化工工藝設計風險防范措施探討

趙軍 李安幫（浙江省天正設計工程有限公司，浙江 杭州310012）

化工生產與其他生產領域比較具有較大的特殊性，在生產過程中存在較大的安全風險。如何有效控制風險的產生，技術人員進行了大量的研究。通過研究表明，在化工工藝設計過程中，對化工生產存在的風險進行有效性的識別，在根據風險內容在設計過程中加入預防措施，從而使化工生產具有的安全隱患達到最低，保證化工生產的順利開展。

1 化工工藝設計概述

化工工藝是運用化學原理改造原材料，從而生成需要的產品。根據化工工藝的流程，可以將流程分為三個步驟：第一步，處理原材料，使原材料滿足生產需求。在處理過程中，需要對原材料采取凈化、混合、提純的工序，目的是降低原材料中存在的危險性，從而促進化工生產的順利開展。第二步，對處理后的原材料進行化學反應。化學反應步驟是化工工藝流程中最重要的環節，也是發生安全問題最多的環節。主要表現在，化學反應過程中，會產生有害氣體并伴隨著散熱的現象，在操作時又具有復雜性，在控制方面具有較難控制的特點。第三，加工生產產品。加工生產產品是由于化學反應過程中會有雜質存在，通過加工可以讓雜質去除，降低產品具有的有害性。

2 化工工藝設計的重要意義

在生產化工產品是需要對生產工藝進行設計，目的是通過工藝設計能夠確定最佳的生產設備、原材料、生產流程，使生產而出的產品具備高質量特點。工藝設計中還要涉及設備的檢查環節，采取定期檢測的方式找出設備具有的危險性，再根據實際情況采取有效的改善措施，從而保證生產的順利進行。另外，工藝設計會把設計重點放置于工作人員的安全性能上，設計的防護措施越有效，工作人員的安全性能越高效[1]。安全設計中會把生產過程中存在的所有危險因素考慮在內，使安全生產貫穿于整個生產過程中，從而實現化工生產的安全進行，促進化工行業的健康發展。

3 化工工藝風險影響因素分析

3.1 物料

化工工藝是要通過化學反應作用反原材料轉變成半成品，再利用二次加工的措施使半成品轉變成精致的商品，從而進入銷售環節中。在生產過程中，由于產品的不同，需要的物料也盡不相同，每種物料之間具有的差異性較大。在生產過程中需要根據產品的需要選擇物料種類，否則生產出來的產品具有質量問題及安全問題，不利于化工行業的發展。另外，物料在化工工藝加工過程中，會存在物理與化學反應，物料需要達到質量要求，如果物料存在質量問題，在物理與化學反應過程中會造成較大的影響。

3.2 設備

上述可知化工產品在生產時，需要經歷化學反應這一重要步驟，化學反應的優質與使用的設備有較大的關聯，并且設備的優劣也決定著化學反應是否存在安全隱患。優質的設備在化學反應過程中，會使化學反應順利進行。如果設備存在缺陷，則會在反應過程中發生安全事故，造成化學反應失敗，特別是實驗人員會發生傷害。另外，由于化學反應過程中會發生光、熱、氣的反應，設備在此狀態下，會受到超負荷、超高壓的作用，如果設備存在缺陷，會在這兩種作用下發生變形問題，對設備的結構造成影響。

3.3 路線

在生產過程中，環境因素會對化工產品的生產過程造成較大的影響。需要對生產現場的環境進行控制，把影響生產過程的各項因素有效性排除。在化工產品生產過程中，會存在較多的工藝環節，而且部分工藝環節的路線具有復雜度高的特點，而且存在的路線形式為交叉路線模式，在此情況下，存在的運行隱患很難有效確定，使故障的檢測工作缺失了準確性，會為生產過程中埋下安全隱患。

4 化工工藝設計要求

在對化工工藝進行設計時，對設計的要求具有嚴格性的特點。在設計過程中，要保證設計的各個環節能夠滿足實際生產的需求，而且要保證生產過程中具有較高的安全性與效率性[2]。從設計需要遵循的原則可以總結出對化工工藝的要求內容：首先，要具備專業技能。化工產品及原料本身具有危險性，需要化工工藝設計人員具備較高的專業技能。另外，在實際設計過程中，要掌握生產要求及產品要具備的特點，根據這兩點收集資料信息，使設計內容有所依據。其次，明確存在的危險。

5 化工工藝風險防范策略

5.1 以物料為設計基礎

由于化工生產物料具有的種類繁多，且物料之間具有的差異性也較大。在設計工作中，要以物料為基礎內容，使設計路線呈現靈活性，從而使工藝的實施過程具備安全性的要求。設計人員在設計時，需要對物料進行分析，分析的角度可以站在穩定性能、理化性能、毒副作用方面、爆炸方面、燃燒特性的角度去分析，把各種類的物料性能有效地分析，從而使設計路線能夠以最小風險的方式進行，大大降低了安全隱患。

5.2 管道閥門與反應裝置的設計

化工工藝生產中存在著較多的管道與閥門，如果管道與閥門的設計不到位，會產生較大的安全隱患。主要表現在：物料經過物理與化學反應后，產生的物質具有易燃性、易爆性、有毒性、腐蝕性，如果發生泄露現象，會引發安全事故。保證泄露問題不會發生的工具是管道與閥門。設計人員在設計過程中，要站在化學產品的特點角度去設計，對管道和閥門的材料、環境振動、布設方式、應力分布進行有效性分析，根據經驗判斷容易發生泄漏的部位，從而采取針對性的防護設計。

5.3 Hazop分析、Lopa分析、Sil分析

Hazop分析可以對工藝系統危害開展有效辨識、分析工作，可以讓事故發生得到有效預防，對于提升措施合理性具有重要意義。在具體分析中，不同專業與差異化知識背景的工作人員可以一同開展工作，通過對生產運行工藝參數變動進行分析，對可能產生偏差進行控制，可以明確偏差原因，調整現有保護措施，其主要流程可以歸納為：節點劃分→工藝參數選擇→風險矩陣確認→建議措施。

Lopa分析作為風險評估方法具有簡化性，主要是量化評估當前利用保護措施可靠性，進而對此保護措施降低風險與消除風險能力予以確認。一般情況下，在定性危害評估風險后可以對其進行采用。Lopa分析流程可以歸納為：后果識別→描述事故情景→情景事件確定→情景風險預估→獨立保護層確認→附加保護層至可容忍風險需降級別確認。

6 工藝設計實現安全信息化管理模式

6.1 數據系統建設

在工藝設計時，安全系統能夠保證工藝設計的質量。可以站在數據庫系統的角度，建立數據系統，使設計人員具有風險防控意識。另外，數據系統在風險防范措施指導下，能夠降低風險所帶來的異常現象。實現了人機操作一體化的建設目標。

6.2 建立網絡系統

信息技術的大力發展為化工工藝設計提供了較大的助力，設計過程中，可以借助網絡系統對工藝設計進行改良，使風險防范能力實現最優化的目的。企業通過利用網絡系統建立的工藝設計實現了完整化，從而促進了化工生產的順利進行，推動企業快速發展[3]。另外，網絡平臺能夠為化工工藝設計提供綜合性的方案，使化工生產中存在的潛在危險進行消除，更有利于化工生產的安全性能。

7 結語

綜上所述，化工生產過程中會存在較多的安全隱患問題，對生產的開展與工作人員的人身安全造成較大的威脅。在工藝設計過程中，要把存在的潛在危險進行識別，針對風險內容制定有效的設計，使潛在的危險在防護措施下進行消除，從而有效保證了化工生產過程中的安全性問題，促進了化工生產的順利進行，推動了企業的健康發展。