化學工藝的設計與化工設備安全性的評價探析

胡文海

（河南中咨安全工程師事務所有限公司，河南 鄭州 450000）

1 化學工藝安全性評價體系構建的意義

化學工藝的技術提升在很大的程度上直接影響以及干預化學企業內部的生產水平積極對應質量，企業在追求化工技術的不斷提升的過程中，還要同時注意化學工藝以及對應的設備安全問題構建。一個化工產品從構想到出場這個過程中，建立高質量的科學評價體系發揮了重要作用，同時，建設安全可靠的生產工藝流程也非常關鍵，但這個過程中最關鍵的環節是對生產的監督。這些都是建立企業信譽和良好形象的必要工作。對于生產技術人員的生命安全要讓多個主體，如同事，企業自身共同來保障，并規定他們按照按安全生產的體系進行對應生產操作，避免出現重大的安全事故。

2 化學工藝設計的設計理念和類別

2.1 化學工藝設計的設計理念

1）環保綠色的設計理念：在現實的設計和生產過程中，人們在計算成本時往往會著重考慮能源成本的占比，其實這種做法是不恰當的。從實踐中可以看出，減少資金投入，增加經濟收益的最佳途徑是解決能源消耗量大和基建投入多兩個問題。最好的例子就是超臨界流體被運用在許多大型的分離裝置上。根據一系列的資料和調查研究可以得出一個結論：常用的技術花費往往要高于一些系統能源費用。最明顯的例子就是恒沸蒸餾和獲取蒸餾。所以，在整個工藝的設計與構建中必須始終考慮能耗量。

2）設秉持減少基本建設投資的理念：化學生產歸屬于密集型產業的范疇，提高主要產品的生產工藝水平往往是依靠化學研究過程中產生的優秀成果。所以，改進現有的裝置設備，增大產能和克服固有問題弊端，是改進和提升生產工藝的三大主要途徑，也是降低基本投資的有效方式。

2.2 化學工藝設計的類別

化學工藝設計主要包括五個環節。從開始到最后分別是概念設計、中試設計、基礎設計、初步設計和施工圖設計?？梢哉f每一個設計都對整個生產工藝的進行產生重要影響。

1）概念設計。概念設計是虛擬設計，它發生在中試之前，以模擬建造規模工業生產裝置為基礎，用來驗證進生產的基礎條件和流程是否符合規范，對小試和數據的內容進行完善，甚至有需要時可以完成中試的目的和規模

2）中試設計。中試的對象主要是經過小試驗證之后的基礎條件和流程。還包括實測產品的使用效果；測試條件和流程的可信賴度；對與工藝相關的數據進行獲??；對放大模型進行進一步的考察和測驗；對雜質積累進行計算和控制，分析對最終成品的質量影響等功能。但是這些功能在實際實踐中往往是根據情況選擇使用。

3）基礎設計。基礎設計可以說是技術開發階段的一個結果匯總，它唯一且重大的作用是為整個建設生產設備供應關鍵的技術。

4）初步設計。初步設計指的是進一步精細化工工程設計的第一個步驟，主要是依據初始設計、已經批準下來的設計任務書和廠址選擇報告設計出產品說明書和總概算書并拿出詳細的建設策劃。

5）施工圖設計。將之后的建設平面化的過程。參考基礎是領導審批下來的設計意見，并且按照初始設計中的原則和策劃兼顧建筑建設的行業標準，用圖案和文字的形式將設備的大小，設置位置按比例展現在平面圖上，并且詳細具體的標明施工方式，還要克服初始設計中待預測的各種問題。

3 化工設備安全性評價的內容

3.1 工藝的安全性評價

在評價工藝安全時，最為關鍵的因素是對工藝參數的評價。常見的工藝參數主要包括溫度、壓力、料液成分。物料在設備中的停留時間及料位。這些參數達到平衡轉化率、反應速率、后續分離和相態的相關要求是最基本的要求，與此同時，還要對其安全性進行定性的分析。比如，在高溫下反應的過程，是否會發生反應失控的危險，是否會加速設備的腐蝕：當溫度出現巨大波動時，其變化范圍是否在當前設備的承受范圍之內、是否會有靜電的產生等等。在評價工藝流程時，要特別注意對三廢的處理方式的評價，比如，對于含有毒物的氣體在持放藏應經過凈化處理，或者是經環保船門許可后排放至高空。通過擴散來降低其濃度；對于含毒物的廢液則必須在經過凈化處理，達到律放標準后方可排放，而對于含有毒物的固體廢棄物，應該采用毒物分解后在排斥的方式，否則應該在環保部門批準后進行掩埋處理。通過對其處理固液氣度棄物處理方式的評價來進一步評價設備的安全性能，是設備的安全評價更具有針對性。

3.2 設備的安全性評價

對于不同的工藝條件下該選擇何種材料來作為設備的設計材料，這是我們對設備安全進行評價的最關鍵的內容之一。在我們對設備的選材進行評價后，下一步就是要根據工藝參數來評價設備的設計是否合理，分別從曙板填料的材料、形狀等多個方面進行合理性的評價。再比如對換熱器進行評價時，如果過料液中就離子含量過高，那沒采用管式換熱器發生滑露的幾本就大大地超過使用板式換熱器的概率。以設備的爆炸為例，除了上段所寫內容外，還應包括以下幾個方面：有易燃，易爆等危險物質參與反應的設備，禁止使用玻璃材質的設備，退一步說，實在沒辦法那么必須有高效的事故防范舉措；在設計設備時，應該根據料液的估算情況，保證有足夠的腐蝕裕度，充分考慮到容器或管酒內存在的最大壓力；在高溫條件下運行的設備，應該設計相配套的溫控系統、報警系統和聯鎖切斷控制。

3.3 設備操作及維護的安全性評價

在對化工設備進行安全評價時，設備的操作和維護是一個極易被忽略的因素，但其對設備安全性能的影響卻是極其重要的。在化工廠一次停車所造成的損失都在幾十萬、上百萬。對設備的操作要求很高，必須嚴格按原操作規范進行操作，任何一個極小的誤操作或忽視任何一個微小的反?，F象都可能造成驗證的后果。因此，評價設備的安全性能時，技術人員的技術水平因素也必須考慮，鑒于這一因素的不確定性，模擬計算過程中應該賦予它相對多的權重系數。

設備維護的目的就是要把各種陷患消滅在萌芽之中，完整的維護方案應該是根據設備中各組成部件的重要程度及損壞周期來設計出日維護、周維護、月維護、季維護和年維護，并及時、認真的給予執行。設備維護與設備操作同為涉及人為因素的二個不確定因素，同樣應該給予足夠的重視。評價化工設備的安全性能對技術要求很高，必須要綜合多種技術，涉獵多個學科的知識，包括工藝、機械設備、操作和管理各個方面，對實施者具有極高的要求，博學廣聞，高度的責任心、以及極強的統籌協調能力。評價結果的準確程度決定了是否能夠確?；馂?，煙炸，毒性事故風險定量結論的準確性和可信度。

4 化學工程與工藝設備安全性的管理對策

4.1 加強化學工程與工藝設備安裝過程安全性管理

確保化學工程與工藝設備的安全性，首先要從施工過程開展安全管理。對于化學工程的設計階段，要充分結合實際的化工生產需要和生產環境情況，利用專業的工程技術知識和設計知識對化學工程進行設計，其中需注重工程設計的安全性，確保所設計工程符合化工行業的相關安全標準。對于化工工藝設備，則需從最初的招標工作一直到最終的使用環節都強化安全管理，即在招投標階段嚴格審查工藝設備生產廠商的資質、標準，保證設備的合規性；在運輸階段對一些高精度設備進行認真的防護，避免運輸途中受到磕碰損傷；在正式投入使用之前，需由專業的技術人員對工藝設備進行功能測試，在確定其各項功能調試好之后才能繼續使用，全面保障化學工程與工藝設備的安全性，切實減少化工生產活動安全事故的發生，為化工企業的穩定發展提供有力保障。

4.2 提升化學工程與工藝設備安全因素的識別控制

化工企業在生產活動中應積極提升化學工程與工藝設備安全因素的識別控制，及時發現安全問題處理問題，才能夠確?；瘜W工程與工藝設備應用的安全性，進而才可以為化工企業生產活動的有序開展創造條件。對于安全因素的識別與控制，要對化學工程的設計原理和工藝設備的運行原理進行深入分析，明確各種可能出現的問題，制定相應的問題解決對策，一－旦發現安全問題時可以在短時間找到有效地應對方法，從而防止安全事故的發生。如對化工原材料的性質、生產方式等進行分析，結合工藝設備的功能，判斷其是否可以適應設備的生產要求，以及可能對設備造成的腐蝕等風險，然后定期開展對設備的檢修與維護，確保設備性能不被損壞，保證化工生產活動的安全質量。

4.3 完善化工自動化體系的安全性管理

科學技術的發展促使化工企業的生產活動中應用了越來越多的自動化技術，并形成了相對完整的自動化體系，其智能控制著化工企業的各種生產活動，極大程度上提升了化工企業的生產效率，因此，對自動化體系的安全性管理也是不可缺少的。自動化體系的構建基于網絡信息技術而實現，其面臨著諸多信息網絡風險，對此，化工企業要積極強化對自動化體系的安全檢查頻率，發現隱藏的各種安全問題及時處理。另外，也可以通過設置安裝安全防護軟件以及安全預警機制等，快速、準確地掌握化學工程的運行情況，對于一些技術性的操作數據資料以及核心信息進行有效保護，避免受到網絡攻擊，防止自動化體系受損，確?；瘜W工程和工藝設備的安全性。

4.4 增強化工工作人員的安全意識

化工企業需要不斷增強化工工作人員的安全意識，在日常工作中不定期組織員工進行安全培訓，幫助工作人員了解化學工程運行的安全知識，深化工作人員對工藝設備操作流程、規范和標準的理解，從而促使員工在設備操作中能夠更加規范的生產。另外，為了更進－步強化員工的安全意識，還要對其實施責任機制，明確不同崗位上員工的職責，督促員工在化工生產中以認真、嚴謹的工作態度，主動積極地面對化學工程和工藝設備的安全管理。

綜上所述，化工企業是當前社會經濟發展中的重要組成部分，其生產活動中存在較多的安全問題，影響著化工企業的發展質量和穩定性，因此必須加強對化學工程與工藝設備的安全管理，全面了解安全問題發生的原因，找到更有效的安全問題處理方式。若想實現對化學工程與工藝設備安全性的提升，化工企業應該基于化學工程和工藝設備的安裝過程建立合理的安全管理機制，提高辨識和及時監督控制的能力，完善化工自動化體系的安全性管理，增強工作人員的安全意識，促進化工企業持續健康發展。