化工過程開發中化工工藝安全設計解析

于苓

摘 要：十三五期間，社會經濟繁榮發展，化工工藝的更新，為化工生產的可持續發展提供了良好的契機。本文通過對化工生產工藝的安全策略研究，對低碳環保、節能減排，實現綠色化學工藝，實現安全生產效益和安全生產效率的大幅度提高給出了相關參考意見。

關鍵詞：化學工程；化工工藝；安全；研究

化工生產工藝一直處于開發階段，化工生產過程對周圍環境造成一定程度的破壞，在低碳環保、節能減排理念的推動下，越來越多的技術人員投入到綠色環保化學工藝的研究中。為了響應國家可持續發展的號召，采用有效安全的生產工藝， 盡可能避免化工生產對環境造成的傷害是十分重要的。

1 化工過程開發中安全設計

化工過程安全設計對預防化工事故具有重要的意義，在無法避免的人為失誤及設備失效的條件下，不斷發展化工過程本質安全技術尤為必要，基于本質安全的化工過程研究，主要反映在化學反應原料替代、化工工藝路線選擇，比如：是否使用了沒有危險或危險性小的物料，用無毒或低毒原料代替低毒或劇毒原料，采用新的化工工藝路線以免危險的工藝過程或產生危險的中間產物，開發化工工藝路線的內在安全指數評估方法。本質安全化設計是建立在以物為中心的事故預防技術的理念之上，它強調先進的設計技術在保障安全生產中的重要作用。采用和創造本質安全措施是預防操作失誤、降低化工生產過程風險的有效途徑。為預防操作失誤或設備、系統發生故障，化工過程往往采取多重安全措施，其安全保護層次如圖1所示。化工過程危險源監測、監控、預測、預警和應急救援等措施在預防災害發生、減少事故損失方面發揮了重大作用，但本質安全化設計是預防化工事故發生應優先采用的技術。

2 化工工藝本質安全設計研究

化學反應處于化工過程的核心地位，化學反應工藝設計在系統集成中具有本質的重要性。反應系統在較大程度上決定了化工過程的本質安全性。化工工藝本質安全主要體現在原料路線、反應路線和反應條件3個方面，特別應對化學反應本質過程的危險性進行深入、透徹的分析，如化學活性物質危險性評估、反應放熱預測、反應壓力變化、爆炸性氣體的形成、爆炸范圍的分析、化學不穩定性分析等，其設計策略如表1所示。

在化工工藝研究階段，應對化學反應過程的危險性進行深入、系統的分析和比較，通過選擇合適的原料和反應路線，采用較緩和的反應條件，改善過程條件的苛刻度；在概念設計階段，通過減少中間儲存設施或限制儲存量、降低熱危害性、對工藝流程進行簡化和優化等設計策略，可進一步消除或減少化工過程危害；在基礎設計階段，重點考慮生產裝置型式和單元操作條件，通過減少設備內儲存的能量、預防設備腐蝕失效、改善操作條件等措施增強本質安全。

3 應對化工工藝安全設計中危險因素的對策

3.1 提高工藝物料安全性

物料是化工工藝安全設計重點控制的因素，危險性強，嚴格杜絕工藝設計出現缺陷。深入了解工藝物流的特性，重點識別物料危險，做好辨別、預防的工作。圍繞物料的物理和化學特性，進行嚴格分析，利用恰當的化學反應，得出物料的危險特性，判斷物料是否具備毒性、是否具備較強的活潑性等，有效降低危險發生率，提高工藝安全生產的能力。

3.2 提高工藝設計安全性

化工工藝安全設計的路徑較復雜，呈連續特性，必須嚴格執行、準確的系統操作，才能完善整體設計便于使用。針對化工實際，安全設計工藝路徑：第一，完善路徑設計，以危險最低為原則，化工工藝中部分危險無法完全排除，只能合理搭配路徑，將危險降到最低。第二，路徑設計完成后，利用安全試驗，檢測路徑的安全度，重點針對容易造成泄漏的路徑，實行強度診斷。第三，簡化工藝設計，降低工藝設計的復雜性，保障工藝安全設計的通暢性。

3.3 提高工藝裝置安全性

很多的工藝流程都在裝置中進行，裝置的安全性至關重要。化工工藝生產中的物質大多具有腐蝕、氧化等特點，所以會對裝置造成一定的損壞，因此根據裝置反應物質的性質不同，有針對性地選擇防腐蝕、防氧化的材質，最大程度地提高裝置的安全性。根據化工工藝的流程需求，合理設計裝置的結構，對于裝置的型號以及安全級別要嚴格按照相關規范要求執行，確保裝置的安全等級質量。

參考文獻：

[1]郭路，張浩.綠色化學工程與工藝對化學工業的促進作用[J].科技創新與應用，2015（17）：107.