化工工艺安全设计中的危险因素及解决对策

姬军军

【摘要】化工工艺设计是保证化工生产活动顺利实施的基础依据，鉴于化工生产的高危险特点，论文对化工工艺设计中存在的风险因素进行分析，并结合具体情况探讨相应的解决措施，希望能够提升我国化工生产的安全水平。

【Abstract】Chemical process design is the basis to ensure the smooth implementation of chemical production activities. In view of the high-risk characteristics of chemical production, this paper analyzes the risk factors in chemical process design, and discusses the corresponding solutions according to the specific situation, hoping to enhance the safety level of chemical production in China.

【关键词】化工工艺；工艺设计；危险因素；化工危险

【Keywords】chemical process; process design; risk factors; chemical hazards

1 引言

在化工工艺设计阶段，设计人员应为工艺准备优质的化工物料、合格的化工设备及规范的化工路线，如此这些内容才不会造成化工工艺风险。在工艺设计完毕，设计人员还要对工艺的可操作性和可执行性进行研究验证，并判断其操作过程中的安全性，最后不断完善优化工艺设计方案，使其在应用中不会存在安全隐患。

2 化工工艺设计的概念

为了对化工工艺设计进行全面的理解和掌握，从实际的原材料、反应条件、化学原理等方面分析最为恰当不过，其中包括工艺流程设计以及促使其设计实现的模式。当然，为促使化工工艺设计更为合理安全，工作人员要了解并掌握相关的设计规则，同时，要兼顾化工工艺设计的灵活性和可实施性，促使化工工艺设计在安全稳定的规则中运行，为化工工业企业发展打下良好的根基。从时间效益上来看，化工工艺设计耗时相对较短，但是设计任务量相对庞大。此外，从经济层面上进行分析，化工工艺设计投资资金巨大，对其反应设备质量和性能要求较高，在物料连接管道方面也极具复杂性。但是对于化工工艺企业而言，为了在激烈的市场竞争中占据有利地位，需要尽可能地抢占先机，这意味着化工工艺设计要打好第一枪，为了在较短的时间内设计出高质量的方案，换而言之，留给化工工艺设计的时间少之又少，因此，在如此繁琐、复杂的系统工作中，对化工工艺设计中的安全因素进行分析研究是社会发展的必然趋势，也是化工工艺企业发展的必然要求。

3 工艺设计问题

3.1 工艺物料安全性

在化工行业实际生产时，物料的选择均为现有的气、液体和固体形态，对化工产品生产中所涉及到的半成品、原材料和运输期间的具体用料进行明确规划，但是通常所用到的化学工艺物料自身存在的物理性质和化学性质是根据所属形态的不同，而出现了性质各异，这就需要针对不同形态、不同化学性质的物料进行分类保存，一旦存储条件不符合其特征需要，则一定会存在安全隐患。当前最为熟知的物料安全事故现象有：液体出现严重腐蚀、气体爆炸及物料自身存在的毒性威胁等。如果相关工作人员在设计阶段中没有对其存在的安全危险问题进行准确识别及有效防治，则会遗留下巨大的安全隐患。

3.2 工艺设备

化工生产中,设备、管道、安全附件(压力表、安全阀、液面计、温度计等)设计、选型或安装不合理,或制造质量差或材质不符合要求,致使设备、管道及其安全附件在运行过程中出现问题引起易燃易爆物料泄漏,遇明火、高热等火源会引起火灾或爆炸事故。若设备基础不牢、下沉或其他原因,造成设备、管线破裂,化工品大量泄漏,也存在引发火灾、爆炸的危险。若压力容器、压力管道及其安全附件设计、安装或选型不合理;或制造质量差;或材质不符合要求;或由于腐蚀、超期使用等原因造成承压能力下降;或安全附件损坏或失效;或未按规定定期检验,或职工操作失误引起设备超温、超压,均有可能造成物理爆炸^[1]。

3.3 化工工艺管线安全

化工工艺离不开管线，而且比较多，这是工艺设计工作的特点，因此，原材料的选用，工艺应用条件工作等就复杂的多。在购买材料时，选用环保安全的材料，性能较好的材料，安全系数高。如果这些材料质量不合格，就会污染环境，进而破坏环境，产生危害。

3.4 化工环境的危险性

化工环境包括工作间及反应器。工作间环境由于缺乏专业监管体系呈现混乱状态致使工人状态及心理情绪不可控破坏化工工艺操作严谨性。而反应条件是实现化工工艺的必备要求，在进行化工制造时常要求高温高压。高温高压的反应条件不仅对化工设备要求较高，对于高温高压的施加装备也是一种挑战。然而，如无法为化工制造提供要求温度及气压，化工产品质量则难以得到保证。就我国目前电气设备的发展程度分析，仍难以满足化工工艺高温高压要求。

4 化工工艺安全设计中危险因素的处理措施

4.1 控制工艺物料的安全

在化工工艺设计期间，针对具体物料的选择上面，需要对所涉及到物料自身存在的危险物质进行详细的辨别，主要对其自身的化学性质，如是否存在易燃易爆性、有毒成分物质所占比重、对人体健康存在哪些危害等进行全面的识别与分析，进而从化学性质这一源头上进行有效控制^[2]。

4.2 做好设备安全性的设计把控

从近年来的化工安全事故情况来说,由于化工设备因素造成的安全事故较多,事故的损失重大,因此在进行化工工艺设计时,要注重设备安全性的把控。选择的化工设备,其性能必须要达到相关标准,以免引发安全事故,威胁员工的人身安全。经过科学分析以及精准计算来选择适合的化工设备,通过对各个设备运行涉及到的化工反应进行分析,选择符合设计标准的设备。化工工艺运行涉及到各类化工反应,要依据化工设备的使用特点,做好严格的把控。针对设备运行压力的控制,采取控制原材料的使用量和加热速率等方式,做好优化设计,避免出现安全问题。除此之外,采取外部循环冷却,使用压力释放装置等,来降低危险系数。对使用的反应设备,依据反应类型和特点,结合实际需要,来选择化工反应设备。对于化工反应产生大量气体的情况,建议通过增加管壁厚度,完善排气功能等,避免爆炸事故的发生。注重优化化工反应装置,营造安全的运行环境,进而保证生产的安全性。

4.3 化学工艺安全线路

在以往的化工工艺设计环节中，针对一项化学反应试验会涉及到多项工艺线路，这就需要具体设计人员要全面从线路反应的大体上进行分析，以此来择优出最佳的反应线路，促使工艺线路在设计中的危险性极大降低。在此过程中，材料的选择尤为重要，尽可能地偏向一些具备较低危险性，且实用性较强的材料类型，确保实际的的化学反应趋于平缓的状态。例如：若想促使化学反应物自身的危险性快速降低，当属催化剂的应用，并且确保反应过程一直处于平缓状态。同时，在工艺材料的选择上，还要尽可能借助一些先进的科学技术和设备，由此来减少废气材料在工艺生产中的产生量，保证其物质在反应中都可以发挥出最大的功效，对于环境的污染也相对减少；如果在工艺线路设计环节中存在部分设备故障问题，需要模拟出具体设备设计流程及详细核算塔设备，并针对设备自身特征及故障原因运用灰色系统理论进行论述和研究，找出设备中超出规定标准的故障原因，进而可以针对不同的故障类别运用有效手段予以解决。另外，需要在化学反应过程中创建一个合乎标准的反应环境，并合理的掌控化学反应设备。例如：化学物质材料在实际流动期间，在对其进行关闭及阀门控制时，准确掌控好产生出的压力及具体流量；在具有防腐性强且温度较高的环境下进行化学工艺生产期间，需结合实际化学工艺设计情况，选取一些抗高温、耐腐蚀的管道材料来进行具体的管道设计，这样就可以促使部分设备在实际反应中是具有稳定性的；在具体操控电气过程时，需充分考量其运作环境，可以确保设备在运作中是否具有爆炸危险及火灾安全隐患等问题，以此来逐步优化分析结果，降低设备的安全危险性^[3]。

4.4 提高优质环境

优质的生产环境，能保证生产正常运转，提高生产效率。工人在这样的环境中，能够专心操作，误差就会小，就会降低操作失误，有效避免事故的发生。优质环境还包括生产材料的存放；灭火器的设置；灭火器的数量；工人的业务能力等。这些方面一定按设计安置好，确保生产的安全。一般从两个方面入手：尽量选择没有污染，或者污染程度小的材料，并采用有效的措施降低污染程度；对排放物的排放要合理科学，如埋藏固体废物、净化污水等。

5 结语

在化工工艺设计风险防范中，相关人员不仅要熟悉化工工艺设计中的风险类型及表现特征，还要基于设计要求，掌握风险隐患识别技术，明确隐患识别要点，如此才能准确识别风险类型，制定有效的防范措施。化工工艺设计分为多个阶段，审核人员还要积极对待草图及施工图纸审核工作，找到其中的设计变更和安全隐患，化工工艺应用过程的安全可靠性才能得到保证。

【参考文献】

[1]王琦.化工工艺设计中安全问题及控制管理[J].化工管理,2019(06):67-68.

[2]崔现国.化工工艺设计中安全问题及控制管理[J].化工设计通讯,2018,44(12):91-92.

[3]牛小慧.化工工艺设计中的安全问题及控制探析[J].清洗世界,2018,34(11):63-64.