化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的防范策略研究

張 軍 許宏偉 蘇 欣

（沈陽(yáng)理工大學(xué) 遼寧 沈陽(yáng) 110159）

化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的防范策略研究

張 軍 許宏偉 蘇 欣

（沈陽(yáng)理工大學(xué) 遼寧 沈陽(yáng) 110159）

化工行業(yè)的特點(diǎn)決定了化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中存在許多潛在風(fēng)險(xiǎn)，影響化工生產(chǎn)順利進(jìn)行，并給生產(chǎn)工作人員人身安全造成威脅。對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合化工工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，提出防范化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的策略，保證人員和生產(chǎn)安全。

化工工藝；風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)防范策略

0.引言

近年來(lái)我國(guó)化工行業(yè)迅猛發(fā)展，并取得許多成就?；すに囀腔どa(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它是化工生產(chǎn)順利進(jìn)行的保障，完善化工工藝設(shè)計(jì)有助于促進(jìn)提高化工生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性。但是基于化工行業(yè)自身的特點(diǎn)，化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中也存在許多風(fēng)險(xiǎn)因素，導(dǎo)致化工生產(chǎn)過(guò)程中頻發(fā)安全事故[1]。和普通生產(chǎn)事故相比，化工生產(chǎn)事故造成的危害更大、更持久，產(chǎn)生的社會(huì)負(fù)面影響也更大。因此，必須加強(qiáng)化工工藝設(shè)計(jì)中的風(fēng)險(xiǎn)控制，積極采取有效措施防范風(fēng)險(xiǎn)，避免安全事故發(fā)生。

1.化工工藝設(shè)計(jì)中風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制現(xiàn)狀研究

一般而言，化工工藝設(shè)計(jì)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)工作相互配合。

一是化工設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制。化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，化工設(shè)備是基礎(chǔ)條件，也是工藝設(shè)計(jì)前需要首先考慮的因素。主要原因在于化工生產(chǎn)原材料多為高腐蝕、易燃、毒性等材料，化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)都存在安全隱患。當(dāng)前關(guān)于化工設(shè)備危險(xiǎn)識(shí)別控制的研究較多，并且智能化危險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)用于化工設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制，智能化識(shí)別控制系統(tǒng)具有直觀性特點(diǎn)，可以直觀描述和反映設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)，智能化識(shí)別系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用[2]。

二是安全防護(hù)措施的安全性。識(shí)別化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)不僅需要對(duì)基礎(chǔ)條件進(jìn)行鑒別，還需要檢驗(yàn)安全防護(hù)設(shè)施的安全性。主要原因在于化工生產(chǎn)環(huán)境與傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)境不同，化工生產(chǎn)環(huán)境多為高溫高壓環(huán)境，化工生產(chǎn)過(guò)程中必須采取有效的防護(hù)保護(hù)化工生產(chǎn)環(huán)境，也對(duì)工作人員起到防護(hù)作用[3]。目前安全措施防護(hù)主要體現(xiàn)在安全標(biāo)志，例如在重點(diǎn)區(qū)域貼上標(biāo)志物，警示工作人員。例如在排水閥、隔離帶設(shè)備、通風(fēng)口等區(qū)域。

三是逆向工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。逆向工程一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)再現(xiàn)過(guò)程，該工程已在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中廣泛應(yīng)用。逆向工程的諸多優(yōu)點(diǎn)使其在化工工藝設(shè)計(jì)的多個(gè)環(huán)節(jié)也有許多應(yīng)用，如設(shè)計(jì)、仿制和質(zhì)量分析環(huán)節(jié)。在生存和發(fā)展期，逆向工程不僅可以縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間，提升產(chǎn)品更新速度，還能降低企業(yè)研發(fā)成本，加快新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。但是逆向工程也容易帶來(lái)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，還能引發(fā)法律糾紛，因而安全風(fēng)險(xiǎn)控制也需要重視逆向工程風(fēng)險(xiǎn)控制。

四是能源化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)控制。隨著技術(shù)提升和新能源興起，能源在化工工藝設(shè)計(jì)中的作用不斷提升。尤其是能源技術(shù)的使用，新能源及可再生能源開(kāi)發(fā)利用在化工工藝中的比例越來(lái)越高，化工工藝生產(chǎn)技術(shù)呈多樣化趨勢(shì)發(fā)展，也給化工工藝設(shè)計(jì)增加了風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

2.加強(qiáng)化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)防范的策略

基于化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，化工工藝設(shè)計(jì)中必然存在許多潛在風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)是指為生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的不確定性情況整個(gè)事件造成損失的不安全要件?；すに囋O(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制是對(duì)化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的主要設(shè)備、操作條件的分析，查明主要設(shè)備和操作條件存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的類型、原因，剔除有害因素或危險(xiǎn)因素，或采取其它措施應(yīng)對(duì)有害因素和危險(xiǎn)因素，消除或減少風(fēng)險(xiǎn)的危害，提高化工生產(chǎn)的安全性，保證人員、財(cái)產(chǎn)安全，保障化工生產(chǎn)順利進(jìn)行。

2.1 加強(qiáng)化工材料甄別，根據(jù)化工材料選擇工藝路線

化學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要首先考慮化工材料選擇問(wèn)題，化工工藝設(shè)計(jì)也需要充分重視化工工藝物料選擇問(wèn)題。鑒別化工工藝物料材性能時(shí)，可從物料的理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、反應(yīng)活性、燃燒和爆炸特性、毒副作用等方面分析，根據(jù)以上特性評(píng)價(jià)化工工藝物料的性能。此外，還需要重視工藝路線選擇[4]。工藝路線選擇與化工物料的性能有關(guān)，因而工藝路線選擇時(shí)應(yīng)參考化工工藝物料的特性，以最小化降低危險(xiǎn)因素的物質(zhì)量作為參照標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 合理設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)裝置

化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，原材料經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)工序可獲得所需產(chǎn)物，但是原材料的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程也存在危險(xiǎn)因素，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程也必然存在安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，產(chǎn)品生產(chǎn)期那需要對(duì)充分分析化學(xué)反應(yīng)過(guò)程存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，在通過(guò)反應(yīng)器設(shè)計(jì)和選型過(guò)程規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，做好充足準(zhǔn)備。即考慮化學(xué)反應(yīng)過(guò)程可能發(fā)生的事故，再采取預(yù)防措施。例如原材料在化學(xué)反應(yīng)程序中產(chǎn)生大量熱量，反應(yīng)器設(shè)計(jì)及選型過(guò)程需要考慮排熱和散熱問(wèn)題。基于對(duì)安全的考慮，反應(yīng)器不僅需的具備一定的強(qiáng)度，預(yù)防爆裂，還需要具備高度密封性，預(yù)防有害物質(zhì)泄漏，防止發(fā)生中毒問(wèn)題。對(duì)于高壓密封結(jié)構(gòu)設(shè)備，需要設(shè)置利壓力釋放裝置，保障設(shè)備安全。

2.3 完善管道閥門(mén)設(shè)計(jì)

化工生產(chǎn)過(guò)程工藝存在各類管道和閥門(mén)，化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成大量易燃、易爆、高腐蝕性和毒性等特殊物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)管道及閥門(mén)的質(zhì)量和性能有更高要求。因而管道及閥門(mén)問(wèn)題也是風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)區(qū)域，設(shè)計(jì)過(guò)程也需要重視管道及閥門(mén)設(shè)計(jì)。管道及閥門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要結(jié)合化工生產(chǎn)產(chǎn)物的特性科學(xué)設(shè)計(jì)，如根據(jù)化學(xué)生產(chǎn)產(chǎn)物的特性，從管道材質(zhì)、布設(shè)方式、環(huán)境振動(dòng)、應(yīng)力分布等方面進(jìn)行分析，預(yù)判可能發(fā)生泄漏的部位，再進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)管道在生產(chǎn)工藝中的操作條件、介質(zhì)性質(zhì)和工藝要求[5]。如若管道運(yùn)輸易燃物料，管道設(shè)計(jì)盡量采用直線設(shè)計(jì)，避免管道拐彎，或使用內(nèi)壁光滑、曲徑大的彎頭。對(duì)于架空敷設(shè)管道，必須做好接地設(shè)計(jì)。閥門(mén)是調(diào)節(jié)介質(zhì)流量或壓力物質(zhì)，閥門(mén)調(diào)節(jié)能力與介質(zhì)流量、壓力的匹配程度與否也容易引發(fā)安全施工。因此，閥門(mén)設(shè)計(jì)也需要參照管道設(shè)計(jì)方法，根據(jù)介質(zhì)流量、壓力特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)閥門(mén)。

2.4 完善園區(qū)整體規(guī)劃，加強(qiáng)現(xiàn)代化管理

化工工藝設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)因素不僅包括技術(shù)方面，也包括管理方面，因而也需要從管理層面入手，通過(guò)強(qiáng)化管理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。園區(qū)規(guī)劃是影響化工工藝設(shè)計(jì)的重要因素，目前我國(guó)化工工業(yè)園區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)及監(jiān)督環(huán)節(jié)存在許多問(wèn)題和不足，園區(qū)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)缺少有效的監(jiān)督及危機(jī)管理制度、系統(tǒng)，及時(shí)部分化工園區(qū)整體規(guī)劃存在監(jiān)督和危機(jī)管理機(jī)制，監(jiān)督及危機(jī)管理機(jī)制之間缺少聯(lián)系性，無(wú)法形成統(tǒng)一整體。因此，園區(qū)整體規(guī)劃有必要建立統(tǒng)一的監(jiān)督和危機(jī)管理系統(tǒng)，創(chuàng)造完整的安全生產(chǎn)監(jiān)管模式區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，形成以政府為主導(dǎo)，以社會(huì)組織和企業(yè)為主體的管理系統(tǒng)。建立可視化的安全生產(chǎn)整體解決方案，提升解決方案的網(wǎng)絡(luò)化水平，將被動(dòng)管理向主動(dòng)管理轉(zhuǎn)變，形成三維的安全試生產(chǎn)系統(tǒng)，提升化學(xué)工業(yè)現(xiàn)代化管理水平[6]。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，化工工藝設(shè)計(jì)作為護(hù)化工生產(chǎn)質(zhì)量的重要保障，化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程必須重視風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別及工資，在嚴(yán)格遵循法律法規(guī)的前提下分析肯化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)因素，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及缺陷，保證技術(shù)路線的安全性，才能控制并預(yù)防安全事故，保證生產(chǎn)安全。

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TU7

B

1007-6344（2016）07-0103-01

張軍(1992.08--)男，貴州省遵義市人，本科學(xué)歷，專業(yè)：化學(xué)工程與工藝。

許宏偉(1994.08--)男，遼寧省丹東市人，本科學(xué)歷，專業(yè)：化學(xué)工程與工藝。

蘇欣（1995.09--）男，遼寧省葫蘆島市人，本科學(xué)歷，專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。