化工工藝設計中的安全問題及控制

王卓歷

（江蘇中建工程設計研究院有限公司寧夏分公司，寧夏銀川 750004）

近年來我國化工企業得到了飛速的發展，其設計工藝和設計環節也同往年相比有了較大的進步和提升。但是在化工工藝設計發展的過程中依舊出現了企業對于物料的選擇不到位、在工藝生產過程中物料由于保管不當或使用不當發生事故，以及工藝路線危險系數高、反應裝置存在較大安全隱患、管道容易發生爆炸和泄漏等問題，這些問題都是困擾著我國化工工藝設計進一步發展的關鍵。對此，本文將從企業制度、物料管理以及設計人員的設計、操作人員的操作等方面出發，深入研究如何對上述問題進行控制和管理。

1 化工工藝設計

化工工藝設計是指化工工程師依據化學反應以及客戶的需求，設計出將物料轉變為客戶切實需求的整個生產流程。在整個設計過程中，化工工程師會對生產流程的可操作性是否合理以及生產安全性進行評估，并配合企業建立整套的化工生產流程，其種類主要有概念設計、基礎設計、施工圖設計[1]。如圖1所示。化工工藝設計對于設備的選擇、物料的選擇以及整個生產流程的布置和管道的布置的要求都十分高，企業如果不能對這些環節進行合理的把控，很容易出現工藝設計的安全問題。除此之外，化工工藝設計還包括以下幾點容易發生安全事故的因素：首先，由于化工工藝設計是根據化學方程式以及客戶的需求進行的生產流程設計，因此在整個生產流程設計過程中極有可能發生方程式異變或化學反應異變，整個操作過程并不完全可控；其次，由于化工工藝設計需要較多的設備類型，且大部分設備類型在使用時有較高的規格要求和參數要求，因此需要設計人員對該設備有充足的了解，需要設計人員對于如何進行設備參數的設置以及運轉有足夠的了解，但是目前我國這方面的人才，依舊處于供給不足的狀態中；再次，在目前我國化工工藝的設計中，其化工工程師的設計任務往往過于繁重，管道設備等各個部門都需要獨立進行，設計流程較為繁瑣，需要化工工程師耗費較大的心力；最后，雖然化工工藝設計需要的設計時間和設計流程十分長，但是目前我國工廠普遍給化工工程師的設計周期較短。為了更快地搶占化工工藝的市場份額，工廠在進行化工工藝設計時的安全措施防護大多不夠健全，由此造成的安全事故也十分常見。

圖1 化工工藝流程示意圖

2 化工工藝設計中的安全事故及其控制對策

2.1 物料安全事故

在化工工藝設計中，物料是操作人員及倉儲人員最難把控的環節之一，特別是部分物料對于存儲、運輸有著特殊的要求，因此需要設計人員根據物料的特性進行特殊的安排。但是在實際的化工產品生產中卻出現了企業由于管理不當、對于物料了解不當，進而導致物料的存儲不當或物料配比不當導致生產環節出現爆炸等情況。對此，企業首先應當充分熟悉生產流程的物料，并根據物料的特性進行分別儲存，在進行化學反應時，應當依據化工工程師的設計進行，嚴格把控參數和物料的配比。除此之外，企業應當針對物料的運輸和存放制定健全的管理流程，以制度來約束倉儲人員的倉儲行為，保證物料能夠安全穩定的進行運輸和倉儲，減少物流在運輸和倉儲等過程中的危險性。

2.2 化工工藝路線安全事故

在化工廠中，一種化工反應對應多種工藝路線是十分常見的現象，但是化工工程師在進行生產流程的設計時應當充分考慮到不同工藝路線的危險性和安全性以及物料的消耗度，盡可能地選擇安全系數最高、危險系數最小以及物料消耗較低的工藝路線。在這一過程中，本文認為其控制對策應當主要在物料的選擇和設備的選擇上。由于化工反應能夠對應不同的工藝路線，因此化工工程師在確定最終生產路線時應當對國內外工藝進行對比，選擇先進的工藝，并注重對于可利用物料的再回收，盡可能地降低化工工廠的污染程度和成本支出。

2.3 針對化工反應的安全應急預案

化工反應是整個化工工藝設計中最難把控的過程之一，不同的化工反應會生產出不同的化工產品，有可能最后的化工產品與客戶的設想背道而馳，甚至嚴重者還會導致發生爆炸的化工事故。因此，設計人員在進行化工工藝設計時就應當對化工反應進行充分的研究，并仔細研究該物料可能出現的化工反應，針對這些化工反應制定相應的應急方案。除此之外，為了保證在生產流程正式啟用時操作人員能夠以嚴格的配比進行化工反應，設計人員應當對操作人員進行技術培訓，保證操作人員的物料配比以及設備使用都符合化工反應的流程，進而提升化工工藝設計的安全性。

2.4 化工工藝設計中的管道安全事故

目前在我國化工工藝設計中，由于物料的特殊性，許多化學反應都需要以管道來進行物料輸送，特別是在一些易燃、易爆以及腐蝕性強的物料中，一旦這些物料泄漏到空氣或生產流程，十分容易造成爆炸或環境污染等問題。如圖2所示。因此，化工工程師應當對整個生產流程的管道進行加固，盡可能地選擇耐腐蝕、熔點較高且不易同物料發生反應的材料進行管道設計，以此來保證整個化工工藝生產流程符合安全標準。設計人員在進行設計時應當盡可能地降低由于管道腐蝕、管道破損帶來的安全事故，特別是在管道的彎頭及法蘭連接處，設計人員應當采用必要的加固程序防止管道在連接處斷裂的情況。除此之外，管道本身也應當同地面有一定的連接，設計人員應當做好地面的加固工作，防止由于管道部分斷裂出現整個坍塌，進而導致安全事故的問題。

圖2 化工管道爆炸現場

3 結束語

綜上所述，化工工藝設計在物料、工藝路線、反應裝置以及管道方面有一定的安全事故發生率，對此企業應當建立健全的工藝設計制度，對設計人員及操作人員做好技能培訓，并根據上述四個方面的安全事故特點及原因進行有針對性的控制，以提高化工工藝設計中的安全性。