化工工藝設計中的安全危險問題論述

陳成

摘要：本文通過多年的化工工作經驗，總結了化工工藝設計的特點，以及化工工藝設計的特點，結合多年的工作實踐，從工藝物料、工藝路線、化學反應裝置、管道及閥門、電氣、整體園區幾個方面，總結了化工工藝設計中安全危險的識別與控制方法和策略，總體上對化工工藝設計中的安全危險問題進行研究。

關鍵詞：化工工藝；工藝設計；安全危險

化工行業由于其自身的特殊性，安全問題大于天，所以對其安全性的要求更高，化工工藝設計中安全危險的問題更應該大家予以高度的重視。

1 關于化工工藝設計的特點

在整個化工設計過程中，我們必須熟悉它的原則和精神，從而貫徹到其中去。把化工工藝設計中的細節進行靈活運用，既符合規范，又不造成對生產的違背。實現對化工生產的安全高效運行。因為在化工生產中，安全是第一性的，所以我們必須對生產中的安全性進行剖析。

熟悉我們的原材料和產品性質，以便我們對號入座。化工規范把物品的危險程度分為五個等級。它的劃分主要是綜合生產過程中所使用、產生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學性質、數量及其火災爆炸危險程度和生產過程的性質等情況來決定的。根據危險等級的不同 我們才能確定防火間距、防爆等級。它對我們選用設備儀表、操作方式、消防器材的選用起到決定性的作用。

2 化工工藝設計的分類

（1）概念設計。概念設計是假象設計，它是按擬建規模工業生產裝置進行的，概念設計一般在中試前進行，主要目的是為了檢查工藝條件和生產路線是否合理，確定數據和小試補充的內容以及必要時中試規模和中試目的。

（2）中試設計。中試內容和任務主要是檢驗小試確定的工藝路線和條件；試制產品考核的使用性能；考驗工藝系統連續運轉可靠性；獲取設計工藝必需的工藝和工程數據；考察放大致應和檢驗校正放大模型；考核雜質積累對工藝過程及最終產品質量的影響；以上內容和業務在檢驗時可以是全部也可以是部分，視具體情況而定。

（3）基礎設計。基礎設計是整個技術開發階段的最終研究成果，目的是提供建設生產裝置的一切技術要點。

（4）初步設計。初步設計是精細化工工程設計的第一階段，它的成果是初步設汁說明書和總概算書。根據基礎設計和批準的設計任務書、廠址選擇報告，對工程在技術和經濟上進行總體研究與計算的具體建設方案。初步設計結果應能滿足項目審查和施工推備，材料與設備訂貨，項目招標等要求，能提供建廠投資依據。

（5）施工圖設計。施工圖設計是依據上級對初步設計的審批意見，將初步設計中確定的設計原則和方案，根據建筑與非標準設備制作的要求，以圖樣和文字方式招工藝和設備各個組成部分的尺寸，布置和主要施工方法具體化，明確化，并解決初步設計階段待定的各項問題。

3 化工工藝設計的特點

化工工藝設計一般來說具有新技術含量高、工藝流程獨特等特征。

設計基礎資料不完整。設計基礎資料一般由科研單位根據已有試驗數據及有關資料編制而成。由于沒有經過工業化生產的檢驗和完善，其數據的可靠性和完整性都不如常規裝置。

由于化工裝置工藝流程一般較獨特，包括的設備種類繁多、規格特殊，設備的功能化無論是對非標設備的設計，還是對定型設備的選用都提出了特殊要求。

工作量大，具有總體投資大、設備多、管道多，且處理的物料都較特殊。其管道設計也要作特殊考慮。

設計周期短，為了盡快占領市場、縮短建設周期，化工工藝設計往往要打破正常的設計周期，邊開發邊設計，邊建設邊更改設計的現象較普遍。

規模大小不一，一般情況裝投資，某些設計不可能完全按照規范 規定去做，但有時為了測得所需的工程數據或獲得一定的產量，往往也需要較大的規模。

化工工藝設計的以上特點，造成潛在事故隱患有增大的趨勢。因此，化工工藝設計的危險識別和控制就顯得尤為重要并越來越為人們所重視。

4 危險識別與控制

危險因素通俗地講就是生產中的事故隱患，具體地講就是生產中存在的可能導致事故和損失的不安全條件。危險識別與控制，是對項目生產工藝的全過程、配套公輔設施的生產過程、使用和產出的物質、主要設備和操作條件進行解剖和分析，摸清危險岡素和有害因素產生的方式、種類、位置及其產生的原因，提出合理町行的消除、預防或降低裝置危險性，提高裝置安全運行對策措施及建議。盡量防止采取不安全的技術路線，避免使用危險物質、工藝和設計。如果必須使用，也可以從設計和工藝上考慮采取安全防護措施，從而使這些危險因素不至發展成事故。如若保證設計安全，需注意以下幾個方面：

（1）工藝物料。物質危險的辯識應從其理化性質、穩定性、化學反應活性、燃燒及爆炸特性、毒性及健康危害等方面進行分析和辯識。

（2）工藝路線。一種反應往往有好幾條工藝路線。需要考慮的是采用哪條路線史能消除或減少危險物質的量。

（3）化學反應裝置。化學反應是整個產品生產的核心，一般通過反應才能得到所需的產物，同時反應也帶來了許多危險性因素，在反應器的設計和選型前，往往要想到可能發生最嚴重的事故是什么，反應器中哪些將導致失控反應，攪拌器有何影響等等。

化學反應的種類繁多，當反應速度快、放熱量大或由于設計上的原因使反應器的穩定操作區域很小時，反應器控制方案的設計成為一個非常復雜的問題。由于缺少物質的反應或分解速度及熱效應數據，一旦失控反應發生如何降低反應速度、將反應停止、或者放空，需要時如何迅速使反應物不參與反應或進行處理，都是潛在的危險因素。有些化學反應在一定的條件下是很穩定的，但如果出現：冷卻效果變差或過量加熱，攪拌能力失效，反應物的過量加入，反應物加入順序不當，反應器外部火災，傳熱介質漏入容器等，就可能發生失控現象。設計時應確保溫度等控制在預定的范圍內，以免反應失控。設備從安全角度講，不但要求有足夠的結構強度，防止爆裂，而且要求密封必須良好。一定要有足夠的嚴密性，止泄露，因為大量介質的泄露會引起火災或中毒，釀成巨禍。對高壓密封結構的要求，首先是安全可靠，運行過程中，在溫度和壓力有波動，仍要始終保持嚴密不漏，如果由于某種原因容器產生了超壓，那么容器就有可能因過度的塑性變形而遭到破壞，造成惡性事故，為了防止這種異常情況，一般在容器上裝有安全壓力釋放裝置。

（4）管道及閥門。管道輸送的物料常具有易燃、易爆、腐蝕和毒性，閥門是介質流通或壓力系統巾的一種設施，它用來調節介質的流量或壓力。

（5）電氣。電氣設計中，應結合工藝的要求，按照工作環境是否屬于爆炸和火災危險環境、危險程度和危險物質狀態的不同，采取相應的措施，防止南于電氣設備、電氣線路設計不當引起爆炸事故。