關(guān)于化工工藝設(shè)計(jì)中的安全問題探討

林彬(濟(jì)寧市化工設(shè)計(jì)院嘉興分院 浙江 嘉興 314000)

一、化工工藝設(shè)計(jì)概述

眾所周知，化工產(chǎn)業(yè)具有生產(chǎn)危險(xiǎn)性大的特征，所以為了能夠確保化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)全過程的安全性，使整個(gè)化工生產(chǎn)系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，必須要在化工工藝的設(shè)計(jì)階段本著科學(xué)的思想，嚴(yán)格按照化工工藝的有關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，靈活地運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識(shí)，合理設(shè)計(jì)確定化工工藝方案。安全生產(chǎn)是任何產(chǎn)業(yè)賴以生存的生命線，尤其是作為生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高的化工產(chǎn)業(yè)更應(yīng)將生產(chǎn)安全問題放在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略高度，深入地剖析化工生產(chǎn)過程中存在的不安全因素，積極地采取有效的防控措施，達(dá)到化工產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)。剖析化工生產(chǎn)中存在的不安全因素的前提條件是必須要對(duì)原材料及產(chǎn)品的特性熟知；通常化工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)⒒ぎa(chǎn)品的危險(xiǎn)程度劃分為五個(gè)等級(jí)。危險(xiǎn)等級(jí)的劃分依據(jù)主要是根據(jù)化工生產(chǎn)過程中所使用的原材料，儲(chǔ)存原材料的環(huán)境、原材料經(jīng)生產(chǎn)加工后所形成的新的產(chǎn)品特性，如物理性、化學(xué)性等。根據(jù)不同危險(xiǎn)等級(jí)的化工產(chǎn)品，確定各種類型化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的防火間距及防爆等級(jí)。進(jìn)而以此為標(biāo)準(zhǔn)，在化工工藝設(shè)計(jì)過程中選擇滿足生產(chǎn)需求的操作方式，防火材料及防火設(shè)備。

二、化工工藝設(shè)計(jì)分類介紹

1.概念設(shè)計(jì)。

概念設(shè)計(jì)是指抽象性的設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)一般是在擬建化工生產(chǎn)裝置前進(jìn)行，概念設(shè)計(jì)的主要目的是為了通過建立化工生產(chǎn)裝置模型，根據(jù)模型檢查化工生產(chǎn)工藝中存在影響正常生產(chǎn)的因素，包括生產(chǎn)線路的設(shè)置的合理性，生產(chǎn)環(huán)境條件是否滿足安全生產(chǎn)要求等，避免因化工工藝中某個(gè)環(huán)節(jié)存在不合理性給化工生產(chǎn)埋下安全隱患，同時(shí)根據(jù)概念設(shè)計(jì)建立模型檢驗(yàn)所的的數(shù)據(jù)為進(jìn)一步的化工工藝設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考。

2.中試設(shè)計(jì)。

中試設(shè)計(jì)是為了檢驗(yàn)小試所確定的工藝路線及相關(guān)運(yùn)行條件。檢測(cè)試制產(chǎn)品的功能穩(wěn)定性；檢驗(yàn)工藝系統(tǒng)的連續(xù)可靠性運(yùn)行；獲得化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)所必須的工藝參數(shù)；考察設(shè)計(jì)方案投入生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的雜質(zhì)對(duì)成品的影響等。

3.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)的重要階段。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是化工工藝生產(chǎn)裝置及配套設(shè)備安裝及規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)支持。

4.初步設(shè)計(jì)。

初步設(shè)計(jì)是在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)完成后的精細(xì)化設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)的成果是設(shè)計(jì)說明書和工程總概算書，也可以說是從初步設(shè)計(jì)是化工建設(shè)的指導(dǎo)思想，以此為依據(jù)進(jìn)行化工生產(chǎn)線的構(gòu)建；結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和有關(guān)單位批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書、化工廠的選址報(bào)告，從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性角度出發(fā)，對(duì)化工生產(chǎn)線建設(shè)進(jìn)行總體研究和計(jì)算，滿足化工生產(chǎn)線安全生產(chǎn)的同時(shí)又能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5.施工圖設(shè)計(jì)。

施工圖設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)的最后階段，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)有關(guān)部門對(duì)初步設(shè)計(jì)的審批意見，結(jié)合初步設(shè)計(jì)中確定的化工工藝方案，以圖樣及文字的形式將化工工藝技術(shù)要點(diǎn)和各個(gè)設(shè)備的原理、布置進(jìn)行一一明確。并對(duì)初步設(shè)計(jì)中待解決的一些問題提出科學(xué)合理的解決方案，做到施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)最優(yōu)化，滿足化工產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定性生產(chǎn)需求。

三、化工工藝設(shè)計(jì)具有的特點(diǎn)

化工工藝設(shè)計(jì)交其他專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)具有明顯的區(qū)別，化工工藝設(shè)計(jì)工藝流程獨(dú)特，生產(chǎn)工藝安全性要求嚴(yán)格，技術(shù)含量高。尤其是針對(duì)化工產(chǎn)業(yè)近些年來頻發(fā)的安全事故，如化工產(chǎn)品原料在加工過程中出現(xiàn)的有毒原料泄漏問題，嚴(yán)重地污染了人們賴以生存的環(huán)境，水源的污染，大氣的污染、重金屬污染土壤等。所以國家的有關(guān)部門對(duì)化工產(chǎn)業(yè)的化工工藝設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)格的要求，明確提出在化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)要高度重視工藝設(shè)計(jì)在投入生產(chǎn)中的安全性問題。但實(shí)際上，化工工藝流程的十分的復(fù)雜，整個(gè)工藝流程涉及的專業(yè)較多，設(shè)備種類繁雜，各種管線管道交織在一起，倘若在設(shè)計(jì)過程中沒有確定科學(xué)的布線方案可能會(huì)早生產(chǎn)過程中因?yàn)榫€路故障問題，如線路老化搭接引起短路，又因?yàn)榛ぴ隙鄶?shù)具有易燃易爆的特性，很容易引發(fā)火災(zāi)或者更為嚴(yán)重的事故。所以，為了保證化工工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，化工生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，必須要加強(qiáng)對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)危險(xiǎn)的識(shí)別和控制。

四、危險(xiǎn)因素識(shí)別與控制

危險(xiǎn)因素是指在化工生產(chǎn)過程中雖潛在的不利于安全生產(chǎn)的系列因素，而危險(xiǎn)因素的識(shí)別和控制是指對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)方案投入到建設(shè)中雖體現(xiàn)出來的一些不利于安全生產(chǎn)的特征，如化工設(shè)備是否滿足生產(chǎn)的需求，設(shè)備所處的環(huán)境是否滿足安全性生產(chǎn)需求，設(shè)備及相關(guān)附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等，認(rèn)真考究危險(xiǎn)因素，識(shí)別各種不安全因素的風(fēng)險(xiǎn)類別及等級(jí)，進(jìn)而有針對(duì)性地提出安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施。具體來講可通過以下措施控制。

（1）物料方面。化工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)牢固掌握化工原料的物理特性、化學(xué)特性、化學(xué)反應(yīng)特征以及燃燒爆炸性等方面的知識(shí)，并能準(zhǔn)確地辨識(shí)各種原料之間的反應(yīng)原理。

（2）路線布置。在化工工藝路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)廠房的實(shí)際空間位置進(jìn)行工藝路線的選定，盡可能地做到工藝路線不和其他電力線路相鄰，避免因電力線出現(xiàn)安全故障對(duì)工藝路線造成一定程度的影響。

（3）嚴(yán)格控制化學(xué)反應(yīng)裝置。在整個(gè)化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)裝置的質(zhì)量對(duì)化工生產(chǎn)的安全性有著直接的影響。在設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)裝置時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的化工原理選擇與其相符的反應(yīng)器，反應(yīng)器的耐高溫性和耐壓力性要滿足安全生產(chǎn)的有關(guān)要求。

[1]姜巍巍,趙文芳,李奇,等.HAZOP風(fēng)險(xiǎn)分析在環(huán)氧乙烷罐區(qū)的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2007(02).

[2]孟令玲,孫力,趙濤,等.基于隸屬函數(shù)的化工設(shè)計(jì)危險(xiǎn)性評(píng)估研究[A]//2009中國過程系統(tǒng)工程年會(huì)暨中國mes年會(huì)論文集[C].2009.

[3]劉建友,鄒志云,李福慶,等.精細(xì)化工生產(chǎn)過程的若干安全系統(tǒng)工程技術(shù)問題探討[A]//2009中國過程系統(tǒng)工程年會(huì)暨中國mes年會(huì)論文集[C].2009.

[4]高金吉,王峰,張雪,等.化工生產(chǎn)人工誤操作危險(xiǎn)與可操作性分析研究[J].中國工程科學(xué),2008(08).

[5]姜巍巍,趙文芳,李奇,等.HAZOP風(fēng)險(xiǎn)分析在環(huán)氧乙烷罐區(qū)的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2007(02).