化工工藝安全設計中的危險因素及消除途徑

趙隆顥 (青海煤礦設計研究院有限責任公司，青海 西寧 810008)

1 化工工藝設計的特殊性

化工工藝設計的服務對象是化工廠，設計師會根據設計目標來合理制定工藝流程，遵循設計原則來選擇物料和生產方案。為了能夠保證化工工藝的設計質量，設計人員應當對產品的實際特性進行全面了解，從整體角度出發來展開系統化分析分析。其中，尤其要加大對高腐蝕性和易燃易爆材料的檢驗力度，從根本上入手來消除安全隱患，避免風險出現。

歸根結底，造成化工工藝安全事故的主要原因有以下三點：第一是在設計環節中沒有對設計方案的內容進行全面審查，導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，容易引發安全事故。在具體的化工工藝設計工作中，設計方案的內容如果缺乏科學性與可行性，不僅會大幅度降低產品本身的可信度，同時還會對產品的后期使用留下安全隱患。相比較來說，化學工藝的設計工作具有十分復雜的程序，因此在生產過程中，為了能夠符合設計要求標準，會應用到很多先進設備，這在無形當中會增加設計師的工作壓力和設計難度，稍有疏忽就會造成安全隱患[1]。

2 化工工藝的設計分類

2.1 概念設計

概念設計又可以被理解為假象設計。簡單解釋，概念設計主要是根據實際需求來擬建生產裝置，通常情況下被安排在中試前開展。概念設計的目的是檢驗化工工藝的生產條件與生產路線是否符合方案要求，基于現實情況來進一步確定數據參數，為后續的環節打好基礎。

2.2 中試設計

中式設計的主要目標包括如下幾點內容：檢驗小試所確定出來的設計工藝路線與相關條件；綜合檢驗工藝產品的使用性能；了解工藝系統在連續運轉過程中的可靠度；多方面獲取化工工藝設計所需要的相關數據參數；進一步考核雜志積累對于產品質量所帶來的負面影響等等。在實際的中試設計中，除去上文中所提到的幾點內容以外，設計人員還需要根據實際情況來靈活制定設計方案[2]。

2.3 基礎設計

基礎設計是針對化工工藝技術的開發階段所開展的。基礎設計的主要目的是檢驗研究成果的可行性，進而對后續生產環節的順利進行打好基礎。

2.4 初步設計

初步設計是進入到化工工藝設計階段后的第一個步驟，其主要的設計目標是說明書與總概算書。初步設計應當根據基礎設計中的相關內容來進一步批準任務書、工廠選址報告書等，從實際情況出發來核對具體的建設方案環節。初步設計至關重要，幾乎涵蓋了與化工項目有關的各個環節，其中包括項目審查、施工準備、材料購置、設備訂貨以及項目招標等等，進而對投資方案的準確性提供重要的參考依據。

2.5 圖紙設計

圖紙設計主要是根據初步設計中所提出的審批意見來進一步完善設計方案，遵循化工工藝的設計要求來進一步制定工藝技術與設備的管理和使用計劃。同時還要明確各個施工步驟落實要求，逐一解決此階段中所存在的現實問題。

3 化工工業安全設計中的危險因素

3.1 物料

在化工工藝的安全設計工作中，物料是引發安全危險因素的主要“元兇”。在上文中已經有所介紹，由于化工工藝具備著一定的特殊性，如果設計人員沒有全面掌握設計要求在物料的選擇上存在細微偏差，就極有可能造成無法彌補的重大生產事故。隨著我國化學行業發展速度的不斷加快，在當前的化工市場中涌現出了很多新原料。其中，相同類型的物料有了更加豐富的選擇，這就需要設計人員全面掌握市場的發展動向。不難想象，如果設計人員的專業水平尚未達到應有要求，并且沒有根據化工工藝的設計方案來提前了解市場中相同類型的物料性能，將極有可能出現物料錯誤使用的情況，進而為后續的生產環節埋下安全隱患[3]。

3.2 反應容器

目前，在化工工藝安全設計中，比較常見的反應容器包括化學反應容器、蒸發加熱反應容器、物理混合容器以及多功能分散容器等等。其中，即使是結構十分簡單的蒸發罐也可以被細分為多個種類。設計人員務必要嚴格按照設計方案中的要求來逐一安排好化工反應過程中地中轉、運輸以及儲存環節，從實際情況出發來精準選擇適合的容器設備，進而打造出符合安全等級要求的反應系統。反之，如果容器設備的選擇有誤，同樣也會引發一系列的安全事故。

3.3 設備

在化工工藝的設計工作中，化工設備同樣是非常關鍵的要素之一。設備的選擇與應用是否符合設計要求，同樣也會引發一系列的化學反應，進而造成安全隱患。由于可被應用到化工工藝安全設計中的設備種類非常之多，如果設計人員的選擇不當，或者沒有提前制定出完善的設備存儲和養護方案，輕者會導致化學反應無法達到應有效果，重者則會引發不同程度上的安全事故。為此，設計人員務必要充分協調好化工設備生產工藝這三者之間的關系，遵循生產需求來逐步優化工藝流程，進而準確選擇反應設備與裝置。

3.4 管道

由于化學產品有著十分獨特的特點，例如極強的腐蝕性、含有有毒物質以及易燃易爆等等，因此在對化學產品進行運輸和存儲的過程中，務必要做好相應的安全防護工作，杜絕泄露事件的出現。設計人員應當根據不同性能的化學產品來選擇相應的存儲和運輸器皿，同時保證管道的材料和路徑符合運輸要求。

4 化工工藝安全設計中危險因素的消除建議

4.1 加強化工物料管理

在化工工藝的安全設計工作中，物料是可能導致危險因素出現的主要原因。因此設計人員務必要進一步優化安全設計方案，加大物料管理力度。

首先，在物料的選擇與采購階段中。需要配備專業的采購人員深入到市場中，掌握最新的行業發展動向，嚴格遵循化學工藝的生產標準來逐一對比同類型的化工原料，深入分析原材料的性能質量是否符合設計要求，從中挑選出質量最優且性價比最高的化工物料。

4.2 加強反應容器控制

為了確保化工工藝安全設計工作的順利進行，則要加強對反應容器的控制工作。例如，在進行甲醇制取烯烴時，設計人員則要優先選擇氣液混合容器，便于觀察在反應過程中的液位情況與流量情況，同時還要提前檢查好容器的密閉性是否符合設計要求。此外，為了能夠使化學反應的平穩進行，設計人員應在進料泵口處安裝自動化報警裝置與安全閥門，以此來減少超壓情況的出現。由于反映和報警器之間存在著連鎖關系，如果在反應過程中發生異常現象，設計人員需要在第一時間啟動連鎖裝置。在日常的工作中，務必要制定出電氣設備與線路的檢查制度，確保設備一直處于良好地運行狀態，以此來避免出現短路或漏電現象，影響設備的使用壽命。

4.3 加強化工設備管理

除去上文中所提到的幾點因素之外，化工設備同樣也會導致危險隱患的出現。因此，設計人員務必要遵循化工工藝設計的相關要求，制定出系統化的管理方法。首先，設計人員要保證所選擇的化工設備完全符合工藝設計的要求標準。在化工設備的選購階段中，應當綜合判斷相同類型中化工設備的實際性能和運行狀態，分別從設備結構、使用功能以及價格等多方因素著手考慮，挑選出最具性價比的化工設備。其次，在正式進入適用階段后，還應當根據不同類型的化工設備來制定出相對應的檢修與養護方案，及時發現設備在運行過程中所存在的潛在問題并予以解決，提高設備的使用壽命[4]。

4.4 加強管道管理

在上文中提到，管道是化工工藝安全設計中的最為主要的連接方式，因此在運輸易燃易爆、帶有腐蝕性和有毒物質的物料時，會利用管道進行安全防護。如果管道的密閉性不夠，在運輸過程中造成有毒害物質的外泄，將會對運輸人員與周邊的普通群眾構成嚴重的安全威脅。因此，在對管道進行設計時，設計人員務必要綜合考慮可能出現泄露的情況，從現實條件出發來合理選擇管道材料、管道連接方式以及受力方案等等，從根本上杜絕泄漏問題的出現。

5 結語

綜上所述，化工工藝安全設計已經被應用到了多個生產環節中，其中存在著很多不容忽視的危險因素。因此，務必要從根本上提高安全責任意識，整合以往經驗來綜合分析危險因素的類型，有針對性地制定出相應的消除方案。