化工工藝設計中的安全風險及控制探討

楊明

山東石大勝華化工集團股份有限公司 山東東營 257503

1 化工工藝設計相關內容概述

完整的化工設計階段，相關設計人員要全面掌握化工設計基本原則以及各項注意的問題，在完整的化工設計中全面融入安全設計理念，對各項細節問題集中控制。在化工行業發展中特殊性要求較高，對人員生命安全重視度較高，在生產活動中要對安全問題深入分析。《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）（2018年版）把化工生產中使用或產生的物質按照物化性質及數量等因素，把火災危險性分為甲、乙、丙、丁、戊五個層次，這樣便于技術人員掌握化工材料性質以及對應危險等級，有助于提高防范意識。在化工危險等級劃分中，主要是依照原材料、產品數量、危害問題、材料性質等方面影響，便于化工企業以及生產工廠合理應用各類儀器。在化工工藝生產中多個環節存有較大復雜性，危險要素較多，比如反應介質具有易燃易爆性，工藝對溫度、壓力等參數有特殊要求，尤其在危險系數較大的化工產品生產中此類設計要素誘發的安全問題更為突出。

2 化工工藝及風險識別

化工工藝是指應用化工生產技術，使原料經過化學反應轉化成為產品的方法。化工工藝主要包括三個步驟：第一，原料處理。即依據實際情況，對原料進行凈化、提濃、混合等操作，使其狀態、規格滿足化學反應要求。第二，化學反應。即對已經處理過的化學原料，施加一定的壓力、溫度等條件，使其發生氧化還原、聚合等反應，從而得到符合要求的產品。第三，產品精制。即對經過化學反應得到的混合物進行分離、除雜等操作，獲得符合規格的產品。

2.1 原料風險識別

對于這一風險的識別，可先結合化工工藝實際，匯總出所需的各種化學原料。然后再對化學原料的物理性質、化學性質進行分析，確認這些化學原料存在哪些安全風險。接下來，還要進一步分析，化學原料相互之間是否會發生反應，且化學反應過程中是否會出現安全事故。這樣進行統一分析、匯總之后，就能充分了解化學原料存在的安全風險。

2.2 工藝風險識別

對于工藝風險的識別主要是從溫度、壓力、腐蝕性、放熱情況、操作等方面入手，確認化工工藝是否會引發燃燒、爆炸、腐蝕等安全事故。仍以硝化工藝為例，可重點對其反應過程進行分析：第一，硝化反應在低溫進行，但是會產生大量的熱。一旦出現投料速度過快、攪拌終止、冷卻水不足等問題都會引發爆炸事故。另外，混酸制備也會產生大量的熱，使反應溫度達到90℃以上，甚至會造成硝酸分解。第二，反應組分分布、接觸不均，導致局部過熱，甚至會引發爆炸事故。第三，容易產生副反應、過反應。如磺化反應、水解反應、氧化反應，而這極有可能引發燃燒、爆炸等安全事故。第四，水和硝化物混合會產生大量的熱，導致液態物料溫度、氣壓迅速上升，進而發生爆炸。

2.3 化工設備風險

化工工藝的實施也離不開各種化工設備。雖然化工設備能保證化工工藝的順序實施，但是它也增加了化工工藝風險。比如管道、反應裝置出現了裂縫、磨損，就有可能導致有害氣體的泄露、化學反應條件改變、安全設備失效等問題，以致于化工工藝的安全性無法得以保證。

2.4 管理風險識別

對于管理風險的識別可從溫度、壓力、操作、設計等方面入手，確認化工管理工作是否存在不安全行為。如在硝化工藝中，要提前對可能因參數設定不當、操作不規范、監管不到位等因素帶來的管理風險進行分析，并提前制定防范措施。

3 化工安全設計中風險控制措施

3.1 危險和防護的方案考慮

首先，必須要充分考慮化工工藝生產的危險因素，再依據本企業自身的實際狀況，制定出合理有效的化工安全設計方案。例如，設計部門必須要對本企業的實際情況進行大量的調查，找出企業開發、生產化學材料過程中的不足之處，以及企業內部工作人員工作行為是否規范等。其次，進行安全風險因素考察時，可以依據危害程度制定不同的控制防線。例如，按照標準，可將安全風險因素分為一級風險、二級風險。一級風險的損傷程度較小，指在實際生產工作中，因為不確定的小因素造成的損傷，危害程度低。雖然一級風險的損傷程度低，但是仍需要引起足夠的重視，避免因小因素產生連鎖反應，造成更大的損失，還能夠在一定程度上避免二級風險的出現。二級風險的損害度較高，會造成人身財產的損失。所以必須設置二級風險防線，將損失降到最低。

3.2 工廠選址的安全問題

首先，化工生產可能會對人體造成一定的危害，且化工產品生產設施繁多且巨大，所以在選擇化工廠的試產場地時，相關部門人員應充分考慮場地的面積是否寬闊、是否遠離鬧市區。例如，部門人員在進行工廠選址時，選擇面積開闊且人煙稀少的郊區等城市偏遠地帶，確保化工產品的生產不會影響到市民正常生活，還可以保證不同生產廠房之間的安全距離。其次，相關人員在工廠選址時，還應考慮當地的風向、交通等客觀環境。例如，根據風向的情況，將化工廠建立在下風向的位置。盡量選擇交通情況良好的位置，便于原材料的運輸和化工產品的輸送。

3.3 防泄漏管線配置設計

首先，相關人員應對管道線路的防泄漏進行合理的設計，減少可能其在實際使用過程中的安全隱患。例如，相關人員需要減少管道線路的分支，避免增加管道管理的負擔，同時應減少死角的數量。此外，相關人員還應優化小口徑的管道，要用大排放管口代替小排放管口，以此提高運行效率。其次，要結合管道材質屬性、本企業所使用的化學材料屬性的實際情況，優化管線道路的配置設計。

3.4 完善監督管理體制

首先，監督管理部門必須依據企業內部的實際狀況，完善現有的監督管理體制，確保企業內每一名員工能夠規范操作，提高員工的生產工作熱情。其次，化工行業的生產運行的安全，離不開監控系統的建設。

4 結語

綜上所述，探討化工設計中的安全識別與控制措施，能夠有效地減少化工產業在實際運行過程中的安全風險，提高環境、員工的安全系數，確保企業安全穩定發展，才能夠提高化工行業整體工作質量，為我國經濟提供堅實的發展動力，更好地促進我國經濟的健康、可持續發展。