化工工藝設計中安全危險的識別及控制探究

Research on the Identification and Control of Safety Hazards in Chemical Process Design

YANG Wei-jia

（Shijiazhuang Changfeng Environment Engineering Co.， Ltd.， Shijiazhuang 050000， China）

【摘? 要】在社會經濟事業穩步推進的背景下，我國化工行業發展迅猛，在注重發展速度的同時，越來越關注發展的質量?；すに囋O計是化工生產活動當中必不可少的內容，也是一項高度復雜的工作。在化工生產活動中使用的材料具有較大的毒性，操作與使用過程中的危險性較強，極易影響工作人員的安全和設施設備的運行，進而影響化工產品的質量與功能，因此，在化工工藝設計中有效防控安全危險因素至關重要。對此，論文對化工工藝設計進行介紹，詳細分析化工工藝設計中的安全危險因素，對化工工藝設計中安全危險的識別與控制策略展開深入研究，以期促進化工行業的健康穩定發展。

【Abstract】Under the background of the steady advancement of social and economic undertakings， China's chemical industry has developed rapidly. While paying attention to the development speed， it pays more and more attention to the quality of development. Chemical process design is an essential part of chemical production activities， and it is also a highly complex work. The materials used in chemical production activities are highly toxic， and the operation and use process is more dangerous， which can easily affect the safety of workers and the operation of facilities and equipment， and then affect the quality and function of chemical products. Therefore， it is very important to effectively prevent and control safety hazard factors in chemical process design. In this regard， the paper introduces the chemical process design， analyzes the safety hazard factors in chemical process design in detail， and makes an in-depth study on the identification and control strategies of safety hazards in chemical process design， so as to promote the healthy and stable development of the chemical industry.

【關鍵詞】化工工藝設計;安全危險;識別;控制

【Keywords】chemical process design; safety hazards; identification; control

【中圖分類號】TQ086? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2022）03-0142-03

1 引言

化工行業在當代工業體系當中占據舉足輕重的地位，對于工業建設發揮著很強的推動作用?；ば袠I發展的重點是對化工材料進行有效加工，使企業通過生產將原材料轉化為工業材料，并根據使用需要廣泛應用到建筑、礦業等不同領域?；どa活動對安全的要求高，在生產過程中要注重科學化工工藝的使用，并在工藝設計當中排查各類安全危險因素，識別危險之后提出有效的風險控制策略，消除設計當中的安全隱患，確保整體設計質量達標?；て髽I應該清楚認識到工藝設計是化工生產的重要環節，應該在設計過程中積極探究生產環節存在的各類安全風險，加大對化工生產的管控力度，消除生產中的安全事故，順利達成生產目標。

2 化工工藝設計概述

2.1 內涵

化工工藝指的是依托多樣化的化學技術將生產原料轉化成化工產品的過程與方法?；すに嚵鞒讨饕ㄒ韵?個部分：第一，處理原料。原料處理的重點就是運用凈化、混合、提濃等方法對原料進行有效處置，最終讓原料成為符合化工生產要求的材料。第二，化學反應。所謂化學反應就是對處理完成的化學原料施加反應條件，促進化學反應的發生，順利完成轉化?；瘜W反應的類別很多，例如，還原反應、氧化反應、聚合反應，等等。第三，產品精制。對經過化學反應所獲得的產品，采取分離、去雜質等方法將其轉化成為符合相應標準的產品的過程就是精制的過程?；すに囋O計的內容較為復雜，無論是哪項設計內容，都會為產品生產環節的安全性帶來極大的影響。工作人員在任何環節出現疏漏，都有可能影響化工生產的安全性與可靠性，使企業無法生產符合人們需求的化學產品。

2.2 價值

化工工藝設計的實施要在特定時間范圍內完成，確保設計任務完成的質量以及安全性，加大成本把控力度，為廣大工作人員提供安全管理的優質環境。恰當的化工工藝設計能夠讓化學產品生產所需的原材料在優質的環境當中進行化學反應，保證得到的產品質量達標，防止在化學反應過程中出現危險產物，影響工作人員的健康。此外，在項目的后期階段，化學工藝污染必須得到化工企業的重視?；すに囋O計涉及的化學產品種類較多，而大部分的化學品具有易燃易爆、有毒、腐蝕性強等特征?；谶@種情況，如果化工工藝設計環節存在不足或者缺陷，極有可能為后續的生產和操作帶來不良影響，從而誘發嚴重的安全事故。為滿足化工工藝設計與安全生產的要求，確保生產活動的科學性，關于各類危險因素的識別和控制工作，應該在工藝設計階段完成，只有這樣才能提前識別和預測風險，了解潛在的危險因素，從而在后續的化工生產環節予以規避和預防。合格的設計人員應該在設計早期評估可能對產品生產安全帶來不良影響的因素，叫停有潛在風險的操作和工序，保證化工工藝設計與安全生產活動的有序推進。從這一角度分析，化工企業應該提高對化工工藝設計環節的重視程度，尤其是把安全管理落到實處，及時識別并且處理風險，為化工企業的長效發展提供支持。

2.3 特征

在化工工藝設計的整個過程中，每個設計流程都具有極高的技術含量。與化工生產活動的其他內容相比，化工工藝設計呈現以下典型特征：第一，化工工藝設計要求具備完備的設計資料?；どa過程當中的資料很多，例如，企業測試數據、生產資料等。因為一些資料并沒有投入實際生產活動當中展開驗證，造成材料可靠性欠缺。所以化工工藝設計的內容多，設備體系復雜，想要確保整體的設計水準，應該把關注點放在收集設計資料與對資料進行嚴格核實方面，確保各類資料可以為方案確定提供參考。第二，化工工藝設計包含極大的工作量?；どa要應用各種不同類別的設備，涉及很多管線，同時，需要提高對各類材料處理的要求，當然巨額資金的投入也必不可少。為有效提升化工生產效益與企業所生產產品的綜合競爭力，一些企業從工藝設計著手，縮短設計周期，運用開發與設計同步推進的形式，最終造成設計工作量大幅上漲，為最終的設計水平帶來極大程度的影響。因此，企業應對設計工作內容進行統籌考慮，確保工作安排合理。第三，化工工藝設計存在規模上的差異。因為化工企業生產的產品種類很多，化工工藝設計規模各不相同，配套的設施非常復雜，一些化工企業在工藝設計過程當中，并未嚴格遵循規范標準與要求，最終造成工藝設計水平一直停留在基礎階段，無法確?；どa安全。因此，企業應結合自身實際和產品要求，設定科學合理的設計規模。

2.4 內容

在整個化工領域，化工工藝設計會對產品質量帶來決定性影響，所以化工工藝設計獲得了各方面的關注。要想對工藝設計展開研究，就要對設計內容進行把握。第一，概念設計。概念設計可以為化工工藝設計流程完整度的提高帶來關鍵支撐，概念設計是生產化工產品和建立設備操作模式的基礎部分。概念設計要求對化工產品與化工設備功能進行細分，把抽象化概念轉化成為形象具體的模型，為后續的化工工藝設計打好基礎。概念設計中應深度剖析企業生產資源、剖析生產環節存在的潛在問題。為確保概念設計流程的完整性，應該把化工設備和化工產品視作一個統一體，有效規劃設計產品的功能、性能。概念設計結果要把化工制造內容具體化，開展對整個制造過程的多角度研究，立足不同視角開展深化設計，然后逐步進入中試設計與初步設計層面。第二，中試設計。中式設計是確保化工產品生產過程完整可靠的重要流程，應該嚴格校驗工藝條件與整個生產流程，使得化工產品與生產試劑性能穩定。在中試設計過程中，應該收集并且整理生產數據，記錄生產當中的控制變量。對于這個設計階段的數據誤差和其他問題，應該認真校對生產流程和有關細節，確保產品生產流程完整穩定，同時，應該持續完善生產線，確保生產的效率和質量。第三，施工圖設計。施工圖的設計是化工工藝設計體系當中尤為關鍵的步驟，會對產品生產標準帶來很大的影響。施工圖設計成果是把工藝設計和生產流程整合的內容，所以要細致分析和審核施工圖紙成果。面對化工企業的差異化生產需要，應該對施工圖紙設計內容和化工產品生產設備的性質與規格展開有效匹配，解決中試設計和初步設計環節的遺留問題。施工圖設計成果更加側重生產過程，對生產資源開展科學調配，深層次解析化工工藝的實施狀況。施工圖設計的重點是生產作業流程，分析實操條件，比對生產技術標準，保證生產的有效性。

3 化工工藝設計中的安全危險因素

通過上述內容可以明確的是，化工工藝設計是化工生產當中至關重要的環節，由于整個設計過程是非常煩瑣和復雜的，涉及的影響因素有很多，所以在整個設計體系當中包含一定的安全危險因素，只有做好危險識別工作，才能為后續的控制工作提供參考與方向指導?？傮w來說，化工工藝設計中的危險因素主要包括以下幾方面：一是物料因素。物料是開展化工產品生產最為基礎和根本的內容，如果物料質量不過關，那么生產產品的質量也就得不到保證。化工生產的原料無論是類別還是數量都非常多，每個物料所具備的物理與化學性質也有很大的差異，如果在物料存儲、檢測等方面存在不恰當的情況，極有可能埋下安全隱患，威脅后期生產活動，特別是誘發安全事故。二是管道因素。管道在整個化工工藝流程當中非常重要，管道設計與布置是化工工藝設計的重點。如果管道性能不過關，極易出現化學物料腐蝕造成管道破裂與物料泄漏。如果管道設計不科學，存在很多的彎道或者管道之間的搭接不夠合理，極易造成物料傳輸不暢或者管道泄漏等情況，誘發嚴重的化學安全事故。三是線路因素。線路設計對化工生產至關重要，一般而言，每條線路的特性和功能都具有差別，如果化工線路不夠科學合理，極易造成產品產量和質量下降的情況，也會留下很大的安全隱患，誘發事故。四是環境因素?；瘜W原料處理、化學反應、產品精制等環節，都對環境條件提出了很高的要求，同時，部分操作流程對外部環境要求很高，如果沒有調控環境因素，遇到相對極端的環境條件，極易影響生產活動的正常推進，影響化工工藝設計安全。五是裝置因素。化工生產的各類裝置都是結合生產實際與生產原料性質設計的，如果在沒有全面考量各類因素的情況下就進行裝置的設計安裝，就會留下安全隱患，造成裝置運行中的泄漏、爆炸等事故。

4 化工工藝設計中安全危險的識別及控制策略

4.1 物料方面

對完整的化學工藝流程來說，物料是貫穿全程的因素，所以物料的安全性會為化工生產帶來極大的影響。對此，化工工藝設計人員應該根據物料特點和操作工藝的實際要求識別與控制物料方面存在的危險因素。化工物料有有機和無機之分，每一個部分又可以細化成不同的類別，要識別物料方面的危險因素并對其進行控制，應該從物料自身和物料間的反應著手。就物料本身的特征而言，一些物料的化學性質是很不穩定的，極有可能受環境等多元因素影響，從而改變性質，造成反應異常的問題。例如，氯化工藝涉及的是放熱反應，而在生產當中運用的材料大多是易燃易爆的，很容易因為壓力、溫度等情況誘發風險。此外，在化工工藝當中應該對物料間反應情況進行嚴格控制。例如，在硝化工藝當中，硝化劑和有機化合物接觸之后，容易出現燃爆情況，于是要在設計當中控制兩類物料的接觸。

4.2 管道方面

管道方面危險因素的識別和控制的關鍵是要防止管道泄漏，所以應該結合化工工藝的情況，剖析出現管道泄漏的原因，并制定相應的方案。在管道防泄漏的工藝設計當中，應該做好如下工作：對管道分支數量進行把控，最大限度地減少管道死角，防范物料傳輸不順暢等問題;盡可能選擇大排放口，避免影響正常排放;結合化工工藝需要，對小孔徑支管進行改善，確保檢驗效果;根據管道和附件熱膨脹特征，提前設計伸縮方案，避免為正常生產活動帶來不良影響;對密封墊進行合理使用，維護管道密封性能，降低危險發生率;對管道支撐進行恰當設計，檢驗安全閥，滿足安全管理要求;處理管道腐蝕問題，優化防護方案。

4.3 線路方面

線路設計是整個工藝設計當中非常重要的部分，而且在危險因素的識別控制當中，應該把經濟性和安全性統一起來進行考慮。設計者需要把全局作為出發點進行分析，控制主要化學反應，從而確保工藝路線完整性。例如，在裂解工藝設計活動當中，整個過程涉及大量的化學反應，例如，壓縮、干燥、縮合、脫氫等。設計人員需要篩選主要化學反應，基于此，為裂解工藝分段，進一步細化與完善分段工藝。同時，要篩選出需要著重監控的化工工藝參數，做好參數設計，確定針對性強的控制方案。

4.4 環境方面

在環境因素的把控上，為了消除危險因素，設計人員應該著重控制溫濕度、清潔度、壓力等因素，目的是為化工工藝設計和生產活動提供優質的生產環境，降低事故發生率。例如，完善配備溫度和濕度的監測設備，了解生產過程當中的溫濕度信息，便于及時進行調控;關注化工工藝設備的清潔度，定期清掃擦拭。

4.5 裝置方面

化工裝置屬于極易出現安全事故的一個因素，所以在化工工藝設計當中應該著重關注，全面考慮其潛在風險，完善風險防范措施。首先，應該認識到化工工藝應用的裝置數量和類別很多，所以設計者要根據工藝特征篩選裝置，提前剖析裝置危險性;其次，要對工藝操作和具體的操作范圍進行考量，恰當選取裝置類別和裝置的連接方法，維護生產安全;最后，應該對裝置特性進行綜合考慮，提前預防安全事故，例如，鍋爐極容易受磨損、積灰、裂縫等故障影響而誘發事故，因而在設計中應做到提前預防，如涂抹保護劑、安裝壓力監測設備、做好溫度控制，等等。

5 結語

在當前的化工生產環節，風險問題是普遍存在的，很多危險因素潛藏在化工生產的各個環節，如果處理不當，極易出現不可挽回的后果。因此，對于化工生產來說，安全生產是最為關鍵的，只有完善安全保障措施，才能讓化工生產有序推進，保證廣大工作人員的安全，提高生產效益。隨著安全生產要求的提高，應該將安全管理的一系列措施應用于化工工藝設計環節，設定有效的工藝流程。工作人員應該對化工工藝設計的全過程進行追蹤，對其中的各類安全危險進行識別和判斷，判斷危險因素所在位置和可能引發的不良影響，結合生產需求優化工藝流程，制定有效的防治策略。

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【作者簡介】楊偉佳（1986-），女，甘肅平涼人，從事化學工程研究。