關于化工工藝設計中安全危險問題的探討

李闖

[摘要]為了細化化工工藝分類，明確化工工藝設計理論，了解化工工藝設計特點。文章結合實踐經驗，展開了有關工藝物料、化學反應裝置、整體園區等方面的研究，并提出了有關化工工藝設計安全為先識別控制方法，做好各項危險應對措施，提高化工工藝安全設計水平。

[關鍵詞]工藝設計；化學反應；危險識別

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615055

鑒于化工行業的特殊性考慮，其對安全問題也更加重視，只有對化工工藝設計中存在的各種危險問題有了綜合全面的認識，才能夠有效地提升化工工藝設計的安全性，實現化工安全生產，保證我國人們的生命財產安全。

1化工工藝設計

化工工藝是一項設計嚴謹、操作難度較大、危險性高的行業，只有切實了解和掌握化工操作原則和精神，并將其落到實際工作之中。化工工藝設計細節的靈活應用才能夠保證化學工藝的規范性，又能保證生產，進而實現化工生產運行的安全高效。安全是化工生產的首要問題，因此，我們必須要做好化工生產安全剖析。

明確了解原材料及產品性質，這樣才能夠快速地將其分門別類，做好化工物品的管理和使用。按照危險程度可將化工物品分為五個等級，化工危險物品劃分綜合了生產過程中使用、產生儲存原料、成品及半成品的物理化學性質、火災爆炸危險程度。只有做好化工物品危險等級劃分才能夠實施有效安全的管理，做好各種危險防范措施，如確定防爆等級、防火間距等。同時，我們對于生產過程中應用到的各種設備儀表、消防器材和操作方式有著嚴格的要求。

2化工工藝設計分類

21概念設計

概念設計又稱假象設計，主要按照擬建規模工業生產裝置，，通常概念設計是在中試前進行的，其目的在于檢查工藝條件、生產路線的合理性，根據數據的核算情況，適當補充設計內容，作出適當的調整，可以通過小試來達到這一目的，必要時也可以適當調整測試規模。

22中試設計

一般來說，中試是在小試的基礎上進行的，它是對小試工藝路線及條件的檢驗，旨在進行產品使用性能的檢驗，同時中試也是對工藝系統能否持續運轉的一種檢驗，它也幫助我們獲取設計工藝必要的工程數據和工藝技術，必要時也可放大檢驗模型，對生產過程中的雜質積累進行檢驗，考核其是否會對產品質量造成嚴重影響，檢驗人員可以根據實際情況，對以上內容進行檢驗，或是選取部分檢驗。

23基礎設計和初步設計

做好基礎設計是技術開發階段的最佳開端，也是提供建設生產裝置的技術要點之一。而初步設計則是精細化工程設計的首要階段，初步設計結果就是得出總概算書和初步設計說明書。它是在基礎設計的基礎上做出的有關長治選擇報告、設計任務書、工程技術和經濟情況計算研究方案。初步設計結果能夠滿足施工準備和項目審查、項目招標和材料設備訂貨等要求，是建廠投資的主要依據。

24施工圖設計

根據上級初步設計的審批意見，進行初步設計方案和設計原則確定，并通過對非標準設備制作和建筑要求研究，利用圖樣和文字方式將設計工藝和設備組成、施工方法、施工布置等完全展現出來，細化工程施工建設需要，明確初步設計階段需求，做好初步設計工作。

3化工工藝設計的特點

新技術含量高以及工藝流程獨特等是化工工藝設計的主要特征。但也是新技術工藝的應用，缺乏相關經驗和基礎資料可以借鑒，只能通過實踐檢驗摸索。新技術工藝基礎設計資料通常是在相關資料和試驗數據基礎上建立的。但這些數據資料畢竟沒有經過實際工業生產檢驗和完善，數據可靠性和完整性都有待考量。鑒于化工裝置工藝流程的獨特性考量，其設備規格特殊、種類繁多，因此它無論是對非標設計或是定型設備選用等方面的功能都有著特殊要求。再者化工生產工作量大、設備多、總體投資大、管道多、生產過程中的原料、半成品、物料等都需要謹慎處理。管道設計要求也較為特殊，它的設計周期短，想要快速搶占市場、縮短建設周期，必須縮短各個環節的設計周期，這也是當前邊開發邊設計、施工過程中不斷更改設計現象產生的主要原因。由于工程規模的不定，工程選定的裝置規模也是有大有小，從節省工程投資的角度，想要保證所有設計完全按照國家化工工藝設計規范去做是不可能的。而必要的數據測試就必須要有一定的規模才能獲得一定的產量、測出工程數據。工藝設計的不規范性特點給化工安全生產埋下了巨大的事故隱患。這也是化工工藝設計危險識別及控制越受到人們重視的主要原因。

4設計中的危險識別和控制

化工生產過程中可能或存在的事故隱患就是危險因素，也就是生產過程中的不安全條件可能會導致化工企業安全事故或損失產生的情況。危險識別和控制就是通過對整個生產工藝流程、設備操作條件方法等加以控制，了解危險因素產生的位置、方式和種類，并作出及時恰當的應對措施，將危險性降低最低。

采取一切手段，盡量避免不安全技術路線的應用，堅決不適用危險設計、工藝和物質。即使適用，也要提前做好各種安全防護措施，將這些危險因素完全隔離出來，使其不至于釀成大禍。設計安全保證應做好以下工作：

（1）做好工藝物料的分析和辨識。對于物質危險的辨識我們應從其穩定性、理化性質和燃燒、毒性等方面進行識別。工藝路線并不是固定單一的，一種反應的工藝路線是多條的，我們必須要選擇其中最安全的路線進行施工設計。化學反應裝置，它是整個化工產品生產的核心，只有通過化學反應才能夠得到其產物，這就給化學生產造成了一定的不穩定和不安全因素，我們要做的就是在反應器選型和設計前，提前做好可能發生的事故準備，全面考慮到反應器突然失控可能產生的影響和反應。化學反應千變萬化，其反應過程中會釋放極大的熱量、反應熱量較大，其可操作的安全區域范圍較小，控制設計難度較大，設計復雜性較高。一旦化學物質反應失控，如何降低反應速度、停止化學反應、如何處置最終的反應物這都是安全危險問題要考量的內容。通常在一定條件下，部分化學反應都是極為穩定的，當然這是在不出現任何突然過量加熱或冷卻、攪拌能力失效或是反應物投入不當的情況，就會造成化學反應的失控。因此，我們必須要在設計過程中保證化學反應溫度等條件的恒定，避免化學反應的失控。從設備安全的角度考慮，既要求設備有足夠的結構強度，還要做好爆裂準備，保證設備的密封性能，謹防化學反應物質泄漏，造成大量毒氣擴散或火災事故的發生。

（2）安全可靠是高壓密封結構的首要要求，只有保證高壓密封結構的嚴密不漏，必須要避免因某種原因對容器造成的超壓現象的發生，提前做好容器安全壓力釋放裝置。

鑒于我國目前化工產業監管能力特點，筆者提議應當建立全面統一的安全監管部門，采用全方面立體式監督模式，通過以政府主導和中介機構、產業綜合相結合的方式，不斷完善化工產業園區建設，進而實現對化工工藝安全風險的嚴格控制，盡可能地將化工生產安全風險控制在能力范圍之內，做到生產可視化、可控化，做好各種突發事件應對措施，提高化工產業生產水平。

5結論

為了更快更好地實現我國化工工業園區建設，提高化工企業生產的科學化、安全化，我們必須要積極利用現代化先進技術手段，對企業生產系統實施全方位、立體式的監管，做好各項危險因素防范措施，保證化工生產安全，將我國化工產業提升到新的高度和水平。

參考文獻：

朱曉東淺析化工工藝設計中安全危險的問題[J].化學工程與裝備，2011（6）.