試論化工設(shè)計之中安全危險的識別及其控制手段

杜維君孫迎春任歡（昊華工程有限公司100143）

安全生產(chǎn)是企業(yè)的生命線。鑒于化工生產(chǎn)具有其本身的特點及特殊性，對化工工藝安全隱患的管理應(yīng)當(dāng)極其嚴(yán)格。只有嚴(yán)格安全管理才能夠保證化工企業(yè)的安全生產(chǎn)?；どa(chǎn)危險等級通過其生產(chǎn)中采用的原材料、產(chǎn)生及存儲的原料、中間物和成品的化學(xué)物理性質(zhì)、數(shù)量及化工生產(chǎn)過程的性質(zhì)和其發(fā)生火災(zāi)爆炸危險程度等指標(biāo)劃分為五個等級。不同的危險防范措施適用于相應(yīng)的化工生產(chǎn)危險等級。任何防范措施需要通過確定危險等級，才能確定防爆等級和防火間距，從而確定相應(yīng)的設(shè)備、操作方法、消防器材等等。

一、化工企業(yè)工藝設(shè)計的特征

高技術(shù)含量和復(fù)雜的工藝流程是化工生產(chǎn)的主要特點。安全的生產(chǎn)需要合理的工藝設(shè)計來保障?？蒲虚_發(fā)單位通過已有實驗數(shù)據(jù)和相關(guān)材料匯編成設(shè)計基礎(chǔ)資料。但是，這些資料并未通過實踐檢驗，往往其可靠性和完整性有待鑒定完善?；どa(chǎn)工藝的特殊性決定了在材料的選擇、非標(biāo)或者定型設(shè)備的設(shè)計和選用，設(shè)備功能性的考量都有著特殊的要求，化工生產(chǎn)的管道設(shè)計也是如此，特殊的原料加上設(shè)備多、管道多、產(chǎn)量大、投資大等決定了在管道設(shè)計中也要考慮生產(chǎn)實際應(yīng)用情況。然而在實際操作過程中，化工企業(yè)為了盡早占領(lǐng)市場，縮短設(shè)計周期，經(jīng)常采用邊設(shè)計邊開發(fā)邊建設(shè)的模式。再加上企業(yè)規(guī)模大小不一，實力相對較弱的企業(yè)往往不會按照相關(guān)的操作規(guī)范去建設(shè)。這些情況都導(dǎo)致化工工藝設(shè)計中容易存在安全隱患，進(jìn)而有可能引起安全事故。因此，如何判斷設(shè)計中存在的安全危險并采取相應(yīng)的措施顯得尤為關(guān)鍵。

二、關(guān)于化工工藝設(shè)計

只有完全掌握化工生產(chǎn)的生產(chǎn)原則及規(guī)范，才能將其靈活應(yīng)用到工藝設(shè)計及細(xì)節(jié)設(shè)計中，設(shè)計出既安全高效經(jīng)濟(jì)又符合相關(guān)操作規(guī)范，不違背生產(chǎn)的工藝流程。化工工藝設(shè)計首先要保證生產(chǎn)的安全性。因此在設(shè)計前首先要熟悉生產(chǎn)原料及生產(chǎn)設(shè)備并對生產(chǎn)中存在的不安全因素進(jìn)行識別。其次，確定該工藝的生產(chǎn)危險等級，并確定其相應(yīng)的防火間距和防爆等級，在設(shè)計中應(yīng)注意這些要素，以便設(shè)計出對號入座、一一對應(yīng)的化工工藝設(shè)計。只有這樣的流程設(shè)計才能保證生產(chǎn)有序、穩(wěn)定、安全、持續(xù)地進(jìn)行。

三、危險識別與控制

化工生產(chǎn)中存在著多種多樣的危險隱患，這些隱患也是導(dǎo)致安全事故的主要因素。不安全因素在得不到有效監(jiān)控時往往容易爆發(fā)安全事故。因此，為了保證化工生產(chǎn)的安全，有效識別危險隱患和采取相應(yīng)應(yīng)急措施尤為重要。對項目生產(chǎn)工藝的流程、配套設(shè)施的生產(chǎn)過程、使用的原料和生產(chǎn)的成品、生產(chǎn)設(shè)備和操作條件進(jìn)行剖析，尋找不安全因素存在的種類、方式、位置，通過判斷危險等級確定合理的預(yù)防或消除危險性的舉措，使得化工生產(chǎn)裝備、原料的安全性得以提高的過程被稱之為危險識別與控制。通過在設(shè)計時考慮相應(yīng)的安全防護(hù)措施，在工藝上注意避免采用一些危險物質(zhì)，能夠預(yù)防操作人員使用帶有隱患的生產(chǎn)模式。

第一，危險識別之物料的識別與控制

通過判定原料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、毒性、反應(yīng)活性、穩(wěn)定性、爆炸及燃燒特性以及健康危害等方面辨別物料的危險性。

第二，危險識別之反應(yīng)裝置的選擇與控制

成品都是通過一系列化學(xué)反應(yīng)得到的。化工生產(chǎn)就是通過讓原料在一定條件下發(fā)生所需要的化學(xué)反應(yīng)，從而得到工業(yè)成品。然而，工業(yè)上的化學(xué)反應(yīng)往往伴隨著危險的發(fā)生。因此，首先分析所需化學(xué)反應(yīng)會發(fā)生哪些副反應(yīng)，會有何種危險因素，如何控制反應(yīng)條件以及反應(yīng)的特點，才能在化工生產(chǎn)設(shè)計時選擇合適的反應(yīng)器和攪拌器。特別要注意的是，反應(yīng)器的形狀往往和反應(yīng)特點緊密相連。另一個繁復(fù)且重要的問題是反應(yīng)器控制方案設(shè)計?；瘜W(xué)反應(yīng)有很多種類型，每一種類型通過變換反應(yīng)條件往往又會得到不同的結(jié)果。因此，其潛在的危險因素也較多。例如，當(dāng)反應(yīng)速度快，釋放熱量多，然而反應(yīng)器的穩(wěn)定操作區(qū)域不足時，如何設(shè)計控制；當(dāng)需要隨時控制反應(yīng)發(fā)生，隨時控制反應(yīng)停止，如何設(shè)計安全合理的方案等等。這些設(shè)計都需要了解物質(zhì)的熱效應(yīng)數(shù)據(jù)、反應(yīng)或者分解速度等等。

反應(yīng)失控常常發(fā)生在化學(xué)反應(yīng)條件發(fā)生急劇變化的時候，例如，環(huán)境突然變冷，加熱過量、攪拌器發(fā)生故障、催化劑中毒、原料加入次序有誤、傳熱介質(zhì)漏入容器中等等。在化工工藝設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)注意保持反應(yīng)環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定，例如嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度等。對于反應(yīng)器來說，應(yīng)當(dāng)選擇有足夠強(qiáng)度且密閉性好的設(shè)備，防止爆裂和介質(zhì)泄露。一般情況下，可安裝安全壓力釋放裝置在反應(yīng)器上來保證容器不會產(chǎn)生塑性變形而釀成惡性事故。

第三，危險識別之工藝流程的選擇

同一種反應(yīng)可以通過不同的工藝流程來實現(xiàn)，如何選擇最合理的工藝路線應(yīng)該從哪條工藝流程可以減小甚至消除危險物質(zhì)入手。

第四，危險識別之運(yùn)輸管道與閥門的選擇

易燃易爆、高腐蝕和高毒性往往是化工原料所具有的特點，運(yùn)輸管道以及閥門容易受到腐蝕。閥門常常用來調(diào)節(jié)介質(zhì)流量或者壓力系統(tǒng)的壓力。因此，除了選擇耐腐蝕材料、穩(wěn)定性高的材料外，還應(yīng)注意選擇閥門的材料應(yīng)具有耐高壓的特性。

第五，危險識別之電氣設(shè)計的全面控制

電氣設(shè)備、電氣線路設(shè)計需要符合化工工藝相關(guān)要求。如果設(shè)計不當(dāng)容易引起惡性爆炸事故。在設(shè)計時應(yīng)判斷化工生產(chǎn)環(huán)境是否屬于爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境，同時，根據(jù)判斷應(yīng)當(dāng)設(shè)計出相應(yīng)的安全防范措施。

小結(jié)

優(yōu)秀的化工工藝設(shè)計是保障安全生產(chǎn)的前提。在設(shè)計時，除了應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)外，了解化工反應(yīng)以及物理特性外，還應(yīng)掌握安全危險識別與控制，加強(qiáng)流程設(shè)計之中的安全性，預(yù)防安全事故的發(fā)生，真正實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

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