化工工藝設(shè)計風(fēng)險防范措施探討

趙軍 李安幫（浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江 杭州310012）

化工生產(chǎn)與其他生產(chǎn)領(lǐng)域比較具有較大的特殊性，在生產(chǎn)過程中存在較大的安全風(fēng)險。如何有效控制風(fēng)險的產(chǎn)生，技術(shù)人員進(jìn)行了大量的研究。通過研究表明，在化工工藝設(shè)計過程中，對化工生產(chǎn)存在的風(fēng)險進(jìn)行有效性的識別，在根據(jù)風(fēng)險內(nèi)容在設(shè)計過程中加入預(yù)防措施，從而使化工生產(chǎn)具有的安全隱患達(dá)到最低，保證化工生產(chǎn)的順利開展。

1 化工工藝設(shè)計概述

化工工藝是運(yùn)用化學(xué)原理改造原材料，從而生成需要的產(chǎn)品。根據(jù)化工工藝的流程，可以將流程分為三個步驟：第一步，處理原材料，使原材料滿足生產(chǎn)需求。在處理過程中，需要對原材料采取凈化、混合、提純的工序，目的是降低原材料中存在的危險性，從而促進(jìn)化工生產(chǎn)的順利開展。第二步，對處理后的原材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)步驟是化工工藝流程中最重要的環(huán)節(jié)，也是發(fā)生安全問題最多的環(huán)節(jié)。主要表現(xiàn)在，化學(xué)反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生有害氣體并伴隨著散熱的現(xiàn)象，在操作時又具有復(fù)雜性，在控制方面具有較難控制的特點(diǎn)。第三，加工生產(chǎn)產(chǎn)品。加工生產(chǎn)產(chǎn)品是由于化學(xué)反應(yīng)過程中會有雜質(zhì)存在，通過加工可以讓雜質(zhì)去除，降低產(chǎn)品具有的有害性。

2 化工工藝設(shè)計的重要意義

在生產(chǎn)化工產(chǎn)品是需要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)計，目的是通過工藝設(shè)計能夠確定最佳的生產(chǎn)設(shè)備、原材料、生產(chǎn)流程，使生產(chǎn)而出的產(chǎn)品具備高質(zhì)量特點(diǎn)。工藝設(shè)計中還要涉及設(shè)備的檢查環(huán)節(jié)，采取定期檢測的方式找出設(shè)備具有的危險性，再根據(jù)實(shí)際情況采取有效的改善措施，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。另外，工藝設(shè)計會把設(shè)計重點(diǎn)放置于工作人員的安全性能上，設(shè)計的防護(hù)措施越有效，工作人員的安全性能越高效[1]。安全設(shè)計中會把生產(chǎn)過程中存在的所有危險因素考慮在內(nèi)，使安全生產(chǎn)貫穿于整個生產(chǎn)過程中，從而實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的安全進(jìn)行，促進(jìn)化工行業(yè)的健康發(fā)展。

3 化工工藝風(fēng)險影響因素分析

3.1 物料

化工工藝是要通過化學(xué)反應(yīng)作用反原材料轉(zhuǎn)變成半成品，再利用二次加工的措施使半成品轉(zhuǎn)變成精致的商品，從而進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)中。在生產(chǎn)過程中，由于產(chǎn)品的不同，需要的物料也盡不相同，每種物料之間具有的差異性較大。在生產(chǎn)過程中需要根據(jù)產(chǎn)品的需要選擇物料種類，否則生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有質(zhì)量問題及安全問題，不利于化工行業(yè)的發(fā)展。另外，物料在化工工藝加工過程中，會存在物理與化學(xué)反應(yīng)，物料需要達(dá)到質(zhì)量要求，如果物料存在質(zhì)量問題，在物理與化學(xué)反應(yīng)過程中會造成較大的影響。

3.2 設(shè)備

上述可知化工產(chǎn)品在生產(chǎn)時，需要經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)這一重要步驟，化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)質(zhì)與使用的設(shè)備有較大的關(guān)聯(lián)，并且設(shè)備的優(yōu)劣也決定著化學(xué)反應(yīng)是否存在安全隱患。優(yōu)質(zhì)的設(shè)備在化學(xué)反應(yīng)過程中，會使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行。如果設(shè)備存在缺陷，則會在反應(yīng)過程中發(fā)生安全事故，造成化學(xué)反應(yīng)失敗，特別是實(shí)驗(yàn)人員會發(fā)生傷害。另外，由于化學(xué)反應(yīng)過程中會發(fā)生光、熱、氣的反應(yīng)，設(shè)備在此狀態(tài)下，會受到超負(fù)荷、超高壓的作用，如果設(shè)備存在缺陷，會在這兩種作用下發(fā)生變形問題，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)造成影響。

3.3 路線

在生產(chǎn)過程中，環(huán)境因素會對化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程造成較大的影響。需要對生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行控制，把影響生產(chǎn)過程的各項(xiàng)因素有效性排除。在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，會存在較多的工藝環(huán)節(jié)，而且部分工藝環(huán)節(jié)的路線具有復(fù)雜度高的特點(diǎn)，而且存在的路線形式為交叉路線模式，在此情況下，存在的運(yùn)行隱患很難有效確定，使故障的檢測工作缺失了準(zhǔn)確性，會為生產(chǎn)過程中埋下安全隱患。

4 化工工藝設(shè)計要求

在對化工工藝進(jìn)行設(shè)計時，對設(shè)計的要求具有嚴(yán)格性的特點(diǎn)。在設(shè)計過程中，要保證設(shè)計的各個環(huán)節(jié)能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，而且要保證生產(chǎn)過程中具有較高的安全性與效率性[2]。從設(shè)計需要遵循的原則可以總結(jié)出對化工工藝的要求內(nèi)容：首先，要具備專業(yè)技能?；ぎa(chǎn)品及原料本身具有危險性，需要化工工藝設(shè)計人員具備較高的專業(yè)技能。另外，在實(shí)際設(shè)計過程中，要掌握生產(chǎn)要求及產(chǎn)品要具備的特點(diǎn)，根據(jù)這兩點(diǎn)收集資料信息，使設(shè)計內(nèi)容有所依據(jù)。其次，明確存在的危險。

5 化工工藝風(fēng)險防范策略

5.1 以物料為設(shè)計基礎(chǔ)

由于化工生產(chǎn)物料具有的種類繁多，且物料之間具有的差異性也較大。在設(shè)計工作中，要以物料為基礎(chǔ)內(nèi)容，使設(shè)計路線呈現(xiàn)靈活性，從而使工藝的實(shí)施過程具備安全性的要求。設(shè)計人員在設(shè)計時，需要對物料進(jìn)行分析，分析的角度可以站在穩(wěn)定性能、理化性能、毒副作用方面、爆炸方面、燃燒特性的角度去分析，把各種類的物料性能有效地分析，從而使設(shè)計路線能夠以最小風(fēng)險的方式進(jìn)行，大大降低了安全隱患。

5.2 管道閥門與反應(yīng)裝置的設(shè)計

化工工藝生產(chǎn)中存在著較多的管道與閥門，如果管道與閥門的設(shè)計不到位，會產(chǎn)生較大的安全隱患。主要表現(xiàn)在：物料經(jīng)過物理與化學(xué)反應(yīng)后，產(chǎn)生的物質(zhì)具有易燃性、易爆性、有毒性、腐蝕性，如果發(fā)生泄露現(xiàn)象，會引發(fā)安全事故。保證泄露問題不會發(fā)生的工具是管道與閥門。設(shè)計人員在設(shè)計過程中，要站在化學(xué)產(chǎn)品的特點(diǎn)角度去設(shè)計，對管道和閥門的材料、環(huán)境振動、布設(shè)方式、應(yīng)力分布進(jìn)行有效性分析，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷容易發(fā)生泄漏的部位，從而采取針對性的防護(hù)設(shè)計。

5.3 Hazop分析、Lopa分析、Sil分析

Hazop分析可以對工藝系統(tǒng)危害開展有效辨識、分析工作，可以讓事故發(fā)生得到有效預(yù)防，對于提升措施合理性具有重要意義。在具體分析中，不同專業(yè)與差異化知識背景的工作人員可以一同開展工作，通過對生產(chǎn)運(yùn)行工藝參數(shù)變動進(jìn)行分析，對可能產(chǎn)生偏差進(jìn)行控制，可以明確偏差原因，調(diào)整現(xiàn)有保護(hù)措施，其主要流程可以歸納為：節(jié)點(diǎn)劃分→工藝參數(shù)選擇→風(fēng)險矩陣確認(rèn)→建議措施。

Lopa分析作為風(fēng)險評估方法具有簡化性，主要是量化評估當(dāng)前利用保護(hù)措施可靠性，進(jìn)而對此保護(hù)措施降低風(fēng)險與消除風(fēng)險能力予以確認(rèn)。一般情況下，在定性危害評估風(fēng)險后可以對其進(jìn)行采用。Lopa分析流程可以歸納為：后果識別→描述事故情景→情景事件確定→情景風(fēng)險預(yù)估→獨(dú)立保護(hù)層確認(rèn)→附加保護(hù)層至可容忍風(fēng)險需降級別確認(rèn)。

6 工藝設(shè)計實(shí)現(xiàn)安全信息化管理模式

6.1 數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)

在工藝設(shè)計時，安全系統(tǒng)能夠保證工藝設(shè)計的質(zhì)量?？梢哉驹跀?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的角度，建立數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使設(shè)計人員具有風(fēng)險防控意識。另外，數(shù)據(jù)系統(tǒng)在風(fēng)險防范措施指導(dǎo)下，能夠降低風(fēng)險所帶來的異?，F(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)了人機(jī)操作一體化的建設(shè)目標(biāo)。

6.2 建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

信息技術(shù)的大力發(fā)展為化工工藝設(shè)計提供了較大的助力，設(shè)計過程中，可以借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對工藝設(shè)計進(jìn)行改良，使風(fēng)險防范能力實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的目的。企業(yè)通過利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立的工藝設(shè)計實(shí)現(xiàn)了完整化，從而促進(jìn)了化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，推動企業(yè)快速發(fā)展[3]。另外，網(wǎng)絡(luò)平臺能夠?yàn)榛すに囋O(shè)計提供綜合性的方案，使化工生產(chǎn)中存在的潛在危險進(jìn)行消除，更有利于化工生產(chǎn)的安全性能。

7 結(jié)語

綜上所述，化工生產(chǎn)過程中會存在較多的安全隱患問題，對生產(chǎn)的開展與工作人員的人身安全造成較大的威脅。在工藝設(shè)計過程中，要把存在的潛在危險進(jìn)行識別，針對風(fēng)險內(nèi)容制定有效的設(shè)計，使?jié)撛诘奈ｋU在防護(hù)措施下進(jìn)行消除，從而有效保證了化工生產(chǎn)過程中的安全性問題，促進(jìn)了化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，推動了企業(yè)的健康發(fā)展。