化工工程設計中安全問題的研究

呂龍

摘要：隨著社會科技的快速發展，化工工程愈來愈受到國家的重視。然而，在近些年的調查中發現，化工工程設計工作存在著較大問題，其中安全問題較為嚴重。本文對化工工程設計中安全問題進行了研究分析。

關鍵詞：化工工程設計 安全問題 研究

一、化工廠的選址與布局安全設計

（一）危險和防護的一般考慮

危險按潛在或直接的危害分一級危險和二級危險。對一級危險，在正常條件下不會造成人身或財產的損害，只有觸發事故時才會引起損傷、火災或爆炸。二級危險是在一級危險失去控制后發展成的，會造成人身或財產的直接損失。

防護危險的措施：第一道防護線：為了解決一級危險，并防止二級危險的發生。一是把火源置于易燃物質釋放點的上風側；二是為人員、物料和車輛提供充分的通道；第二道防護線：當二級危險發生時，將人身和財產損失降至最小程度。一是把危險區域與人員常在區域隔離開二是在關鍵部位安放滅火器材。第三道防護線：發生人身傷害事故時，提供有效的急救和醫療設施，使受到傷害的人員得到迅速救治。

（二）工廠選址的安全問題

隔開距離，把廠址選擇在一個孤立地區。如果客觀條件不允許，可以依據主導風，把工廠置于社區的下風區。工廠的高建、構筑物要留有一定的間距，防止物體砸傷行人、汽車司乘人員或臨近的設施。

工廠產生的廢液要經處理后排放。工廠的出入口要格外小心，避免嚴重的交通事故，或車輛離開高速公路沖入工廠。臨近有釋放毒性或易燃氣體的工廠，則建在其上風側。保證有充足的水源。最好附近有河流、湖泊，至少保證有消防管網。地形方面，廠區內不應有低洼地，否則會形成毒性或易燃蒸氣或液體的積聚。

二、工藝設計與單元中過程物料的安全評價

過程物料的選擇，應該就物料的物性和危險性進行詳細地評估，對一切可能的過程物料做總體考慮。過程物料可以劃分為過程內物料和過程輔助物料兩大類型。過程內物料是指從原料到產品的整個工藝流程線上的物料，如原料、催化劑、中間體、產物、副產物、溶劑、添加劑等。過程輔助物料是指實現過程條件所用的物料，如傳熱流體、重復循環物、冷凍劑、滅火劑等。 在過程設計中，需要匯編出過程物料的目錄，記錄下過程物料在全部過 程條件范圍內的有關性質資料，作為過程危險評價和安全設計的重要依據。

三、工藝設計安全校核

機械設計、過程和布局的微小變化都有可能出現預想不到的問題。

（一）物料和反應的安全校核。如查詢過程物料的毒性，確定過程物料在所有過程條件下的有關物性，鑒別一切可能的化學反應，對預期的和意外的化學反應都要考慮。

（二）過程安全的總體規范。如過程的規模、類型和整體性是否恰當。過程的放大是否正確。

（三）非正常操作的安全問題 。如考慮偏離正常操作會發生什么情況，對于這些情況是否采取了適當的預防措施。

四、單元區域的管線配置

（一）管線配置的防泄漏設計

工廠化學品的主要泄漏與以下各項成比例：管線的長度、排放口的數量、管線的復雜性。管線的復雜性，一般反映在連接的泵的數量以及再循環物流的數量兩個方面。

減少管件泄漏的簡單的設計規則如下： （1）減少分支和死角的數量。（2）減少小排放口的數量。（3）按照相同的規范設計小口徑的支管，和主管一樣進行嚴格的檢驗確保小的支管在交叉點得到加強，并有充分的支撐。（4）考慮到管件或容器的熱膨脹，管線需要有一定的伸縮性。（5）直接卸料的排放口，應該設在操作者能夠觀察到的地方。工作系統對這些排放口應該進行定期核查和報告。（6） 保證密封墊在最大內壓下也能夠緊縮密封。（7）減少真空管線（如真空蒸餾塔上的冷凝器）上的法蘭盤數量。（8）在閥式取樣點應該配置可移動的插頭。 （9）要有充分的管道支撐，從放料或從安全閥檢驗管道的作用力。 （10）設置管道應該避免通過可能使其受到機械損傷的地方。（11）應該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。（12）緊固承受高溫的大法蘭盤.應該采用高強度的螺栓。

（二）軟管系統的配置

對于油船、罐車等的液體物料的裝卸，軟管的選擇和應用需格外謹慎。應考慮的是：（1）軟管的適用性，并結合有關軟管的標準。（2）設置緊急狀態下迅速隔離的設施，如對于油船卸貨，在軟管的一端要設緊急隔離閥，在另一端要設止逆閥，用過流閥替代遠程隔離閥等。 （3）應該使用螺栓固定的軟管夾，不宜使用側卸式的軟管夾。（4）軟管系統應用時要有充分的保護和支撐設施，不用時要防止軟管的壓破或損壞。（5）所有高于大氣壓操作的可移動軟管，都應設置排空閥，以便降壓時防止軟管的折斷。

（三）管線配置的安全考慮

通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設備，設備重心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支撐。管件和閥門配置的簡單和易于識別，是安全操作的重要因素。對于常設的設備管線，應該有低壓報警或高壓報警。在設備管線上應該安裝止逆閥，以防止管線中流體的回流。

對于泵體或設備極有可能泄漏以及大量物料從設備無限制流出的情形，應該考慮安裝遠程操作的緊急隔離閥。

五、壓力容器定期檢驗

壓力容器的定期檢驗，由當地鍋爐和壓力容器安全監察機構授權或批準的檢驗單位進行。從事檢驗的人員應經當地勞動人事部門考核批準。

（一）檢驗周期

壓力容器的定期檢驗周期，可分為外部檢查、內外部檢驗和全面檢驗三個類型的周期。檢驗周期內使用單位根據容器的技術狀況和使用條件自行確定。但至少每年作一次外部檢查，每二年作一次內外部檢驗，每六年作一次全面檢驗。

（二）檢驗內容

1.外部檢查：保溫層、防腐層及設備銘牌；容器外表面；焊縫、承壓元件及可拆連接部位；容器開孔；安全附件；緊固螺栓；設備基礎和管道支撐等。

2.內外部檢驗：內外表面的腐蝕、磨損情況；應力集中部位，有無裂紋；襯里有無突起、開裂、腐蝕或其他破損；高壓容器的主要緊固螺栓應進行宏觀檢查并做表面探傷。

3.全面檢驗：除包括內外部檢驗全部款項外，還應該做焊縫無損探傷和耐壓試驗。

六、結束語

從某種程度上講，化工工程當中的安全問題是始終貫穿到化工工程整個規劃過程、設計過程、建廠過程以及試車過程中的，扮演著非常重要的角色。所以，化工工程設計階段應高度重視安全問題。

參考文獻

[1]曹衛龍.對化工工程設計中安全問題的研究[J]. 化工設計通訊

Chemical Engineering Design Communications，2016年01期.endprint