化工工藝設(shè)計(jì)中的安全風(fēng)險(xiǎn)及控制策略

王景（新疆維吾爾自治區(qū)安全科學(xué)技術(shù)研究院， 新疆 維吾爾 830002）

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化工工藝設(shè)計(jì)中的安全風(fēng)險(xiǎn)及控制策略

王景（新疆維吾爾自治區(qū)安全科學(xué)技術(shù)研究院， 新疆 維吾爾 830002）

摘要：化工生產(chǎn)屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，無論是原料的存儲、運(yùn)輸，還是化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行過程，都可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸、泄露等風(fēng)險(xiǎn)。因此，在化工工藝設(shè)計(jì)過程中，必須詳細(xì)了解不同化學(xué)物品的理化性質(zhì)、生產(chǎn)流程等，準(zhǔn)確識別工藝中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，然后制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制策略，以確?；どa(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行?；诖?，本文就化工工藝設(shè)計(jì)中的安全風(fēng)險(xiǎn)及控制策略進(jìn)行探討，以期對化學(xué)工藝設(shè)計(jì)人員所借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：化工工藝設(shè)計(jì)；安全風(fēng)險(xiǎn)；控制策略

近年來，我國化工行業(yè)迅猛發(fā)展，取得了令人矚目的成就，但化工生產(chǎn)過程的各類安全事故屢屢發(fā)生，給社會造成了極大的安全隱患。對于化工生產(chǎn)安全問題，必須從源頭入手，加強(qiáng)化工工藝設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)識別與控制，這樣才能最大程度上消除安全隱患，提高化工生產(chǎn)的安全性。

1 化工工藝設(shè)計(jì)概述

化工工藝設(shè)計(jì)具體包括三大步驟：一是對化工原料進(jìn)行預(yù)處理。經(jīng)過簡單的預(yù)處理后，可以使原料的反應(yīng)面積和活性得到大幅提升，從而加快工藝反應(yīng)速率。二是設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)，需要根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的基本原理，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)所需的具體條件如溫度、壓力、濕度等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高工藝效率。三是化工成品處理，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)所得到產(chǎn)品仍屬于粗產(chǎn)品，其中含有較多的雜質(zhì)，需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的精加工處理，如蒸餾、萃取等，使之最終符合產(chǎn)品出廠的各項(xiàng)指標(biāo)要求。由此可見，化工工藝設(shè)計(jì)是一門專業(yè)性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的工作，在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須堅(jiān)持一定的原則與規(guī)律，以確保設(shè)計(jì)出來的工藝能夠滿足化工生產(chǎn)的實(shí)際要求，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 化工工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)時(shí)間緊張 化工工藝設(shè)計(jì)所涉及的裝置復(fù)雜、物料繁多、管道排布密集，需要投入大量的設(shè)計(jì)精力。但很多化工企業(yè)都將工藝開發(fā)和工藝設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，以加快產(chǎn)品更新的步伐，但這樣就會在化工工藝設(shè)計(jì)的安全性與設(shè)計(jì)時(shí)間的緊張性之間形成不可調(diào)解的矛盾，使得設(shè)計(jì)人員無法考慮到所有的風(fēng)險(xiǎn)因素，從而給工藝埋下巨大隱患。

（2）設(shè)計(jì)過程繁雜 化工工藝設(shè)計(jì)需要用到化工原理、工藝設(shè)計(jì)等各個(gè)方面的專業(yè)知識，只有專業(yè)的工程設(shè)計(jì)人員才能勝任此項(xiàng)工作。設(shè)計(jì)人員須掌握化工工藝、工程安全、機(jī)械設(shè)備等各方面的知識。同時(shí)，化工工藝所需設(shè)計(jì)人員眾多，要求不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)溝通和配合，才能保證最終的設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量。

3 化工工藝設(shè)計(jì)中的安全風(fēng)險(xiǎn)及其控制策略

（1）工藝物料方面 化工生產(chǎn)涉及各種各樣的原料、半成品、副產(chǎn)品、中間品等，這些物質(zhì)可能以固、液、氣三種不同的形態(tài)存在，每種狀態(tài)下的物質(zhì)分別具有不同的理化性質(zhì)，其危害程度亦有所不同。只有充分了解各類物質(zhì)的危險(xiǎn)特性，才能準(zhǔn)確地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別與分析。因此，在化工工藝設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員首先要對各物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判斷和識別，從理化性質(zhì)、反應(yīng)活性、穩(wěn)定性、燃燒特性、毒性大小等方面進(jìn)行相應(yīng)的安全評估，然后結(jié)合評估結(jié)果，有的放矢地進(jìn)行各工藝環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，這樣就能從源頭上杜絕風(fēng)險(xiǎn)，提高化工工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可靠性。

（2）工藝路線方面 工藝路線方面應(yīng)該從以下方面進(jìn)行考慮：一是盡可能地采用低毒、無害、安全性較高的物料，以降低對工藝條件的要求；二是選擇合適的催化劑，并對部分危險(xiǎn)性較高的物料進(jìn)行合理稀釋，以免反應(yīng)過于劇烈而引發(fā)失控；三是優(yōu)先采用新技術(shù)、新設(shè)備，并盡量減少危險(xiǎn)物料的中間貯罐設(shè)計(jì)，以控制危險(xiǎn)介質(zhì)藏量，減少泄露、爆炸等事故發(fā)生的幾率；四是盡可能地采用循環(huán)設(shè)計(jì)，提高物料利用率，減少廢物排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型生產(chǎn)。

（3）反應(yīng)裝置方面 化學(xué)反應(yīng)裝置根據(jù)物料的進(jìn)出方式，可將其分為連續(xù)型與間歇型兩種；根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可將其分為管式、釜式、塔式、床式幾種，不同類型的裝置所適用的環(huán)境有所不同，需要結(jié)合反應(yīng)的具體機(jī)理來決定。

設(shè)備選型是十分重要的一個(gè)方面。在設(shè)備選型時(shí)，必須充分考慮工藝的適用性、安全性等問題，并結(jié)合工藝操作范圍、操作特性等因素，最終決定各設(shè)備的具體型式。

在裝置材質(zhì)方面，需要考慮流體特定、流量大小、物料腐蝕性以及反應(yīng)的溫度、壓力等問題，然后根據(jù)實(shí)際情況，選擇具有足夠抗腐蝕能力且符合強(qiáng)度要求的材料，與此同時(shí)，也要考慮材料可焊性、可加工性等因素。

化學(xué)反應(yīng)的類型繁多。在反應(yīng)速率、分解速率和熱效應(yīng)數(shù)據(jù)不足的情況下，倘若反應(yīng)失控，就很可能帶來巨大的安全隱患。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證溫度、攪拌、加熱等各項(xiàng)反應(yīng)要素均在裝置可控的范圍之內(nèi)，以防造成失控現(xiàn)象。

（4）管道方面 對于輸送易燃易爆且具有一定毒性和腐蝕性的原料的工藝管道設(shè)計(jì)中，要從管道材質(zhì)、管路排布、環(huán)境振動、應(yīng)力分布等方面進(jìn)行研究分析，對可能發(fā)生泄露的部位進(jìn)行預(yù)判，然后進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。并熟悉各管道在工藝中的具體的操作條件、介質(zhì)性質(zhì)、工藝要求等，再來決定所用的管道材質(zhì)、法蘭結(jié)構(gòu)、密封面形式等。此外，對于運(yùn)輸易燃物料的管道，要盡可能地減少直角拐彎設(shè)計(jì)，可以采用內(nèi)壁光滑、曲徑較大的彎頭；對于架空敷設(shè)的管道，必須做好接地處理。

4 結(jié)語

綜上所述，化工工藝設(shè)計(jì)是保證化工安全生產(chǎn)的重要手段，但由于設(shè)計(jì)時(shí)間緊張、設(shè)計(jì)過程繁雜等原因，導(dǎo)致化工工藝設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了較多的安全隱患。對此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從工藝物料、工藝路線、反應(yīng)裝置、管道等方面入手，加強(qiáng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高化工工藝設(shè)計(jì)的安全性、可靠性，減少化工事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

［1］欒智宇.化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)的問題研究［J］.化工管理，2015，（33）.

作者簡介：王景（1984- ），男，漢族，新疆烏魯木齊人，本科，畢業(yè)于浙江大學(xué)信息學(xué)院，研究方向：化工安全。