化工工藝設計中安全風險識別及控制

李 渤，張淑琴，張 紳，李曉杰

（葫蘆島市國際工程咨詢有限公司，遼寧葫蘆島 125000）

工業化生產水平的發展與我國社會的發展相輔相成，工業化的進一步發展會促進我國社會的發展[1]。一旦工業化進程中出現問題，同樣也會影響社會的發展。本文主要針對化工工藝設計中的安全風險問題辨識和控制進行分析研究，以便提升化工工藝設計考慮的全面性，為實現安全生產奠定基礎。

1 化工工藝設計特征

由于化工行業使用原料及工藝的不同，同時具有一定的危險性，致使化工工藝設計與普通工藝設計相比，具有一些顯著特點：首先，需要設計人員具有很強的專業性。專業性一方面表現在其設計能力、專業知識的掌握方面，另一方面表現為其科學、嚴謹的工作態度和方法上，要求達到對相關資料的全面了解和收集；其次，化工工藝具有危險性。化工工藝生產時使用的很多原材料都是危險化學品且種類繁多，在工藝生產的各個環節都伴隨著一定的危險性[2]。一旦添加不合理，則可能產生不同的反應，輕則無法按計劃生產出想要的產品，造成原材料浪費，重則產生不良反應，引發嚴重的生產安全事故；最后，工藝復雜。化工工藝實際生產過程中涉及很多的化學、物理反應，因此在設計時必須以一定的專業知識理論作為基礎，且設計的設備及工藝等知識復雜、多樣，不僅工作量大，還具有復雜性，需要全面充分的考慮。

2 化工工藝設計中的安全風險識別

2.1 原材料設計

化工工藝生產時將化學原材料通過化學反應加工生成另一種半成品材料，然后經過凈化、去雜質、包裝等加工過程得到最終的化學產品。由此可見，對化工工藝生產過程而言，化工原材料選擇是一個重要的環節，如果不能保證化工原材料的安全，就不能保證整個化工工藝生產過程的安全。與此同時，從原材料轉化成產品的過程中，還會涉及很多的物理、化學反應，這些反應還可能產生有害物質或者吸熱、放熱，具有一定的危險性。因此作為化工工藝設計者，必須全面了解化工原材料的性能，并有針對性地給這些原材料設計運輸、存儲、反應的容器，進行有效防范，避免安全事故發生[3]。

2.2 設備設計

化工工藝設計過程中另一個重要內容就是設備的設計。這里說的設備，指的是整個化工工藝生產過程中涉及的運輸、存儲、反應、置換等所有設備。化學原材料運輸、存儲、反應過程中，尤其是發生化學反應時會存在很大的安全風險，因此作為設計者必須重視化工工藝過程中的每一個環節中的安全風險因素辨識。不僅要考慮化學原材料及中間產物、產品對設備的危害，還要考慮生產過程中各種反應產生的熱、濕、壓、氣對設備的傷害，設計時采取一些應對措施，避免設備受到損害。因此，設計者一定要深入研究設備的性能及反應、原料性能，提早發現可能存在的風險，有針對性地提升化工企業各類設備的質量，保證后期投產以后的安全生產。

2.3 化工工藝路線設計

化工工藝設計時還需要考慮其整體和局部工藝路線的設計。首先，化工工藝路線的設計要以實際生產需求為基礎進行優化設計，以保證工藝生產的有序進行。同時化工工藝路線的設計過程存在很多的影響因素和工藝生產環節，具有一定的復雜性。因此設計人員必須具有良好的化工生產專業技術及設備、工藝設計技能，能夠及時、有效地辨識出工藝線路中存在的一切風險[4]。最后，設計者還應該在各個環節適當設置排污排放檢測過程，避免副產品、廢水、肥料隨意排放的問題出現，給周圍居民、環境造成不良影響。

3 化工工藝安全設計風險因素應對措施

3.1 做好化工物料設計控制

化工工藝生產過程中會用到很多種原材料，且生產過程中還可能產生很多的中間品。這些中間品可以作為其他企業的原料使用。因此作為一個化工企業，生產產品的同時會生產很多的副產品來保證企業效益。但是大部分的化工原料都具有一定的危險性，很多時候會因為化學性質活潑產生化學反應，而發生變質或損耗，甚至引發安全事故，給企業帶來安全隱患。因此進行化工工藝設計時，必須高度重視原材料的存儲、運輸等環境設計[5]。鑒于此，作為化工企業工藝設計者，必須做好對化工物料的管控。首先，做好自身專業素質提升，保證能夠全面辨識原料的性質和存儲、運輸風險。其次，要配備專門的檢驗人員對整個生產過程中的每一步進行全面的分析研究，全面分析探究各類原料的性能和危害，并結合物料實際特征進行有針對性的設計，對化工物料進行分類管理，制定有效的管控方案。

3.2 化工設備的科學、合理選擇設計

化工企業生產過程中，所有的化學、物料反應都在化工設備內部完成。可見化工設備是化工企業生產的基礎，是化工工藝設計的重要環節和組成，因此設計者必須予以高度重視。但是由于原料性質及不同反應的差異性，導致風險的類型存在很大的差異，不可避免的危險性的材料或者反應可能會存在很大的安全風險，因此對化工設備的選擇和設計提出了很高的要求。因此化工工藝設計人員應該將化工設備設計選擇當做一個重點來做，首先全面地了解各類原料的性能和整個工藝生產過程中可能發生的反應及反應后的產物性質及能量釋放情況，進而獲取這些工藝環節中每一步驟對所需設備的要求，進而再根據生產工藝需求等設計相應的反應釜、鍋等設備設計[6]。例如根據檢修時的需求設計人孔數目，根據反應中產物的腐蝕性進行防腐設計、根據產生壓力情況進行抗壓設計等。總之要通過對化工設備的合理設計、選擇，保證原料到產品的每一步儲存、運輸、反應過程的設備安全性，避免由于設備與工藝、原料性質等不符產生的安全事故發生。特別要注意的是，要將管道當做設備的一部分進行管控，嚴格把關管道材料質量及性能，并充分研究物料、工藝等各種參數和性能，做出符合生產要求的設計，重點關注管道彎頭、連接處等薄弱環節的管理，強化管道安全控制，避免出現物料泄漏、爆炸等安全事故。

3.3 優化工藝路線設計

化工企業建立的目的之一肯定是盈利，因此一般而言，化工企業生產的產品不止一類，很多時候會將產生的副產物作為副產品進行加工，作為副產品銷售。要實現產品的多樣化，都需要優化化工工藝路線設計。例如石灰石鍛造行業的最根本目的是生產石灰塊或面，但是這個過程中會產生二氧化碳。這時企業可以考慮將二氧化碳當做副產品賣給生產水楊酸的企業。但是線路的優化設計在給企業增加效益的同時，會因為線路和工藝的復雜性增加生產過程中的安全風險。因此為了提升工藝生產過程的安全性，設計者必須對生產中設計的原料、設備及生產條件等進行綜合評價、分析，并在此基礎上對化工工藝路線及具體的工藝生產流程、方案進行優化，盡可能地選擇危險性小的原材料進行生產。

4 結語

綜上所述，化工工藝生產過程中存在很多的生產環節及原材料、化學物理反應，可能會給周圍的環境和人造成危害。因此在進行化工工藝設計時必須重視這些因素的影響，重視每一個環節中可能存在的風險，進行有針對性的設計，提升化工工藝生產的安全生產水平。