化工過(guò)程開(kāi)發(fā)中化工工藝安全設(shè)計(jì)解析

于苓

摘 要：十三五期間，社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展，化工工藝的更新，為化工生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的契機(jī)。本文通過(guò)對(duì)化工生產(chǎn)工藝的安全策略研究，對(duì)低碳環(huán)保、節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)工藝，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)效益和安全生產(chǎn)效率的大幅度提高給出了相關(guān)參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；化工工藝；安全；研究

化工生產(chǎn)工藝一直處于開(kāi)發(fā)階段，化工生產(chǎn)過(guò)程對(duì)周圍環(huán)境造成一定程度的破壞，在低碳環(huán)保、節(jié)能減排理念的推動(dòng)下，越來(lái)越多的技術(shù)人員投入到綠色環(huán)?；瘜W(xué)工藝的研究中。為了響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，采用有效安全的生產(chǎn)工藝， 盡可能避免化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的傷害是十分重要的。

1 化工過(guò)程開(kāi)發(fā)中安全設(shè)計(jì)

化工過(guò)程安全設(shè)計(jì)對(duì)預(yù)防化工事故具有重要的意義，在無(wú)法避免的人為失誤及設(shè)備失效的條件下，不斷發(fā)展化工過(guò)程本質(zhì)安全技術(shù)尤為必要，基于本質(zhì)安全的化工過(guò)程研究，主要反映在化學(xué)反應(yīng)原料替代、化工工藝路線選擇，比如：是否使用了沒(méi)有危險(xiǎn)或危險(xiǎn)性小的物料，用無(wú)毒或低毒原料代替低毒或劇毒原料，采用新的化工工藝路線以免危險(xiǎn)的工藝過(guò)程或產(chǎn)生危險(xiǎn)的中間產(chǎn)物，開(kāi)發(fā)化工工藝路線的內(nèi)在安全指數(shù)評(píng)估方法。本質(zhì)安全化設(shè)計(jì)是建立在以物為中心的事故預(yù)防技術(shù)的理念之上，它強(qiáng)調(diào)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)在保障安全生產(chǎn)中的重要作用。采用和創(chuàng)造本質(zhì)安全措施是預(yù)防操作失誤、降低化工生產(chǎn)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)的有效途徑。為預(yù)防操作失誤或設(shè)備、系統(tǒng)發(fā)生故障，化工過(guò)程往往采取多重安全措施，其安全保護(hù)層次如圖1所示?；み^(guò)程危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、預(yù)測(cè)、預(yù)警和應(yīng)急救援等措施在預(yù)防災(zāi)害發(fā)生、減少事故損失方面發(fā)揮了重大作用，但本質(zhì)安全化設(shè)計(jì)是預(yù)防化工事故發(fā)生應(yīng)優(yōu)先采用的技術(shù)。

2 化工工藝本質(zhì)安全設(shè)計(jì)研究

化學(xué)反應(yīng)處于化工過(guò)程的核心地位，化學(xué)反應(yīng)工藝設(shè)計(jì)在系統(tǒng)集成中具有本質(zhì)的重要性。反應(yīng)系統(tǒng)在較大程度上決定了化工過(guò)程的本質(zhì)安全性。化工工藝本質(zhì)安全主要體現(xiàn)在原料路線、反應(yīng)路線和反應(yīng)條件3個(gè)方面，特別應(yīng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)過(guò)程的危險(xiǎn)性進(jìn)行深入、透徹的分析，如化學(xué)活性物質(zhì)危險(xiǎn)性評(píng)估、反應(yīng)放熱預(yù)測(cè)、反應(yīng)壓力變化、爆炸性氣體的形成、爆炸范圍的分析、化學(xué)不穩(wěn)定性分析等，其設(shè)計(jì)策略如表1所示。

在化工工藝研究階段，應(yīng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性進(jìn)行深入、系統(tǒng)的分析和比較，通過(guò)選擇合適的原料和反應(yīng)路線，采用較緩和的反應(yīng)條件，改善過(guò)程條件的苛刻度；在概念設(shè)計(jì)階段，通過(guò)減少中間儲(chǔ)存設(shè)施或限制儲(chǔ)存量、降低熱危害性、對(duì)工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)化和優(yōu)化等設(shè)計(jì)策略，可進(jìn)一步消除或減少化工過(guò)程危害；在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，重點(diǎn)考慮生產(chǎn)裝置型式和單元操作條件，通過(guò)減少設(shè)備內(nèi)儲(chǔ)存的能量、預(yù)防設(shè)備腐蝕失效、改善操作條件等措施增強(qiáng)本質(zhì)安全。

3 應(yīng)對(duì)化工工藝安全設(shè)計(jì)中危險(xiǎn)因素的對(duì)策

3.1 提高工藝物料安全性

物料是化工工藝安全設(shè)計(jì)重點(diǎn)控制的因素，危險(xiǎn)性強(qiáng)，嚴(yán)格杜絕工藝設(shè)計(jì)出現(xiàn)缺陷。深入了解工藝物流的特性，重點(diǎn)識(shí)別物料危險(xiǎn)，做好辨別、預(yù)防的工作。圍繞物料的物理和化學(xué)特性，進(jìn)行嚴(yán)格分析，利用恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，得出物料的危險(xiǎn)特性，判斷物料是否具備毒性、是否具備較強(qiáng)的活潑性等，有效降低危險(xiǎn)發(fā)生率，提高工藝安全生產(chǎn)的能力。

3.2 提高工藝設(shè)計(jì)安全性

化工工藝安全設(shè)計(jì)的路徑較復(fù)雜，呈連續(xù)特性，必須嚴(yán)格執(zhí)行、準(zhǔn)確的系統(tǒng)操作，才能完善整體設(shè)計(jì)便于使用。針對(duì)化工實(shí)際，安全設(shè)計(jì)工藝路徑：第一，完善路徑設(shè)計(jì)，以危險(xiǎn)最低為原則，化工工藝中部分危險(xiǎn)無(wú)法完全排除，只能合理搭配路徑，將危險(xiǎn)降到最低。第二，路徑設(shè)計(jì)完成后，利用安全試驗(yàn)，檢測(cè)路徑的安全度，重點(diǎn)針對(duì)容易造成泄漏的路徑，實(shí)行強(qiáng)度診斷。第三，簡(jiǎn)化工藝設(shè)計(jì)，降低工藝設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，保障工藝安全設(shè)計(jì)的通暢性。

3.3 提高工藝裝置安全性

很多的工藝流程都在裝置中進(jìn)行，裝置的安全性至關(guān)重要?；すに嚿a(chǎn)中的物質(zhì)大多具有腐蝕、氧化等特點(diǎn)，所以會(huì)對(duì)裝置造成一定的損壞，因此根據(jù)裝置反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)不同，有針對(duì)性地選擇防腐蝕、防氧化的材質(zhì)，最大程度地提高裝置的安全性。根據(jù)化工工藝的流程需求，合理設(shè)計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)，對(duì)于裝置的型號(hào)以及安全級(jí)別要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行，確保裝置的安全等級(jí)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭路，張浩.綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)的促進(jìn)作用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（17）：107.