關(guān)于化工工藝設(shè)計中安全危險問題的探討

李闖

[摘要]為了細(xì)化化工工藝分類，明確化工工藝設(shè)計理論，了解化工工藝設(shè)計特點(diǎn)。文章結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，展開了有關(guān)工藝物料、化學(xué)反應(yīng)裝置、整體園區(qū)等方面的研究，并提出了有關(guān)化工工藝設(shè)計安全為先識別控制方法，做好各項(xiàng)危險應(yīng)對措施，提高化工工藝安全設(shè)計水平。

[關(guān)鍵詞]工藝設(shè)計；化學(xué)反應(yīng)；危險識別

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615055

鑒于化工行業(yè)的特殊性考慮，其對安全問題也更加重視，只有對化工工藝設(shè)計中存在的各種危險問題有了綜合全面的認(rèn)識，才能夠有效地提升化工工藝設(shè)計的安全性，實(shí)現(xiàn)化工安全生產(chǎn)，保證我國人們的生命財產(chǎn)安全。

1化工工藝設(shè)計

化工工藝是一項(xiàng)設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)、操作難度較大、危險性高的行業(yè)，只有切實(shí)了解和掌握化工操作原則和精神，并將其落到實(shí)際工作之中?；すに囋O(shè)計細(xì)節(jié)的靈活應(yīng)用才能夠保證化學(xué)工藝的規(guī)范性，又能保證生產(chǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)運(yùn)行的安全高效。安全是化工生產(chǎn)的首要問題，因此，我們必須要做好化工生產(chǎn)安全剖析。

明確了解原材料及產(chǎn)品性質(zhì)，這樣才能夠快速地將其分門別類，做好化工物品的管理和使用。按照危險程度可將化工物品分為五個等級，化工危險物品劃分綜合了生產(chǎn)過程中使用、產(chǎn)生儲存原料、成品及半成品的物理化學(xué)性質(zhì)、火災(zāi)爆炸危險程度。只有做好化工物品危險等級劃分才能夠?qū)嵤┯行О踩墓芾?，做好各種危險防范措施，如確定防爆等級、防火間距等。同時，我們對于生產(chǎn)過程中應(yīng)用到的各種設(shè)備儀表、消防器材和操作方式有著嚴(yán)格的要求。

2化工工藝設(shè)計分類

21概念設(shè)計

概念設(shè)計又稱假象設(shè)計，主要按照擬建規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)裝置，，通常概念設(shè)計是在中試前進(jìn)行的，其目的在于檢查工藝條件、生產(chǎn)路線的合理性，根據(jù)數(shù)據(jù)的核算情況，適當(dāng)補(bǔ)充設(shè)計內(nèi)容，作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以通過小試來達(dá)到這一目的，必要時也可以適當(dāng)調(diào)整測試規(guī)模。

22中試設(shè)計

一般來說，中試是在小試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它是對小試工藝路線及條件的檢驗(yàn)，旨在進(jìn)行產(chǎn)品使用性能的檢驗(yàn)，同時中試也是對工藝系統(tǒng)能否持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的一種檢驗(yàn)，它也幫助我們獲取設(shè)計工藝必要的工程數(shù)據(jù)和工藝技術(shù)，必要時也可放大檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，對生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)積累進(jìn)行檢驗(yàn)，考核其是否會對產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，檢驗(yàn)人員可以根據(jù)實(shí)際情況，對以上內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)，或是選取部分檢驗(yàn)。

23基礎(chǔ)設(shè)計和初步設(shè)計

做好基礎(chǔ)設(shè)計是技術(shù)開發(fā)階段的最佳開端，也是提供建設(shè)生產(chǎn)裝置的技術(shù)要點(diǎn)之一。而初步設(shè)計則是精細(xì)化工程設(shè)計的首要階段，初步設(shè)計結(jié)果就是得出總概算書和初步設(shè)計說明書。它是在基礎(chǔ)設(shè)計的基礎(chǔ)上做出的有關(guān)長治選擇報告、設(shè)計任務(wù)書、工程技術(shù)和經(jīng)濟(jì)情況計算研究方案。初步設(shè)計結(jié)果能夠滿足施工準(zhǔn)備和項(xiàng)目審查、項(xiàng)目招標(biāo)和材料設(shè)備訂貨等要求，是建廠投資的主要依據(jù)。

24施工圖設(shè)計

根據(jù)上級初步設(shè)計的審批意見，進(jìn)行初步設(shè)計方案和設(shè)計原則確定，并通過對非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作和建筑要求研究，利用圖樣和文字方式將設(shè)計工藝和設(shè)備組成、施工方法、施工布置等完全展現(xiàn)出來，細(xì)化工程施工建設(shè)需要，明確初步設(shè)計階段需求，做好初步設(shè)計工作。

3化工工藝設(shè)計的特點(diǎn)

新技術(shù)含量高以及工藝流程獨(dú)特等是化工工藝設(shè)計的主要特征。但也是新技術(shù)工藝的應(yīng)用，缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)資料可以借鑒，只能通過實(shí)踐檢驗(yàn)摸索。新技術(shù)工藝基礎(chǔ)設(shè)計資料通常是在相關(guān)資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立的。但這些數(shù)據(jù)資料畢竟沒有經(jīng)過實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)檢驗(yàn)和完善，數(shù)據(jù)可靠性和完整性都有待考量。鑒于化工裝置工藝流程的獨(dú)特性考量，其設(shè)備規(guī)格特殊、種類繁多，因此它無論是對非標(biāo)設(shè)計或是定型設(shè)備選用等方面的功能都有著特殊要求。再者化工生產(chǎn)工作量大、設(shè)備多、總體投資大、管道多、生產(chǎn)過程中的原料、半成品、物料等都需要謹(jǐn)慎處理。管道設(shè)計要求也較為特殊，它的設(shè)計周期短，想要快速搶占市場、縮短建設(shè)周期，必須縮短各個環(huán)節(jié)的設(shè)計周期，這也是當(dāng)前邊開發(fā)邊設(shè)計、施工過程中不斷更改設(shè)計現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。由于工程規(guī)模的不定，工程選定的裝置規(guī)模也是有大有小，從節(jié)省工程投資的角度，想要保證所有設(shè)計完全按照國家化工工藝設(shè)計規(guī)范去做是不可能的。而必要的數(shù)據(jù)測試就必須要有一定的規(guī)模才能獲得一定的產(chǎn)量、測出工程數(shù)據(jù)。工藝設(shè)計的不規(guī)范性特點(diǎn)給化工安全生產(chǎn)埋下了巨大的事故隱患。這也是化工工藝設(shè)計危險識別及控制越受到人們重視的主要原因。

4設(shè)計中的危險識別和控制

化工生產(chǎn)過程中可能或存在的事故隱患就是危險因素，也就是生產(chǎn)過程中的不安全條件可能會導(dǎo)致化工企業(yè)安全事故或損失產(chǎn)生的情況。危險識別和控制就是通過對整個生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備操作條件方法等加以控制，了解危險因素產(chǎn)生的位置、方式和種類，并作出及時恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施，將危險性降低最低。

采取一切手段，盡量避免不安全技術(shù)路線的應(yīng)用，堅(jiān)決不適用危險設(shè)計、工藝和物質(zhì)。即使適用，也要提前做好各種安全防護(hù)措施，將這些危險因素完全隔離出來，使其不至于釀成大禍。設(shè)計安全保證應(yīng)做好以下工作：

（1）做好工藝物料的分析和辨識。對于物質(zhì)危險的辨識我們應(yīng)從其穩(wěn)定性、理化性質(zhì)和燃燒、毒性等方面進(jìn)行識別。工藝路線并不是固定單一的，一種反應(yīng)的工藝路線是多條的，我們必須要選擇其中最安全的路線進(jìn)行施工設(shè)計?；瘜W(xué)反應(yīng)裝置，它是整個化工產(chǎn)品生產(chǎn)的核心，只有通過化學(xué)反應(yīng)才能夠得到其產(chǎn)物，這就給化學(xué)生產(chǎn)造成了一定的不穩(wěn)定和不安全因素，我們要做的就是在反應(yīng)器選型和設(shè)計前，提前做好可能發(fā)生的事故準(zhǔn)備，全面考慮到反應(yīng)器突然失控可能產(chǎn)生的影響和反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)千變?nèi)f化，其反應(yīng)過程中會釋放極大的熱量、反應(yīng)熱量較大，其可操作的安全區(qū)域范圍較小，控制設(shè)計難度較大，設(shè)計復(fù)雜性較高。一旦化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)失控，如何降低反應(yīng)速度、停止化學(xué)反應(yīng)、如何處置最終的反應(yīng)物這都是安全危險問題要考量的內(nèi)容。通常在一定條件下，部分化學(xué)反應(yīng)都是極為穩(wěn)定的，當(dāng)然這是在不出現(xiàn)任何突然過量加熱或冷卻、攪拌能力失效或是反應(yīng)物投入不當(dāng)?shù)那闆r，就會造成化學(xué)反應(yīng)的失控。因此，我們必須要在設(shè)計過程中保證化學(xué)反應(yīng)溫度等條件的恒定，避免化學(xué)反應(yīng)的失控。從設(shè)備安全的角度考慮，既要求設(shè)備有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還要做好爆裂準(zhǔn)備，保證設(shè)備的密封性能，謹(jǐn)防化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)泄漏，造成大量毒氣擴(kuò)散或火災(zāi)事故的發(fā)生。

（2）安全可靠是高壓密封結(jié)構(gòu)的首要要求，只有保證高壓密封結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密不漏，必須要避免因某種原因?qū)θ萜髟斐傻某瑝含F(xiàn)象的發(fā)生，提前做好容器安全壓力釋放裝置。

鑒于我國目前化工產(chǎn)業(yè)監(jiān)管能力特點(diǎn)，筆者提議應(yīng)當(dāng)建立全面統(tǒng)一的安全監(jiān)管部門，采用全方面立體式監(jiān)督模式，通過以政府主導(dǎo)和中介機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)綜合相結(jié)合的方式，不斷完善化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對化工工藝安全風(fēng)險的嚴(yán)格控制，盡可能地將化工生產(chǎn)安全風(fēng)險控制在能力范圍之內(nèi)，做到生產(chǎn)可視化、可控化，做好各種突發(fā)事件應(yīng)對措施，提高化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平。

5結(jié)論

為了更快更好地實(shí)現(xiàn)我國化工工業(yè)園區(qū)建設(shè)，提高化工企業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化、安全化，我們必須要積極利用現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)手段，對企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)施全方位、立體式的監(jiān)管，做好各項(xiàng)危險因素防范措施，保證化工生產(chǎn)安全，將我國化工產(chǎn)業(yè)提升到新的高度和水平。

參考文獻(xiàn)：

朱曉東淺析化工工藝設(shè)計中安全危險的問題[J].化學(xué)工程與裝備，2011（6）.