化工工藝設計中的安全問題分析

唐文龍

（紅寶麗集團泰興化學有限公司，江蘇泰興 211400）

近年來，人們對安全問題的興趣日益增加，并且安全意識繼續滲透到各個行業。在設計過程中，安全問題已成為中心問題，并且正在關注安全隱患。因此，為降低安全問題的風險，在化學過程設計中建立一種監控機制，并在監控路線，原材料，電力，管道，閥門和整個園區方面提供全面有效的安全性。在解決安全風險方面，現有的風險識別需要采取措施避免風險并有效控制交付風險，以確保化工公司的安全生產。化學過程設計必須考慮到生產和安全需求，確保過程設計的完整性，防止并消除安全風險。

1 化工工藝設計的概念和特點

1.1 概念

化學過程設計是一種基于化學反應材料，過程流程和反應條件設計化工廠安全設備，過程管道，自動化設備和其他產品的設計方法。通常，在設計化學過程的安全性時，公司設計人員必須遵循特定的設計原則，并根據產品的過程要求選擇適當的設計方法進行設計。在設計化學產品時，設計人員需要充分考慮與這些特殊化學品的生產和運輸有關的安全問題，并采取必要的安全措施以促進公司的工業生產。

1.2 化工工藝設計過程中的特點

①化學過程的設計是系統復雜的設計，包括化學生產的各個方面。②化學工藝設計的規模各不相同。制造化學產品的不同方法具有不同的過程設計，例如化學原料，化學反應和化學產品。③化學工藝設計數據不全面。化學過程本身是一個特別高級的設計項目，設計中沒有太多的參考經驗。

2 化工工藝設計中存在的安全問題

2.1 化工工藝設計基礎資料不夠完全

在編譯期間，生產部門尚未對其進行檢查或完成，并且相關數據內容的完整性長期以來無法與受安全影響的成熟設備相比。化工產品的生產非常廣泛，所需的設備類型相對復雜，設備的規格也相對多樣。設備功能對非標準設備設計和選擇設備尺寸有很高的要求。如果數據內容不完整且不清楚，則會對詳細的過程要求和設備不匹配的知識構成安全問題。

2.2 化工物料方面出現的安全問題

在化學產品的整個制造過程中，主要通過特定的化學反應和提純工藝使用化學原料來制造具有許多物理和化學反應的工業產品，但是這種反應本身是不穩定且安全的。因此，在化學工藝設計中，公司主管對化學原料進行全面檢查，發布安全評估報告，及時發現隱患和危害。有必要采取適當的措施來創造一個適合化學產品生產的環境。

2.3 化工設備方面的安全問題

在化學過程的制造中，許多化學反應需要通過化學設備進行。上述設備可以有效地控制化學反應過程中可能出現的任何安全問題。因此，設備的選擇和配置對于化學過程非常重要。如果設備的設計參數未標準化，則會對化學設備造成安全風險。因此，有必要在化工過程設計中重視化工設備的應用，同時要全面控制設備的運行條件，科學控制設備的過載、超壓等問題，最大限度地防止事故發生。

2.4 化工反應裝置方面的安全問題

化學反應是化學產品生產的核心，化學反應過程中存在許多安全問題，甚至可能導致嚴重的安全事故。特別是在反應器中，有許多不可控因素需要嚴格的科學設計。在實際的制造過程中，反應器經常會因過熱和超壓而變形，從而引起安全事故，因此有必要在反應器中安裝泄壓裝置。

2.5 化工工藝路線方面的安全問題

典型的化學工藝設計涉及多個工藝路線。化學設計過程應考慮這些路線的安全問題，以減少危害。化工生產設備和技術還可以最大限度地減少污染物排放并減少環境污染。

2.6 管道方面的安全問題

在化學產品的制造過程中，所有通過管道運輸的材料均為易燃，易爆和腐蝕性物品。在制造過程中管道部件的泄漏會導致有毒物質逸出，污染環境和化學產品本身。安全問題也很重要，因此在管道設計中必須仔細考慮可能導致管道泄漏的管道材料和應力分析等因素。這里需要強調的是選擇管道連接處和彎頭處的材料和管道直徑，這些位置是管道中容易泄漏有害物質的部分，在這些位置選擇材料和管道直徑時，應格外小心。

3 化工工藝設計中安全危險問題控制對策探討

3.1 安全問題識別方法

為了確保化學過程設計的安全性，主動識別安全問題非常重要。此過程要求設計者闡明風險因素的定義。一般而言，風險因素主要是指制造過程中的潛在事故，甚至特定于可能導致事故或損失的所有危險情況。同時，在安全驗證過程中，設計人員需要仔細檢查項目的整個制造過程以及支持公共和輔助設施并執行分析工作的制造過程。然后，在此基礎上，明確危險因素，在后續工作中采取保護措施，以確保化學工藝設計的安全性。

3.2 提高防護設備性能

在化學工藝設計過程中，有必要確保防護設計的正常運行，這是確保操作人員安全的重要措施，使生產環境得到充分整合和針對性安全。例如，在高溫地區，必須保證散熱器的正常運行，以達到安全生產的目的。

3.3 控制化學反應裝置

在化學過程設計的整個過程中，正確控制化學反應器非常重要。在控制化學反應器的過程中，過程工程師需要充分意識到化學反應的重要性，并同時掌握其風險因素。另外，化學反應的類型很多，反應速度非常快，因此當發生不可控制的反應時，必須積極降低反應速度，提高反應器的應用水平。

3.4 強化生產環節控制

科研單位根據實驗數據和相關材料對化學過程設計的大多數基本材料進行了編輯。化學過程的設計具有工作量大，投資大，管道種類繁多和工業材料的特點。但是，在開發過程中進行設計和修改以更快地占領市場的方法大大增加了安全風險的發生。在這種情況下，在制造化學品的過程中，設計人員必須積極做好識別和管理危害的工作，而在糾正過程中，必須建立一個完整的反饋系統，以便及時溝通和反饋現有問題，減少安全問題的發生，實現對工業生產的有效管理。

3.5 加強對化工工藝路線的安全設計

化工產品的生產實際上是非常連續的，工藝路線非常復雜。設計化學過程時，有必要加強每個環節的安全管理，因為如果一個環節發生設備故障，會影響整個生產路線。可以將安全設計與化學反應類型結合起來以選擇適當的化學過程路線。在設計化學過程時，有必要盡可能選擇低風險的材料和反應方法。當選擇多種化學工藝路線時，設計人員必須堅持本質安全和爆炸保護的概念，并選擇包含危害最小的產品的工藝路線以進行有效改進。

3.6 化工反應過程的安全控制

化學反應是化學生產的主要過程，當化學原料通過化學反應獲得化學產品時，經常會發生安全問題，嚴重時還會發生安全事故。在這方面，在選擇化學反應器的過程中，必須對其進行科學合理的分析。同時，與各種化學原料有關的化學反應存在一定差異，因此難以控制化學反應的穩定性和安全性，使得反應不可控，并引起安全問題。因此，化學過程的設計要求嚴格控制相應化學源的熱效應和反應速率。在設計化學過程時，執行多步化學反應，例如增加冷卻能力或安裝外部循環冷卻器，嚴格控制化學原料的加熱速率以及在某種程度上減少化學反應的供給。另外，化學反應器在運行過程中常因超壓而變形，嚴重時可能會損壞，因此有必要在化學反應器中安裝壓力檢測/報警裝置。

3.7 加大工藝物料安全控制

化學過程在制造過程中以固態，氣態或液態存儲原材料，中間產品和其他相關材料。同時，這些物質具有獨特的物理和化學性質，在某些情況下可能有害。在這方面，考慮這一群體的巨大危險，應不斷提高物質和化學反應的穩定性，確定每個性別群體的意識，并進行科學的評估和分析，避免或減少危害的出現。

3.8 加強管道的安全問題控制

在正常情況下，管道輸送的材料易燃，易爆或有毒。對此，在設計管道時，有必要綜合考慮和分析管道的材料和應力的選擇和設定，如科學地選擇管道直徑和材料質量，以及管道的連接位置。

3.9 化工工藝反應裝置的選擇

化學產品的生產涉及多種化學反應，包括取代反應、裂解、聚合、氧化、還原、冷凝等，不同類型的反應具有不同的特性，并導致不同的熱效應，包括放熱和放熱反應。存在吸熱反應，需要催化劑的反應，需要引發劑的反應，涉及劇烈反應過程的反應以及相對較慢的反應。在化學過程的設計中，為每種可能的化學反應設計或選擇合適的反應器，以使反應可控，并避免因不可控反應引起的過熱，超壓甚至化學爆炸。化學過程反應器有很多類型，根據材料的供應過程可分為間歇式和連續式，根據結構可分為管式反應器和塔式反應器。在設計或選擇反應器時，必須滿足化學反應的要求，并仔細考慮制造過程的適用性和安全性，并選擇合適的反應器類型。反應器的設計或選擇需要仔細考慮各種化學產品的化學生產的反應條件。對于具有快速反應速率和高放熱的化學反應，反應器的設計必須考慮避免不可控制的反應問題。設計反應器時，需要設計應急冷卻系統和反應終止系統，以便可以在制造過程中及時控制化學反應。

3.10 合理控制化工工藝路線

在化學過程的設計中通常有許多過程路線，并且為了有效地降低化學生產的風險，在設計時必須選擇更安全，更可靠的過程路線。在化學產品的制造中，為了充分考慮化學設備的使用，制造條件和材料，綜合考慮化學物質中有害物質的使用，優化化學物質的制造條件以有效地減少化學物質的使用。此外，應盡可能使用低風險或無害的化學品。化學品的劇烈化學反應積極引入新技術和設備，減少廢氣，廢液和廢固體的排放，加強三種廢物的收集和再循環，并污染空氣。

4 結束語

由于化學制造過程中包含許多危險化學物質，并且反應條件是高溫和高壓，因此化學制造過程中很可能會出現安全問題，因此在設計時，應特別注意安全問題的管理，并應嚴格控制化學品的工藝設計。改善生產環境，結合過程設計理論的研究與實踐，進一步提高化學過程生產的有效運行，促進化學工業的快速穩定發展，并獲得更多的工業效益。化學過程是一個復雜的過程，涉及許多方面。化學過程設計過程中的安全問題必須始終得到執行，并且必須防止和解決安全問題。