化工工藝設(shè)計中安全問題及控制探討

潘從偉（中泰創(chuàng)新技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830026）

在化工工藝的運作流程中，最為重要的一個步驟便是對于工藝的設(shè)計?；すに囋O(shè)計直接關(guān)系著化工生產(chǎn)過程中的整體性與技藝性，具有著重要的意義。因此，在進行化工工藝設(shè)計的過程中，要將關(guān)注點置于如何優(yōu)化化工生產(chǎn)模式的同時，還需要處理好化工工藝設(shè)計中的安全問題，并最好相關(guān)預(yù)防與處理措施是化工工藝領(lǐng)域的重中之重，只有保障了化工工藝設(shè)計的安全問題，才能不斷推動該領(lǐng)域的良性發(fā)展。

1 化工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容

化工工藝設(shè)計也就是將反應(yīng)原材料、化學(xué)工藝設(shè)備、工藝流程以及化學(xué)反應(yīng)條件通過化學(xué)反應(yīng)工程實施科學(xué)設(shè)計，滿足生產(chǎn)需要最終制成化學(xué)成品。以此作為基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容包括三個方面，也就是管道布置、設(shè)備布置以及工藝流程設(shè)計等。首先，必須制定相應(yīng)的工藝流程，然后選用使用的儀器和儀表，根據(jù)工藝流程對設(shè)備進行布置，根據(jù)設(shè)備布置的具體情況完成管道的配管

2 化工工藝設(shè)計中具體安全問題探討

由于化工工藝裝備種類繁多、不同規(guī)格型號差異較大，導(dǎo)致其通用性相對較差，從而增加了化工工藝設(shè)計的工作量和難度。不少企業(yè)為了降低成本，縮短時間，均采用邊開發(fā)邊設(shè)計的模式，從而導(dǎo)致化工工藝設(shè)計方案出現(xiàn)許多安全問題，其主要表現(xiàn)在以下方面：

2.1 化工工藝設(shè)計路線方面的安全問題

①在進行化工工藝設(shè)計和規(guī)劃時，一般都會涉及到多條工藝路線。如何做好工藝路線的設(shè)計安全問題，并將相關(guān)風(fēng)險和成本降到最低，是整個化工工藝設(shè)計的核心內(nèi)容。工藝設(shè)計的質(zhì)量高低，直接關(guān)系到后續(xù)化工生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性和企業(yè)經(jīng)濟效益；②化工工藝設(shè)計過程中還需要綜合考慮原材料、成本和產(chǎn)品工藝要求等多方面因素，才能確保后續(xù)化工工藝生產(chǎn)的順利進行。

2.2 化工反應(yīng)裝置方面的安全問題

①化工產(chǎn)品的生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)是各種化工反應(yīng)。特別是對于化工反應(yīng)裝備來說，必須提前對大量不可控因素在化工工藝設(shè)計環(huán)節(jié)進行細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?、推算和綜合評估，使得化工反應(yīng)的熱效應(yīng)和速度都在安全可控的范圍之內(nèi)，這對化工工藝設(shè)計的安全性提出了更高的要求。同時，由于壓力釋放裝置的故障而導(dǎo)致化工裝備超溫、超壓從而引起安全事故屢見不鮮，所以在工藝設(shè)計環(huán)節(jié)必須要進行針對性的改進；②針對一些易燃易爆、強酸、強堿和劇毒化工品工藝設(shè)計時，必須綜合考慮管道工藝布局和材質(zhì)的選擇、管網(wǎng)線路的優(yōu)化和應(yīng)力、振動等方面。同時，針對關(guān)鍵部位的閥門，必須在設(shè)計時明確其規(guī)格、材質(zhì)和尺寸要求，以防止物料的泄露，并進行有計劃的檢修管理。

2.3 化工工藝物料管理方面的安全問題

①原料是化工工藝的重要組成部分，原物料的質(zhì)量對于化工工藝設(shè)計起到了重要的保障作用。在嚴(yán)苛的化工工況環(huán)境中，原物料的細(xì)微瑕疵輕則造成化工產(chǎn)品質(zhì)量問題，重則對化工裝備甚至生產(chǎn)安全造成破壞性影響；②原料管理不善導(dǎo)致其性質(zhì)、屬性的改變或本身的質(zhì)量問題都是安全生產(chǎn)的重要隱患。比如，物料的運輸和存放沒有嚴(yán)格按照其操作規(guī)程作業(yè)，導(dǎo)致物料品質(zhì)出現(xiàn)下降從而造成產(chǎn)品質(zhì)量問題；部分易揮發(fā)、毒害氣體的管理不善，甚至?xí)斐善髽I(yè)的經(jīng)濟損失以及人員的生命安全。

3 化工工藝設(shè)計中安全問題及相關(guān)控制探討

3.1 進一步加強對化工工藝路線的安全設(shè)計

①必須做好化工工藝設(shè)計中的安全識別問題，并明確化工生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的安全隱患以及給出相應(yīng)的解決方案；同時，設(shè)計人員還必須對化工生產(chǎn)工藝的全過程和配套的輔助設(shè)施進行詳細(xì)的檢查和分析，從而能進一步確認(rèn)危險因素和有害因素產(chǎn)生的方式和途徑，從而有效的提升化工工藝設(shè)計的安全水平和等級；②設(shè)計人員應(yīng)盡量選擇穩(wěn)妥、技術(shù)成熟的化工工藝設(shè)計方案，選擇對壓力和溫度條件要求較低的反應(yīng)方式，配置相應(yīng)的安全減壓、降溫裝備，從而提升化工工藝的安全性；③針對容易造成安全隱患的關(guān)鍵部位和節(jié)點進行雙保險的安全設(shè)計，同時應(yīng)采用最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的核心設(shè)備，從容確?；どa(chǎn)的不間斷生產(chǎn)。

3.2 化工反應(yīng)裝備的安全選型和控制

①首先,化工工藝設(shè)計應(yīng)根據(jù)不同的化工反應(yīng)機理，選擇最適合的反應(yīng)器類型和規(guī)格，并從適應(yīng)性、操作便利性、設(shè)備運轉(zhuǎn)安全可靠性、維護簡便性等方面綜合考慮。同時，從反應(yīng)裝置的材質(zhì)上來看，應(yīng)盡量選擇耐腐蝕、結(jié)構(gòu)強度高且容易加工的材料；②從反應(yīng)裝備的反應(yīng)控制條件、裝備內(nèi)部構(gòu)造、化工生產(chǎn)安全特性等方面來優(yōu)化和調(diào)整化工工藝設(shè)計安全方案。比如，合理的控制化工反應(yīng)溫度和壓力，并確?？刂七M料量和加熱速度；③化工反應(yīng)裝置作為整個化工生產(chǎn)的核心，其本身必將面臨諸多的危險性因素和巨大的破壞性，因此，這就要求化工工藝設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在反應(yīng)器的設(shè)計和選型上考慮到最嚴(yán)重的安全事故因素以及可控制性，盡量設(shè)計相應(yīng)的降低其反應(yīng)速度的安全保障方案和配套設(shè)施，同時制定相應(yīng)的安全緊急預(yù)案，盡可能降低反應(yīng)器發(fā)生安全問題的概率，從而確保企業(yè)人員安全和財產(chǎn)安全。

3.3 加強對化工原物料安全的管理和控制

①所有的化工原物料必須根據(jù)其物理、化學(xué)特性，制定相應(yīng)的操作規(guī)程和存儲條件。比如，建立專業(yè)的冷庫，用來存放需要在低溫環(huán)境下保管的物料；針對化學(xué)特性不穩(wěn)定的物料，其包裝物必須覆蓋專業(yè)的緊固件和泡沫墊，防止在裝卸過程中的碰撞所引發(fā)的安全事故；

②加強對化工原物料進出的管理。特別是針對易燃易爆、劇毒等危害性大的原物料，必須建立全過程監(jiān)管機制，每個環(huán)節(jié)都要有明確的責(zé)任人，所有的進出、耗用記錄都必須詳實、可靠，從而有利于后續(xù)問題的追蹤和分析；③在原料投入生產(chǎn)前必須做好危險評估，根據(jù)存儲和投料方式，盡可能考慮發(fā)生的偏差狀況，建立相應(yīng)的預(yù)防和緊急安全預(yù)案機制。

3.4 加強對化工工程設(shè)計中管道的安全控制

作為化工工程設(shè)計中的重要部分，管道不僅是各種流體的輸送通道，更是連接各設(shè)備的橋梁。就一般情況而言，管道中的各種流體介質(zhì)都具有較強的腐蝕性和可燃性，部分介質(zhì)還有劇毒，管道的安全與否直接關(guān)系著整個化工工程設(shè)計的安全。有些管道由于承受力較差，高溫高壓條件下遇到一些腐蝕性較強的介質(zhì)就會產(chǎn)生不同程度的腐蝕和機械損壞；還有的管道由于常年不進行維護，其密封性較差，介質(zhì)容易溢出，從而產(chǎn)生安全問題。因此，在進行化工工程的設(shè)計時，必須選用合適的管道材料，管道分界時所用的金屬墊其硬度必須合適，同時還要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定，對管道可能出現(xiàn)的情況進行準(zhǔn)確預(yù)估。首先，化學(xué)工程師需要對管道泄漏問題的原因進行分析，根據(jù)管道泄漏原因針對性制定解決措施。其次，化學(xué)工程師需要嚴(yán)格分析化工物料對管道的影響，根據(jù)所使用化工物料的性質(zhì)，合理選擇管道材料，針對性進行管道設(shè)計，有效降低管道運輸環(huán)節(jié)的安全隱患。最后，化學(xué)工程師還需要進行管道運輸期間氣液共存等問題的考慮，確保所引發(fā)的柱塞流問題能夠得到有效解決，提高化工生產(chǎn)工作的安全性。

3.5 改善生活環(huán)境

現(xiàn)今，在環(huán)境污染的治理過程中，化工污染也是重要的內(nèi)容，為了對化工污染進行解決，應(yīng)該采取科學(xué)有效的措施進行處理。主要包括兩個方面：第一、利用一定的技術(shù)手段對污染的排放進行減少，第二、做好回收和利用工作，在化工工藝生產(chǎn)的過程中，產(chǎn)生的廢物可以有效回收利用，從而控制污染。總之，改善相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)條件，能夠提升化學(xué)反應(yīng)率，很大程度上減少了資源的損失，還有助于提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語

總之，化工工藝設(shè)計是一項長期、復(fù)雜、專業(yè)性極強的系統(tǒng)性工程，在設(shè)計過程中，不僅要考慮其設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性，而且還必須結(jié)合實際情況因地制宜的制定相關(guān)設(shè)計方案，并對具體細(xì)節(jié)進行調(diào)整和優(yōu)化。