化工工藝設(shè)計中的安全問題分析

鄒思城 高興 熊波

【摘 要】在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展前景是可觀的，化學(xué)工業(yè)設(shè)計水平也有待提高。為了從根本上促進(jìn)化工工藝設(shè)計的良好發(fā)展，解決本質(zhì)安全隱患問題，需要相關(guān)設(shè)計人員不斷探索和實踐，提高工藝設(shè)計水平，才能有效地開展本質(zhì)安全設(shè)計，指導(dǎo)生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】化工工藝設(shè)計;安全問題

引言

化工行業(yè)作為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，在最近幾年來得到了更大的發(fā)展空間，衍生出了多種新型的技術(shù)工藝。但是，在化工工藝設(shè)計中仍然存在著一些不可忽視的安全問題。為了能夠更好地符合新時代中行業(yè)的發(fā)展需求，務(wù)必要從現(xiàn)實情況出發(fā)，將危險因素徹底消除在源頭中。

1化工工藝設(shè)計的特殊性

第一是在設(shè)計環(huán)節(jié)中沒有對設(shè)計方案的內(nèi)容進(jìn)行全面審查，導(dǎo)致其中存在安全隱患;第二，由于工作量過大而造成不同程度上的工作失誤;第三，化工產(chǎn)品本身帶有著較高的危險性，在缺乏完善安全制度的情況下，容易引發(fā)安全事故。在具體的化工工藝設(shè)計工作中，設(shè)計方案的內(nèi)容如果缺乏科學(xué)性與可行性，不僅會大幅度降低產(chǎn)品本身的可信度，同時還會對產(chǎn)品的后期使用留下安全隱患。相比較來說，化學(xué)工藝的設(shè)計工作具有十分復(fù)雜的程序，因此在生產(chǎn)過程中，為了能夠符合設(shè)計要求標(biāo)準(zhǔn)，會應(yīng)用到很多先進(jìn)設(shè)備，這在無形當(dāng)中會增加設(shè)計師的工作壓力和設(shè)計難度，稍有疏忽就會造成安全隱患。

2化工工藝設(shè)計中的安全問題分析

2.1化工原料的選擇

化工原料是化工生產(chǎn)的必需品，化工原料的選擇也是化工生產(chǎn)的第一步。在化工工藝設(shè)計中，需要了解材料的性能特點，特別是化學(xué)反應(yīng)機理、過程和反應(yīng)熱。同時，考慮到化工原料儲存時不同的環(huán)境要求和物料運輸、儲存管理的特殊性，進(jìn)行分類和綜合設(shè)計，作為設(shè)計依據(jù)之一。如果盲目混放，容易造成危險事故。

2.2設(shè)備選型

在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備和管道所在裝置的材料特性、工作溫度、工作壓力、工藝操作特性等綜合因素的不同要求，以及腐蝕情況，選用合適材料的設(shè)備，磨損、蠕變、疲勞等影響設(shè)備使用壽命的因素，從而有效減少危險因素的發(fā)生。在實際生產(chǎn)過程中，企業(yè)往往過于注重生產(chǎn)效率，使得設(shè)備長時間在極限工藝條件下運行，大大增加了發(fā)生危險問題的概率。其次，生產(chǎn)過程中往往缺乏對金屬材料的檢驗，無法及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷。最后，材料疲勞也是導(dǎo)致器件腐蝕和損壞的重要因素。

2.3化工工藝設(shè)計基礎(chǔ)資料不齊全

一般來說，在開發(fā)新工藝包的過程中，常用的設(shè)計原材料來自科研單位或根據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行配制。在準(zhǔn)備期間，未得到工作生產(chǎn)的檢查或改進(jìn)，相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容的完整性無法與具有長期安全影響的成熟設(shè)備相比。化工產(chǎn)品種類繁多，所需設(shè)備種類復(fù)雜，設(shè)備規(guī)格也多種多樣。在非標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計和定型裝置的選擇上，對裝置的功能有很高的要求。在工藝細(xì)節(jié)和設(shè)備不匹配的情況下，不完整和不清楚的信息將導(dǎo)致安全問題。

2.4工藝路線的設(shè)計與選擇

在化工工藝設(shè)計過程中，同一產(chǎn)品有不同的工藝路線和方法。具體的選擇和設(shè)計應(yīng)以安全風(fēng)險概率最小、環(huán)境污染最小為原則，盡量選擇和設(shè)計無危害、風(fēng)險最小的化學(xué)反應(yīng)路線，盡量選擇對環(huán)境污染最小的生產(chǎn)原料，保護環(huán)境，保證生產(chǎn)反應(yīng)穩(wěn)定。在生產(chǎn)反應(yīng)過程中，可以使用相應(yīng)的催化劑來緩解化學(xué)反應(yīng)的強度;詳細(xì)分析和掌握化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)信息數(shù)據(jù)，有助于確定發(fā)生爆炸的概率;分析可能發(fā)生的危險副反應(yīng)，詳細(xì)分析原材料，催化劑和各種輔助材料，并對上述材料進(jìn)行分析，為混合反應(yīng)做好詳細(xì)記錄和準(zhǔn)備。此外，還需要對不同工藝條件下的反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控，包括溫度、壓力、生產(chǎn)開停工，以及各反應(yīng)罐的壓力波動和相關(guān)數(shù)據(jù)信息。在化工設(shè)計過程中，要考慮各種可能性，使設(shè)計合理，生產(chǎn)安全。

3解決化工工藝設(shè)計中的安全危險問題策略

3.1工藝材料安全隱患的識別與控制

化學(xué)工藝設(shè)計是指通過化學(xué)反應(yīng)對化學(xué)過程中的原料進(jìn)行加工的過程。因此，原材料是化工工藝設(shè)計中安全隱患識別和控制的重要方面。在原材料加工成化學(xué)產(chǎn)品的一系列化學(xué)反應(yīng)中，這些化學(xué)過程材料會加工成半成品、副產(chǎn)品和成品。這些產(chǎn)品及相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)需要嚴(yán)格觀察和檢驗，如穩(wěn)定性、可燃性、是否易爆炸等。將檢查得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，以供參考，防止生產(chǎn)過程中危險事故的發(fā)生，但找不到事故原因。

3.2化工工藝路線設(shè)計

在化工生產(chǎn)中，工藝路線的設(shè)計尤為重要，它是連接化工原料和化工產(chǎn)品的紐帶。為了生產(chǎn)出一個成功的化工產(chǎn)品，必須科學(xué)、合理、嚴(yán)格地安排化工生產(chǎn)的工藝路線，每一種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法都是不同的，如果一步出錯，就會發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。同時，對于相應(yīng)的化工生產(chǎn)工藝路線的選擇也可以避免安全事故的發(fā)生，因為生產(chǎn)某些化工產(chǎn)品會有不同的生產(chǎn)工藝路線，其中一些會增加化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，浪費更多的資源。還有一些工藝生產(chǎn)路線會添加不安全的催化劑進(jìn)行生產(chǎn)，這些催化劑通常具有易燃、易爆、有毒等特性，一旦發(fā)生安全事故，一般都比較嚴(yán)重，甚至?xí)黾迎h(huán)境污染的程度。因此，對于化工工藝路線的設(shè)計，不僅要詳細(xì)分析各方面的得失，還需要制定完善、科學(xué)的工藝路線設(shè)計及相應(yīng)的法律法規(guī)，以確保不良企業(yè)為了自身利益而實施危險化學(xué)品生產(chǎn)路線追求利益。

3.3化學(xué)反應(yīng)裝置的檢修

化工工藝設(shè)計中最難注意的是化工反應(yīng)裝置或安全隱患，因為化工工藝設(shè)計主要針對原料和工藝，而在化工生產(chǎn)中，除了化工原料和化工工藝外，最重要的部分是化工反應(yīng)裝置。化學(xué)反應(yīng)裝置是化工原料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的載體。如果化學(xué)反應(yīng)裝置出現(xiàn)問題，不僅會影響化工生產(chǎn)，還會引發(fā)爆炸、污染物質(zhì)泄漏等重大安全事故。因此，控制化工工藝設(shè)計中安全事故的發(fā)生對化工反應(yīng)裝置的安全維護是十分必要的。在化工生產(chǎn)中，每個化學(xué)反應(yīng)裝置都要配備專業(yè)的維修人員。化學(xué)反應(yīng)前后，應(yīng)檢查并記錄化學(xué)反應(yīng)裝置。對存在問題的化學(xué)反應(yīng)裝置，要及時報告并排除可能出現(xiàn)的安全故障，使化學(xué)工藝設(shè)計工作更加安全。

3.4建立健全監(jiān)理制度

在識別風(fēng)險因素的基礎(chǔ)上，加強對風(fēng)險因素的監(jiān)管，建立健全管理制度。企業(yè)必須建立安全管理機構(gòu)，保證自身的管理水平。安全管理部門要準(zhǔn)確識別化工生產(chǎn)中的風(fēng)險因素，加強控制。對發(fā)現(xiàn)的重大隱患，地方執(zhí)法部門也應(yīng)實行“雙閉環(huán)”監(jiān)管。既要檢查產(chǎn)品性能，又要檢查生產(chǎn)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化，檢查隱患，診斷隱患，列出隱患，制定整改方案。

3.5加強化學(xué)反應(yīng)過程管理

化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時，安全事故時有發(fā)生。企業(yè)要重視和加強對生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的控制。首先，要嚴(yán)格選擇材料和設(shè)備。由于化學(xué)反應(yīng)的不同，設(shè)備的選擇也不同。需要根據(jù)反應(yīng)情況選擇最合適的設(shè)備。因此，有必要對安全事故數(shù)據(jù)和化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。在總結(jié)安全事故經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對化學(xué)反應(yīng)信息進(jìn)行了分析，確定了不同反應(yīng)過程中使用的設(shè)備。然后，根據(jù)經(jīng)驗，用最合適的設(shè)備進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)過程中，要對設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)控，加強對化學(xué)反應(yīng)的控制。

結(jié)語

化工工藝設(shè)計已經(jīng)被應(yīng)用到了多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，其中存在著很多不容忽視的安全問題。因此，務(wù)必要從根本上提高安全責(zé)任意識，整合以往經(jīng)驗來綜合分析危險因素的類型，有針對性地制定出相應(yīng)的消除方案。

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