化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制

劉根峰（巴斯夫（中國(guó)）有限公司，上?！?00233）

化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制

劉根峰
（巴斯夫（中國(guó)）有限公司，上海200233）

在從事的各行各業(yè)中，安全問(wèn)題一直都是重點(diǎn)，化工行業(yè)因其特殊的工作環(huán)境使得行業(yè)對(duì)安全性的要求更高。化工工藝設(shè)計(jì)需要具備規(guī)范、嚴(yán)格、精確等特性，使得化工工藝設(shè)計(jì)中的安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制成為從事化工行業(yè)職員重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，要想營(yíng)造一個(gè)安全的工作環(huán)境，就必須識(shí)別其中的危險(xiǎn)并加以控制。結(jié)合各類(lèi)化工工藝設(shè)計(jì)，淺談化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制。

化工工藝設(shè)計(jì)；安全危險(xiǎn)識(shí)別；安全危險(xiǎn)控制

1　化工工藝設(shè)計(jì)

在整個(gè)化工設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)工作人員必須熟悉化工設(shè)計(jì)的原則及注意事項(xiàng)，將思想滲透融入到整個(gè)化工設(shè)計(jì)理念中，這樣才能保證產(chǎn)品在符合市場(chǎng)需求及規(guī)范的要求下，將化工工藝設(shè)計(jì)完美地展示出來(lái)，包括小細(xì)節(jié)也能因相關(guān)工作人員徹底領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)含義從而靈活展現(xiàn)出來(lái)。化工行業(yè)的特殊性要求整個(gè)行業(yè)工作人員的安全是第一位，因此需要對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)中的安全問(wèn)題進(jìn)行深度研究。化工行業(yè)規(guī)范守則將各類(lèi)物品的危險(xiǎn)程度分成五個(gè)等級(jí)，以便工作人員能快速熟悉化工材料及其性質(zhì)并將物品和危險(xiǎn)等級(jí)一一對(duì)應(yīng)，增強(qiáng)安全防范意識(shí)。危險(xiǎn)程度的五個(gè)等級(jí)是由化工產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)過(guò)程中使用并產(chǎn)生及存儲(chǔ)的原材料、產(chǎn)品中間品和最終成品的數(shù)量及相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)和誘發(fā)火災(zāi)爆炸等意外情況的危險(xiǎn)程度、綜合生產(chǎn)過(guò)程中材料設(shè)計(jì)的性質(zhì)等來(lái)決定的，由此定下防爆等級(jí)等一系列危及人身安全的等級(jí)制度，能幫助企業(yè)或工廠正確地選用相關(guān)儀器。

2　化工工藝設(shè)計(jì)的類(lèi)別

2.1概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)又被稱(chēng)為假象設(shè)計(jì)，為了檢查工藝設(shè)計(jì)實(shí)施條件、生產(chǎn)路線等是否合理以及設(shè)計(jì)的合理運(yùn)用可能性，通常在中試前以模擬生產(chǎn)裝置的方式進(jìn)行。概念設(shè)計(jì)在檢查化工工藝設(shè)計(jì)是否合理且具有可行性的基礎(chǔ)上確定設(shè)計(jì)涉及的數(shù)據(jù)并加以補(bǔ)充，行使著確定中試規(guī)模、目的以及鋪墊小試內(nèi)容的職能。

2.2中試設(shè)計(jì)

中試設(shè)計(jì)主要在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定小試的內(nèi)容，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的小試工藝路線和條件是否合理、整個(gè)化工工藝設(shè)計(jì)投入生產(chǎn)活動(dòng)的可行性并設(shè)置產(chǎn)品使用性能考核的重點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上獲取設(shè)計(jì)工藝的相關(guān)執(zhí)行數(shù)據(jù)并考察檢驗(yàn)生產(chǎn)模型。中試設(shè)計(jì)還需要檢驗(yàn)雜質(zhì)的積累對(duì)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的影響，增加工藝設(shè)計(jì)的合理性。以上提到的通常視情況而定，特殊情況下也可適當(dāng)增加或減少相應(yīng)部分。

2.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)代表著整個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的最終審核，包含著技術(shù)開(kāi)發(fā)階段的終極研究成果，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是為了檢驗(yàn)之前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，判定設(shè)計(jì)工藝能否投入生產(chǎn)，在之前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上為下一設(shè)計(jì)提供生產(chǎn)的所有技術(shù)要點(diǎn)，是準(zhǔn)備階段最核心的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

2.4初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)作為精確化工工藝設(shè)計(jì)的首要階段，需要根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施及工程對(duì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)需求的整體企劃案、廠址考查數(shù)據(jù)及選擇報(bào)告和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)任務(wù)方案，在概念設(shè)計(jì)、中試設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上整理出化工工程的初步設(shè)計(jì)規(guī)劃書(shū)及總概算說(shuō)明書(shū)，要求能通過(guò)項(xiàng)目審查、項(xiàng)目招標(biāo)并做好施工及各方面材料設(shè)施準(zhǔn)備，為投資建廠提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.5施工圖設(shè)計(jì)

施工圖設(shè)計(jì)是由高層負(fù)責(zé)人員根據(jù)初步設(shè)計(jì)呈遞的策劃及相關(guān)數(shù)據(jù)提出的修改建議結(jié)合初步設(shè)計(jì)中確立的各項(xiàng)指標(biāo)確定最終方案，根據(jù)相關(guān)要求以圖像和文字的形式詳細(xì)地呈現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備的各個(gè)組成部分，能清楚呈現(xiàn)各部分的尺寸及施工方式具體化的細(xì)節(jié)。施工圖設(shè)計(jì)是為了讓高層領(lǐng)導(dǎo)及參加工作的相關(guān)人員直觀地看到化工工程的整體或部分流程，解決初步設(shè)計(jì)中未能具象化的各種問(wèn)題。

3　目前化工工藝設(shè)計(jì)存在的不足

化工工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)技術(shù)含量高的工程，其工藝流程極具特色，包含的設(shè)備種類(lèi)繁多并大都具有規(guī)格特殊這一特性，因此設(shè)備的功能化在非編設(shè)備的設(shè)計(jì)和定性設(shè)備的選用方面都有著特殊要求，對(duì)人才方面的選用要求也極高。

化工工藝設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)資料繁多，但涉及的基礎(chǔ)資料很多都不完整，這些資料一般都是由科研單位提供，或者是由工作人員根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和材料加以潤(rùn)色而編寫(xiě)完成的，所以并沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)工業(yè)化的考量，沒(méi)能及時(shí)檢驗(yàn)并完善，數(shù)據(jù)的精確性容易被質(zhì)疑，并由于獲取來(lái)源的局限性導(dǎo)致基礎(chǔ)資料很難完整。

化工工藝設(shè)計(jì)的工作量巨大但設(shè)計(jì)周期短，為了使產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場(chǎng)，前期的設(shè)計(jì)周期被極限壓縮以縮短整體建設(shè)周期從而獲取最大利潤(rùn)，所以一般都存在一邊建設(shè)一邊完善設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。其工作量巨大，總體投資也大，從而設(shè)備、管道也多，因此化工工藝設(shè)計(jì)中管道設(shè)計(jì)是一個(gè)需要特殊對(duì)待的環(huán)節(jié)。

裝置的規(guī)模大小不一，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不能完全實(shí)現(xiàn)，為了節(jié)約資金和時(shí)間，通常會(huì)縮減一些設(shè)計(jì)部分占有的資源。為了獲得大量產(chǎn)品或者特殊的工程要求對(duì)工程數(shù)據(jù)的精確，才會(huì)有大規(guī)模的化工工程，才會(huì)有相比較而言大的設(shè)計(jì)、施工規(guī)模。

目前化工工藝所存在的問(wèn)題都有著導(dǎo)致危險(xiǎn)狀況發(fā)生的潛質(zhì)，對(duì)工作人員及產(chǎn)品投入市場(chǎng)后的使用人員都存在較大的安全隱患。由此可見(jiàn)，化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制顯得尤為重要，需要管理者及相關(guān)工作人員予以高度重視。

4　化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制

4.1工藝物料方面

物料的危險(xiǎn)辨識(shí)主要是對(duì)其理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、熔沸點(diǎn)及毒性等多方面的分析得出的結(jié)論，能有效地幫助工藝物料接觸者了解到相關(guān)知識(shí)并做好防護(hù)準(zhǔn)備。生產(chǎn)過(guò)程中所接觸的原料、半成品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、生產(chǎn)雜質(zhì)等以固態(tài)、溶態(tài)、氣態(tài)三種形態(tài)存在，而他們?cè)诓煌螒B(tài)下對(duì)應(yīng)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等多有不同。在運(yùn)輸、貯藏和使用過(guò)程中，這些物料通常會(huì)經(jīng)歷各種形態(tài)的變化，導(dǎo)致其物理化學(xué)性質(zhì)及危害身體的毒性也跟隨著變化，對(duì)這些危險(xiǎn)特性進(jìn)行辨識(shí)及控制，幫助接觸者了解到相關(guān)物料的危害性，能有效地減少物料對(duì)接觸者的身體傷害。

4.2工藝流程路線方面

一般工藝流程中的各種反應(yīng)都會(huì)有多條路線以供選擇，在實(shí)際運(yùn)用路線的選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：盡量減少危害物使用量或產(chǎn)量，減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有害雜質(zhì)；盡可能地使用無(wú)害物料取代高危物料作為反應(yīng)原料；適當(dāng)降低反應(yīng)條件的要求，使用優(yōu)質(zhì)催化劑；在生產(chǎn)過(guò)程中如有不可避免的有害物質(zhì)產(chǎn)生則盡可能地降低有害物質(zhì)產(chǎn)生速率，在能夠控制的情況下進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)；盡量使用新型設(shè)備、材料等投入生產(chǎn)，保證在物料的貯藏、使用及廢料的處理等過(guò)程中能完全控制有害物料不影響接觸者的身體健康；反應(yīng)過(guò)程中使用的物料、催化劑等盡量循環(huán)使用，減少對(duì)接觸著人體及環(huán)境的破壞。

生產(chǎn)過(guò)程中需要考慮人文主義，管理者或決策者不能只為謀取利潤(rùn)而選擇有害但卻投資最少的路線，應(yīng)盡可能地選擇最環(huán)保、最健康、最實(shí)惠的工藝流程路線。

4.3化學(xué)反應(yīng)裝置方面

整個(gè)化工工藝的流程中，最為核心的部分就是化學(xué)反應(yīng)，化工產(chǎn)物基本都是都通過(guò)化學(xué)反應(yīng)得來(lái)的，因此化工產(chǎn)物誕生的同時(shí)也伴隨著很多危險(xiǎn)因素。為保障接觸化工產(chǎn)物及參與化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)工作者的身心健康，在化學(xué)反應(yīng)裝置的選擇方面需要有諸多考慮，從而選出最符合實(shí)際生產(chǎn)需要并且不危害人體健康的反應(yīng)裝置。

反應(yīng)裝置的種類(lèi)繁多，由反應(yīng)進(jìn)出物料的情況主要分為間歇式反應(yīng)器和連續(xù)式反應(yīng)器兩大類(lèi)，由反應(yīng)中使用的物料流程又可分為單程式反應(yīng)器和循環(huán)式反應(yīng)器兩大類(lèi)，而從反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)則可分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定式反應(yīng)器等幾大類(lèi)。以上多種類(lèi)別的反應(yīng)器適合不同化學(xué)反應(yīng)，因此需要在符合實(shí)際情況的條件下選擇最合理的反應(yīng)器類(lèi)別。

在反應(yīng)裝置中，構(gòu)成裝置的設(shè)備特性及組成裝置的工藝流程共同決定了反應(yīng)裝置的特性。由于工藝特性與工藝裝置特性有著密不可分的聯(lián)系，因此在選擇工藝裝置時(shí)需要對(duì)工藝的適應(yīng)性及安全性等問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)財(cái)?shù)據(jù)采集并加以分析，根據(jù)工藝的操作特性、范圍以及對(duì)各類(lèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)分析選擇最合理的工藝裝置。

化學(xué)反應(yīng)的種類(lèi)復(fù)雜而繁多，控制化學(xué)反應(yīng)的難度也因此大大提升，雖然也存在很多的簡(jiǎn)易反應(yīng)裝置用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，但由于反應(yīng)裝置的簡(jiǎn)單使得控制反應(yīng)的力度不夠，很容易導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)度。當(dāng)工藝涉及到的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度極快、放出熱量大時(shí)，對(duì)反應(yīng)裝置的要求就會(huì)更為嚴(yán)格，反應(yīng)器控制方案的設(shè)計(jì)就需要更為嚴(yán)謹(jǐn)精確。化學(xué)反應(yīng)一旦失去控制，產(chǎn)生的熱量、氣體等沒(méi)能及時(shí)處理，就會(huì)發(fā)生重大的安全事故。雖然一般運(yùn)用的化學(xué)反應(yīng)通常以穩(wěn)定的狀態(tài)進(jìn)行，但難免在反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)誤差，因此在反應(yīng)器選擇時(shí)應(yīng)將各類(lèi)突發(fā)情況考慮進(jìn)去，從而選用在安全范圍內(nèi)的反應(yīng)裝置。

4.4管道設(shè)計(jì)方面

管道通常運(yùn)送危險(xiǎn)性極高的物料，因此在管道設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮防漏、防爆、防移位、防滴等事項(xiàng)，管道的設(shè)計(jì)要能從容應(yīng)對(duì)以上提出的各種突發(fā)狀況，并考慮振動(dòng)、壓力、腐蝕等多種安全隱患，合理布置管道，對(duì)管道的使用材料進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，選擇質(zhì)量過(guò)硬、安全系數(shù)最高的管道材料。管道銜接處的泄漏問(wèn)題也需要納入管道設(shè)計(jì)的考量中，確保管道輸送過(guò)程能安全高效地進(jìn)行。

5　結(jié)論

化工工藝設(shè)計(jì)是化工生產(chǎn)的基本，是在化工生產(chǎn)投入實(shí)際施工的最重要的準(zhǔn)備工作，化工工程需要嚴(yán)格遵守政府法規(guī)，保證在合法的條件下進(jìn)行。在保證化工工程合法的情況下，應(yīng)當(dāng)充分完善化工工藝設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別與控制，使得整個(gè)化工工程在合法、安全的環(huán)境下實(shí)施。

[1] 汪蘭英，楊健.探討化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)的問(wèn)題[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（19）：34.

[2] 趙文濤，劉克強(qiáng).論化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)的識(shí)別與控制[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（14）：25.

[3] 杜維君，孫迎春，任歡等.試論化工設(shè)計(jì)之中安全危險(xiǎn)的識(shí)別及其控制手段[J].化工管理，2013，（8）：128.

Chemical Process Design Safety Hazards Identification and Control

Liu Gen-feng

Engaged in all walks of life，the safety problems that have been the focus of the chemical industry because of their special work environment makes industry security requirements higher.Chemical process design requires standardized，rigorous，precise characteristics such as chemical process design safety hazard identification and control in the chemical industry has become the focus of concern of staff，in order to create a safe working environment，it is necessary to recognize the danger and control.Combined with various types of chemical process design of chemical process design safety hazard identification and control.

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TQ01

B

1003-6490（2016）03-0115-02

2016-03-16

劉根峰（1979—），男，河南禹州人，工程師，主要從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。