化工工藝安全設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)識(shí)別與控制

孫俊偉 劉衍沛 劉濤

摘 要：隨著時(shí)代的變遷，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了包括化學(xué)工業(yè)在內(nèi)的社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的繁榮和發(fā)展。化工行業(yè)是高風(fēng)險(xiǎn)、高事故的特殊行業(yè)。化學(xué)設(shè)計(jì)比其他設(shè)計(jì)，在面對(duì)潛在的安全隱患，安全設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)化學(xué)品安全的發(fā)展，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和控制尤為重要，通過(guò)路線化工原料，化工、化學(xué)反應(yīng)裝置的研究，提出了相應(yīng)的解決方案，以確保化學(xué)工程的安全設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：化工工藝;安全設(shè)計(jì);危險(xiǎn)識(shí)別;控制

0 引言

在開展與化工相關(guān)的工作過(guò)程中，和其他的一些設(shè)計(jì)行業(yè)或設(shè)計(jì)工作相比，化工設(shè)計(jì)的安全系數(shù)比較低，在工作過(guò)程中存在較多的危險(xiǎn)因素，比較容易發(fā)生一些安全事故。從當(dāng)前化工工業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看，因?yàn)榛すに嚨脑O(shè)計(jì)不科學(xué)所造成的安全事故問(wèn)題很多，需要引起相關(guān)部門和人員的重點(diǎn)關(guān)注。

1 化工工藝安全設(shè)計(jì)危險(xiǎn)識(shí)別與控制的重要性

危險(xiǎn)識(shí)別與控制是指對(duì)生產(chǎn)工藝的全過(guò)程、生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備、生產(chǎn)原材料和產(chǎn)出物質(zhì)、生產(chǎn)操作等進(jìn)行分析，掌握所存在的危險(xiǎn)因素、產(chǎn)生的種類、產(chǎn)生的原因等，然后結(jié)合實(shí)際制定出合理的預(yù)防措施，降低生產(chǎn)的危險(xiǎn)性。在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持安全設(shè)計(jì)原則，并將這一原則貫徹于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中。這既是構(gòu)建和諧社會(huì)堅(jiān)持以人為本的要求，也是化工安全生產(chǎn)的要求，人作為安全的主體，所有工藝設(shè)計(jì)必須圍繞人身安全這一主體因素進(jìn)行。化工生產(chǎn)與一般的工業(yè)生產(chǎn)存在一定的差異，在化工生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)涉及到可燃性、腐蝕性以及有毒性的化學(xué)物質(zhì)，生產(chǎn)操作條件也大多是高溫高壓，這些因素都具有一定的危險(xiǎn)性，從而導(dǎo)致了化工生產(chǎn)安全的復(fù)雜性。所以在設(shè)計(jì)階段，要充分考慮各種因素，在源頭上進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)防患于未然。另外，化工工藝設(shè)計(jì)是保障化工高效生產(chǎn)的重要條件，只有工藝設(shè)計(jì)的安全才能使生產(chǎn)有序開展和完成。所以，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并要具有針對(duì)性和合理性，做好細(xì)節(jié)處理，以保障化工生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

2 當(dāng)前化工工藝設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

①在開展化工工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要準(zhǔn)備大量的基礎(chǔ)資料，但是很多基礎(chǔ)資料的信息內(nèi)容并不完整。通常情況下，化工工藝的基礎(chǔ)資料是由科研單位所提供的，或者是讓一些工作人員結(jié)合在已經(jīng)完成的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)材料的基礎(chǔ)上添加具體內(nèi)容而編寫完成，因此，有些基礎(chǔ)資料并沒(méi)有通過(guò)專業(yè)工業(yè)化的審核，沒(méi)有加以檢驗(yàn)和完善，相關(guān)數(shù)據(jù)信息還有待進(jìn)一步確定;②在開展化工工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要在較短的時(shí)間內(nèi)處理完大量的工作。為了盡快搶占市場(chǎng)先機(jī)，工藝設(shè)計(jì)的前期設(shè)計(jì)時(shí)間被大幅減少，這樣整體上的建設(shè)時(shí)間也被大幅度的減少，從而獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，但是這樣會(huì)導(dǎo)致在工作中不斷出現(xiàn)其他問(wèn)題。在設(shè)計(jì)建設(shè)的同時(shí)還要兼顧問(wèn)題的解決，大大加重了設(shè)計(jì)的工作量，而消耗的成本投資也會(huì)增多，所以在開展化工工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要有效處理好每一個(gè)環(huán)節(jié);③在開展化工工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，很多設(shè)備的大小不統(tǒng)一，造成前期所設(shè)計(jì)出來(lái)的方案不能被完全地運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中。為了節(jié)省設(shè)計(jì)成本以及建設(shè)時(shí)間，通常情況下，工作人員會(huì)選擇較少一些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所占有的資源。為了更好地保證產(chǎn)品或是一些特殊的工程取得精確的數(shù)據(jù)信息，需要開展大規(guī)模的化工工程分析和設(shè)計(jì)工作。

3 化工工藝安全設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)識(shí)別方法

3.1 化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

第一，定量與定性分析結(jié)合法。定性分析是當(dāng)前化工工藝安全設(shè)計(jì)中使用最多的一種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，而定量分析基本很少涉及;第二，理論與實(shí)際相結(jié)合法。化工項(xiàng)目的生產(chǎn)是一個(gè)非常繁瑣、復(fù)雜的過(guò)程，再加上化工反應(yīng)也會(huì)受外部環(huán)境等的影響，倘若僅僅依靠理論知識(shí)便開展危險(xiǎn)識(shí)別工作中化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，進(jìn)而影響評(píng)估的最終效果，導(dǎo)致評(píng)估的可靠性不高;第三，模糊數(shù)學(xué)法。采用模糊數(shù)學(xué)法能夠有效對(duì)定量分析中存在的不足進(jìn)行彌補(bǔ)，進(jìn)而對(duì)反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)中存在的影響因素進(jìn)行更加明確的識(shí)別，以此來(lái)提升化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可靠性與有效性。

3.2 危險(xiǎn)與可操作性分析法

化工工藝安全設(shè)計(jì)危險(xiǎn)識(shí)別中的危險(xiǎn)與可操作性分析法是一種低成本對(duì)化工工藝中存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析的有效方法。它能夠?qū)すに嚢踩O(shè)計(jì)的危險(xiǎn)因素進(jìn)行更深層次的識(shí)別與處理。不僅如此，采用危險(xiǎn)與可操作性分析法還能夠?qū)に噮?shù)中的溫度、流量等出現(xiàn)的偏差進(jìn)行明確，有效避免由于參數(shù)偏差而造成的事故。

4 化工工藝中對(duì)危險(xiǎn)因素的控制措施

4.1 工藝物料監(jiān)測(cè)和評(píng)估

對(duì)化工原料進(jìn)行安全性能評(píng)價(jià)，由專業(yè)人員負(fù)責(zé)對(duì)其物理性能進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。評(píng)測(cè)得出化工工藝中的反應(yīng)靈敏度、燃燒性和穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)信息，為設(shè)計(jì)人員提供參考。對(duì)催化劑的反應(yīng)作用做足考慮，避免因其活性過(guò)高、化學(xué)反應(yīng)過(guò)強(qiáng)而增加安全風(fēng)險(xiǎn)性。

4.2 反應(yīng)容器的控制

在保障化工生產(chǎn)工藝安全的過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)容器的安全非常重要，要合理的選擇反應(yīng)容器，例如：在進(jìn)行甲醇制取烯烴時(shí)，要選擇氣液混合的容器，以便對(duì)反應(yīng)過(guò)程中的液位以及流量進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)合實(shí)際反應(yīng)綜合考慮容器的密閉性需求。為了保障反應(yīng)的平穩(wěn)運(yùn)行，在進(jìn)料泵口要建立報(bào)警裝置和安全閥，在壓力過(guò)低時(shí)能夠通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行傳達(dá)，還要建立壓力釋放通道，防止超壓現(xiàn)象的發(fā)生。反應(yīng)和報(bào)警器之間存在一定的連鎖關(guān)系，如果出現(xiàn)異常情況，一定要及時(shí)啟動(dòng)連鎖裝置，例如：溫度和壓力報(bào)警器的連鎖。還要加強(qiáng)對(duì)反應(yīng)裝置電氣設(shè)備、線路的檢查，避免出現(xiàn)漏電情況造成安全事故的發(fā)生，并且容易造成機(jī)械設(shè)備受損。要規(guī)范安全操作的距離，并在明顯區(qū)域設(shè)置緊急按鈕。在選擇化學(xué)反應(yīng)容器和裝置時(shí)，要結(jié)合化工工藝的流速、流體特征、反應(yīng)溫度、反映壓力等進(jìn)行合理選擇，要保障容器的抗腐蝕性能符合需求，強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在裝置設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，還要考慮到雜質(zhì)因素的影響，減少溫度變化，保障反應(yīng)時(shí)速的穩(wěn)定性，還要注意測(cè)壓測(cè)溫材料的選擇與使用。

4.3 提高人員的綜合素質(zhì)

基于化工工藝的高難度特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)技術(shù)人員有著較高的要求，具備專業(yè)化工工藝知識(shí)只是一個(gè)方面，還應(yīng)熟知相關(guān)機(jī)械設(shè)備，包括管理和安全性能等多個(gè)方面。化工企業(yè)對(duì)此應(yīng)給予足夠的重視，組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)技能、安全管理方面的培訓(xùn)。

4.4 確保數(shù)據(jù)信息收集的科學(xué)性與可靠性

確保數(shù)據(jù)信息收集的科學(xué)性與可靠性是化工工藝安全設(shè)計(jì)中最重要的內(nèi)容，也是對(duì)設(shè)計(jì)中存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行有效控制的前提。因此，化工企業(yè)管理人員一定要在這方面加強(qiáng)力度，并給予重視，利用開會(huì)時(shí)間對(duì)工作人員進(jìn)行不間斷提醒，進(jìn)而讓工作人員樹立科學(xué)、正確收集數(shù)據(jù)信息的意識(shí)。除此之外，化工企業(yè)還應(yīng)對(duì)工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，不斷提升他們的責(zé)任感。工作人員在數(shù)據(jù)信息收集過(guò)程中一定要遵守“三不”方針：第一，時(shí)間太長(zhǎng)的數(shù)據(jù)信息不能采用;第二，沒(méi)有達(dá)到審核標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息不能引用;第三，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)信息不能用，以此來(lái)確保化工工藝設(shè)計(jì)的可靠性。

4.5 安全防護(hù)的控制

安全防護(hù)裝置的安裝一定要嚴(yán)格按照安全標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。例如：閥門和泵的安裝管理，要規(guī)劃合理的高度，加強(qiáng)對(duì)泵氣蝕余量的關(guān)注，要結(jié)合泵特征、化學(xué)物料的性質(zhì)、流量的大小等選擇泵的型號(hào)。閥門是一種推動(dòng)裝置，對(duì)壓力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要，其主要功能是調(diào)節(jié)壓力值，根據(jù)化工反應(yīng)的場(chǎng)所，選擇適當(dāng)?shù)拈y門，包括截止閥和蝶閥等，截止閥是比較常用的一種閥門，能夠發(fā)揮出較大的調(diào)節(jié)作用，并且具有耐高溫和耐磨性能，在化工安全生產(chǎn)中得到了廣泛使用。

綜上所述，設(shè)計(jì)人員在安全設(shè)計(jì)中對(duì)危險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別與控制是十分重要的，只有確保化工工藝設(shè)計(jì)的安全性，才能夠保證整個(gè)化工項(xiàng)目的安全。這樣才能夠針對(duì)化工項(xiàng)目中存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行排查與處理，把安全隱患在項(xiàng)目初級(jí)階段便進(jìn)行有效解決。除此之外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)確保數(shù)據(jù)信息收集的科學(xué)性與可靠性、解決化工設(shè)備管道泄漏等安全問(wèn)題以及確保防布環(huán)境的安全等措施實(shí)施到位，為化工項(xiàng)目中工藝安全設(shè)計(jì)的開展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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