化工工藝設計中的風險及控制

岳桂秀

摘要：我們在生活中所使用的一些制品大多都是通過化工工藝生產出來的，一旦一個環節出現問題，就有可能對人民的身體或者生活造成一定的威脅。同時，隨著我國經濟技術的不斷發展，化工工藝也越來越復雜，如果處理不當很容易留下安全隱患。因此在進行化工設計時，我們要對其各項內容進行嚴格的管控，并結合實際情況有針對性的制定合理的優化措施，以減少危險的發生，確保人們的生活質量。

關鍵詞：化工工藝;設計;安全問題

引言

化工工藝設計主要包括三個方面的內容：工藝流程、設備布置、管道布置。在進行化工工藝設計的時候，設計人員要將對工藝進行計算，并且要詳細的繪制出工藝流程圖，然后在根據這些條件將相關的設備條件總結出來，然后將其交到設備專業當中，從而提供相關信息數據給設備圖紙的制作，同時提供可靠的數據還給自控專業儀表的選型。在制作的時候，工藝制作人員根據設計人員提供的工藝流程圖初步完成對工藝設備的布置，然后再根據圖紙完成對管道的配管，最后實現管道布置。

1.化工工藝中的安全風險分析

1.1 化工物料造成安全問題

化工工藝的工藝流程是化學原料經過化學反應轉變為半成品，再通過精細加工將半成品轉化為產品的過程在此過程中會發生大量的物理化學反應，這些物理化學反應就是化學原料向產品的轉化過程。在化學原料經過物理化學反應轉化為產品的過程中，化工原料是整個化工工藝流程的源泉，因此，產生化工工藝安全問題的一個主要來源就是化工原料。

1.2 化工設備造成安全問題

生產化學產品的關鍵是化學反應，在化學反應過程中會出現各種熱、光等現象，存在著眾多的安全隱患，稍有不慎就可能引起重大的安全事故。在化工產品的現場生產過程中，化學反應往往會產生高壓從而造成反應設備的無規則變形，甚至會造成嚴重的安全事故，在此類化工反應設備上必須安裝壓力釋放裝置。化工工藝生產過程中發生的大量物理化學反應造成了較多的安全隱患，這些眾多因素存在不確定性，這種不確定性是由石油化學反應環境溫度、濕度、反應物使用量等多方面因素共同決定的。眾多因素的不確定性給操作人員掌握反應進程與狀況形成了很大的難度構成了化工工藝的安全隱患。

1.3 化工工藝路線造成安全問題

化工工藝路線的設計涉及的工藝環節較多，包括生產物料、生產條件、設備等各方的設計，對每一條路線的設計都需要進行安全性論證，確保工藝流程無害無危險，避免生產條件的不可控變化對整個化學反應的影響，保證化工生產設備的可靠性和技術的可行性，加強污染檢測，避免污染物的隨意排放，降低對環境的污染程度。化工工藝路線的每一環節出現任何很小的差錯都可能造成整個生產線的安全事故，影響生產的順利進行和經濟效益，因此需要對每一個環節進行嚴格監控，并做出及時的評價，及時發現、排除安全隱患。

1.4 管道泄漏造成安全問題

在化工工藝流程中，管道是整個工藝的“血管”，連接化工工藝的每一個環節。管道輸送的是易燃、易爆、易腐蝕化工物料，稍有不慎造成管道的某個部位發生泄漏問題這些易燃、易爆、易腐蝕的化工物料就會從泄漏的地方流出來，造成人員和設備方面的損失，影響化工生產的正常進行因此在化設計的過程中要充分考慮化學物料對管道影響，選擇合適的管道材料，并進行力學分析，消除管道運輸過程中的安全隱患。在管道中最薄弱的環節是管道的連接處以及彎道的彎頭，這些地方由于后期加工等原因材料性能較差，極易出現化學品的泄漏，在設計過程中需要對這些薄弱的地方進行著重考慮，加強材料使用，優化管徑尺寸在管道運輸過程中水錘、氣液共存產生柱塞流等現象會嚴重危害管道的安全性能，在設計時要優化參數，防止此類現象的出現。

2.針對化工工藝安全設計中風險因素提出的應對措施

2.1做好化工工藝物料選擇

化工工藝物料是化工生產的基礎，在化工工藝設計中做好化工物料選擇，能夠從根本上降低化工工藝設計風險。由于實際化工生產要求不同，采用的化工物料也各不相同，針對同一種化工產品，基于反應條件不同，也可以選擇不同的化工物料。基于此，需要化工工藝設計人員結合實際，合理選擇化工物料，在選擇前，需要全面了解化工物料的性質、參與化工生產所需要的條件、化工物料本身的危險性等，準確識別物料應用于化工生產可能出現的安全隱患，結合先后的化工裝置、生產條件，綜合評估化工物料參與反應的穩定性、產生的物質的毒性等，從而從中選擇能量消耗低，性質穩定、毒性較低并且符合化工生產要求的物料，從而有效保障化工工藝設計的安全性，有效減少化工工藝設計風險，提升化工工藝設計質量水平。

2.2合理選擇化工設備

化工設備是實現化工工藝流程的關鍵，相當于人的心臟造血的功能，是制造化工產品的核心部位。化工設備不合格就像人的心臟出現了問題一樣，會產生很多安全性問題，嚴重時甚至導致生產事故的發生，危害整個化工工藝流程。因此化工設備的設計和選擇在化工設計中顯得極其重要，一般需要經過科學的分析和嚴格的計算來確定適合整個化工流程的設備。化工工藝流程中發生的化學反應種類繁多，不同類型的化學反應產生的光、熱等物理化學效應不同，對設備的要求也有所不同。在設備的設計過程中，需要針對每一個設備所要發生的化學反應進行分析，獲取反應過程中的溫度壓力變化，設計符合要求的化工設備。此外，在工藝設計中可以選擇減少進料量、控制加熱速度、多級反應法等措施控制反應的進行，減小對化工設備造成的壓力，通過使用外循環冷卻器、安裝壓力釋放裝置等方法加大對設備的降溫力度避免出現化工設備超壓、超溫而導致破壞等現象的發生，防止安全事故的發生。

2.3優化化工工藝路線

不同的化工工藝設計方案會形成不同的工藝路線，不同的工藝路線組合會產生不同的安全隱患。在化工工藝設計中要綜合評價工藝路線組合所造成的安全隱患，制定優化方案，使化工生產安全性達到最高值。在優化工藝路線時需要對物料、生產條件、設備等的設計進行詳細分析與綜合考慮做出最完善的選擇，將無害或低傷害的物料作為首選，選擇生產條件相對寬松的化工反應，以緩解化工反應的控制難度，及時更新設備與技術，減少三廢，建立三廢的回收再利用處理工藝流程，并使其經濟化減少對環境的污染。

2.4加強管道安全控制

化工工藝過程中應該充分考慮到輸送管道的材質、管路排布以及環境振動方面的影響因素，并且應該根據輸送化工物料的實際情況選擇不同的管道材質、法蘭結構，以保證輸送管道具有較高的密封性，而且還應該針對管道接口以及拐彎處進行特殊處理，以保證輸送管道在工作過程中的安全性。對管道方位的設計，以及力學分析是進行管道安全控制的有效手段，是預防管道安全隱患的重要措施，尤其是注意管道連接處和拐彎處彎頭等管道“弱勢”位置的材料和管徑選擇。

結束語

綜上所述，化工工藝設計是一項非常復雜系統的工程，在實際設計時，需要考慮多種因素，對于化工設計人員專業能力也有著較高的要求，同時本身還具備時間、質量、安全的矛盾，因此容易產生各種設計風險問題，需要采取有效措施，加強對這些設計風險的有效防范，從而有效保障化工生產安全，推動化工產業實現平穩順利的發展。

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（作者單位：新疆眾和股份有限公司）