重大的安全事故。雖然一般運用的化學(xué)反應(yīng)通常以穩(wěn)定的狀態(tài)進行，但難免在反應(yīng)過程中出現(xiàn)誤差，因此在反應(yīng)器選擇時應(yīng)將各類突發(fā)情況考慮進去，從而選用在安全范圍內(nèi)的反應(yīng)裝置。

4.4管道設(shè)計方面

管道通常運送危險性極高的物料，因此在管道設(shè)計時要充分考慮防漏、防爆、防移位、防滴等事項，管道的設(shè)計要能從容應(yīng)對以上提出的各種突發(fā)狀況，并考慮振動、壓力、腐蝕等多種安全隱患，合理布置管道，對管道的使用材料進行嚴(yán)格的篩選，選擇質(zhì)量過硬、安全系數(shù)最高的管道材料。管道銜接處的泄漏問題也需要納入管道設(shè)計的考量中，確保管道輸送過程能安全高效地進行。

5　結(jié)論

化工工藝設(shè)計是化工生產(chǎn)的基本，是在化工生產(chǎn)投入實際施工的最重要的準(zhǔn)備工作，化工工程需要嚴(yán)格遵守政府法規(guī)，保證在合法的條件下進行。在保證化工工程合法的情況下，應(yīng)當(dāng)充分完善化工工藝設(shè)計，需要進行化工工藝設(shè)計中安全危險識別與控制，使得整個化工工程在合法、安全的環(huán)境下實施。

[1] 汪蘭英，楊健.探討化工工藝設(shè)計中安全危險的問題[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（19）：34.

[2] 趙文濤，劉克強.論化工工藝設(shè)計中安全危險的識別與控制[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（14）：25.

[3] 杜維君，孫迎春，任歡等.試論化工設(shè)計之中安全危險的識別及其控制手段[J].化工管理，2013，（8）：128.

Chemical Process Design Safety Hazards Identification and Control

Liu Gen-feng

Engaged in all walks of life，the safety problems that have been the focus of the chemical industry because of their special work environment makes industry security requirements higher.Chemical process design requires standardized，rigorous，precise characteristics such as chemical process design safety hazard identification and control in the chemical industry has become the focus of concern of staff，in order to create a safe working environment，it is necessary to recognize the danger and control.Combined with various types of chemical process design of chemical process design safety hazard identification and control.

chemical process design；safety hazard identification；safety hazard control

TQ01

B

1003-6490（2016）03-0115-02

2016-03-16

劉根峰（1979—），男，河南禹州人，工程師，主要從事化工工藝設(shè)計工作。