化工工藝設(shè)計中的安全問題及控制

張春起（天津渤海化工集團規(guī)劃設(shè)計院，天津 300450）

近年來我國化工工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，化工產(chǎn)量不斷擴大的同時，工藝設(shè)計過程中的安全問題也不斷凸顯。化工生產(chǎn)過程是具有一定危險系數(shù)的工種，化工行業(yè)的安全問題一直是引起社會關(guān)注的最多的方面。要想對化工工藝設(shè)計中的安全問題進行合理控制，就需要通過分析化工生產(chǎn)過程中所存在的安全隱患，提出合理的控制原則。

1 化工工藝設(shè)計概述

化工工藝的設(shè)計主要包括設(shè)備布置、工藝流程和管道布置三個方面。這三個方面都通過繪制相應(yīng)參數(shù)的流程圖來設(shè)計，隨后根據(jù)流程圖進行工藝設(shè)計布置。化工工藝設(shè)計分為不同的階段類型，在設(shè)計初期是概念設(shè)計，在中試階段有中試設(shè)計，還有基礎(chǔ)設(shè)計，生產(chǎn)初步設(shè)計和生產(chǎn)施工圖設(shè)計等。不同類型的設(shè)計在化工生產(chǎn)中都發(fā)揮著重要的作用。

化工生產(chǎn)過程是具有一定危險系數(shù)的工種，化工工藝設(shè)計不但需要從生產(chǎn)技術(shù)方面進行發(fā)展，更需要從安全問題方面控制設(shè)計。因為化工生產(chǎn)過程中安全事故一旦發(fā)生，同樣會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失，并且危害到從業(yè)人員的自身安全。在化工工藝設(shè)計中工藝的安全問題是需要設(shè)計者考慮的重要方面。由于化工工藝設(shè)計本身的各種特點如化工工藝設(shè)備種類復(fù)雜、規(guī)格特殊且工作量大，周期短等因此從安全方面來說對設(shè)計和選用都提出了很高的要求。特別是有些復(fù)雜的設(shè)計為了盡快引領(lǐng)市場，需要邊開發(fā)邊設(shè)計，邊建設(shè)邊修改，邊使用邊磨合；同時為了節(jié)約成本，某些設(shè)計甚至不能按照規(guī)定去設(shè)計，這些都導(dǎo)致了化工設(shè)計的安全隱患。

2 工藝物料方面的安全問題控制

化工工藝的實施過程首選需要有原料，而原料的安全與否直接會影響到整個生產(chǎn)過程的安全問題大小。同時化工生產(chǎn)中的各種原料、中間體和副產(chǎn)物都可能由于自身物理化學(xué)性質(zhì)存在爆炸、劇毒等危險性。在工藝設(shè)計時應(yīng)該充分了解這些物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和危險性，在設(shè)計中予以預(yù)防，最終降低危險性。例如如果反應(yīng)中有毒性氣體，應(yīng)該設(shè)計好預(yù)防措施做好設(shè)計標(biāo)示，盡量避免操作人員直接接觸等而對氣體進行安全處理；若有易燃易爆物若是固體要小心處理，若是氣體應(yīng)該實時監(jiān)測濃度，禁止明火以防爆炸等。

3 化工工藝路線方面的安全問題

由于化工生產(chǎn)的復(fù)雜性，一個化工工藝設(shè)計通常要涉及多條路線。在化工設(shè)計時需要充分考慮多條線路之間的安全問題。因此，在進行設(shè)計時通常要以工藝路線的最簡化為設(shè)計目標(biāo)之一。如果能夠盡可能的將化工工藝簡化到最小就可以減少工藝中的轉(zhuǎn)換條件，從而可以有效避免多次工藝反應(yīng)所帶來的不可確定因素。在進行設(shè)計時，對化工生產(chǎn)條件的設(shè)計要盡量選擇溫和安全的條件設(shè)計。對于化工生產(chǎn)過程中的排放物也要充分考慮降低對環(huán)境的危害程度。

化工工藝的設(shè)計是為了安全順利的完成化工生產(chǎn)過程，得到標(biāo)準(zhǔn)的化工產(chǎn)品。在設(shè)計時需要對化工工藝流程的安全實施進行全面的考慮。若在任何環(huán)節(jié)上出現(xiàn)安全問題必將對生產(chǎn)帶來經(jīng)濟和人員損失，后果不可小覷。這就要求在化工工藝設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，在確保生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量以設(shè)計的安全性為目標(biāo)進行工藝設(shè)計，最終將工藝的危險系數(shù)降至最低級別。

4 化工反應(yīng)裝置方面的安全問題

化工裝置由于自身的復(fù)雜及化工反應(yīng)本身的危險性，通常純在很多不可控的安全因素。在設(shè)計時要進行嚴格的科學(xué)分析和計算。在進行化工工藝設(shè)計時需要綜合考慮該化工反應(yīng)的反應(yīng)速度、產(chǎn)熱效應(yīng)等，合理選擇設(shè)備類型。為了控制化工反應(yīng)的危險發(fā)生，在設(shè)備選型時時應(yīng)嚴格控制物料進料速度，控制設(shè)備加熱速度，加大冷卻能力或者采用多級反應(yīng)設(shè)備來控制某些特別危險的反應(yīng)。同時，也應(yīng)該考慮到，由于化工反應(yīng)的苛刻條件可能對化工裝置設(shè)備產(chǎn)生損害，如變形、腐蝕，為了防止安全事故的發(fā)生，設(shè)備上應(yīng)設(shè)計有壓力釋放裝置，設(shè)備選材要充分考慮材質(zhì)的防腐防酸堿性能。

5 管道方面的安全問題與控制

在化工生產(chǎn)上，管道輸送的物料大都屬于易燃易爆或強腐蝕性的物質(zhì)，如果管道由于選材不合理導(dǎo)致管道中物料泄漏，就會對環(huán)境造成污染甚至對人員造成傷亡。因此，在管道設(shè)計中要首先要充分考慮管道材料的選擇和布置。其次要進行應(yīng)力分析，在管道的連接處和拐彎處進行預(yù)防處理。

總之，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)離不開工藝設(shè)計，要保證化工工藝生產(chǎn)全過程的安全性就需要對化工工藝進行相關(guān)的安全性設(shè)計。本文主要針對工藝設(shè)計的物料、工藝生產(chǎn)過程以及設(shè)備安全和管道安全進行了分析，提出了相關(guān)控制措施。安全控制體現(xiàn)在具體設(shè)計過程中通常需要把握原料選擇安全化、工藝路線最簡化、設(shè)備跟新常態(tài)化等方面的努力。

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