化工工藝設(shè)計中的安全問題及控制

王卓歷

（江蘇中建工程設(shè)計研究院有限公司寧夏分公司，寧夏銀川 750004）

近年來我國化工企業(yè)得到了飛速的發(fā)展，其設(shè)計工藝和設(shè)計環(huán)節(jié)也同往年相比有了較大的進步和提升。但是在化工工藝設(shè)計發(fā)展的過程中依舊出現(xiàn)了企業(yè)對于物料的選擇不到位、在工藝生產(chǎn)過程中物料由于保管不當或使用不當發(fā)生事故，以及工藝路線危險系數(shù)高、反應(yīng)裝置存在較大安全隱患、管道容易發(fā)生爆炸和泄漏等問題，這些問題都是困擾著我國化工工藝設(shè)計進一步發(fā)展的關(guān)鍵。對此，本文將從企業(yè)制度、物料管理以及設(shè)計人員的設(shè)計、操作人員的操作等方面出發(fā)，深入研究如何對上述問題進行控制和管理。

1 化工工藝設(shè)計

化工工藝設(shè)計是指化工工程師依據(jù)化學(xué)反應(yīng)以及客戶的需求，設(shè)計出將物料轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛻羟袑嵭枨蟮恼麄€生產(chǎn)流程。在整個設(shè)計過程中，化工工程師會對生產(chǎn)流程的可操作性是否合理以及生產(chǎn)安全性進行評估，并配合企業(yè)建立整套的化工生產(chǎn)流程，其種類主要有概念設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、施工圖設(shè)計[1]。如圖1所示?；すに囋O(shè)計對于設(shè)備的選擇、物料的選擇以及整個生產(chǎn)流程的布置和管道的布置的要求都十分高，企業(yè)如果不能對這些環(huán)節(jié)進行合理的把控，很容易出現(xiàn)工藝設(shè)計的安全問題。除此之外，化工工藝設(shè)計還包括以下幾點容易發(fā)生安全事故的因素：首先，由于化工工藝設(shè)計是根據(jù)化學(xué)方程式以及客戶的需求進行的生產(chǎn)流程設(shè)計，因此在整個生產(chǎn)流程設(shè)計過程中極有可能發(fā)生方程式異變或化學(xué)反應(yīng)異變，整個操作過程并不完全可控；其次，由于化工工藝設(shè)計需要較多的設(shè)備類型，且大部分設(shè)備類型在使用時有較高的規(guī)格要求和參數(shù)要求，因此需要設(shè)計人員對該設(shè)備有充足的了解，需要設(shè)計人員對于如何進行設(shè)備參數(shù)的設(shè)置以及運轉(zhuǎn)有足夠的了解，但是目前我國這方面的人才，依舊處于供給不足的狀態(tài)中；再次，在目前我國化工工藝的設(shè)計中，其化工工程師的設(shè)計任務(wù)往往過于繁重，管道設(shè)備等各個部門都需要獨立進行，設(shè)計流程較為繁瑣，需要化工工程師耗費較大的心力；最后，雖然化工工藝設(shè)計需要的設(shè)計時間和設(shè)計流程十分長，但是目前我國工廠普遍給化工工程師的設(shè)計周期較短。為了更快地搶占化工工藝的市場份額，工廠在進行化工工藝設(shè)計時的安全措施防護大多不夠健全，由此造成的安全事故也十分常見。

圖1 化工工藝流程示意圖

2 化工工藝設(shè)計中的安全事故及其控制對策

2.1 物料安全事故

在化工工藝設(shè)計中，物料是操作人員及倉儲人員最難把控的環(huán)節(jié)之一，特別是部分物料對于存儲、運輸有著特殊的要求，因此需要設(shè)計人員根據(jù)物料的特性進行特殊的安排。但是在實際的化工產(chǎn)品生產(chǎn)中卻出現(xiàn)了企業(yè)由于管理不當、對于物料了解不當，進而導(dǎo)致物料的存儲不當或物料配比不當導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)爆炸等情況。對此，企業(yè)首先應(yīng)當充分熟悉生產(chǎn)流程的物料，并根據(jù)物料的特性進行分別儲存，在進行化學(xué)反應(yīng)時，應(yīng)當依據(jù)化工工程師的設(shè)計進行，嚴格把控參數(shù)和物料的配比。除此之外，企業(yè)應(yīng)當針對物料的運輸和存放制定健全的管理流程，以制度來約束倉儲人員的倉儲行為，保證物料能夠安全穩(wěn)定的進行運輸和倉儲，減少物流在運輸和倉儲等過程中的危險性。

2.2 化工工藝路線安全事故

在化工廠中，一種化工反應(yīng)對應(yīng)多種工藝路線是十分常見的現(xiàn)象，但是化工工程師在進行生產(chǎn)流程的設(shè)計時應(yīng)當充分考慮到不同工藝路線的危險性和安全性以及物料的消耗度，盡可能地選擇安全系數(shù)最高、危險系數(shù)最小以及物料消耗較低的工藝路線。在這一過程中，本文認為其控制對策應(yīng)當主要在物料的選擇和設(shè)備的選擇上。由于化工反應(yīng)能夠?qū)?yīng)不同的工藝路線，因此化工工程師在確定最終生產(chǎn)路線時應(yīng)當對國內(nèi)外工藝進行對比，選擇先進的工藝，并注重對于可利用物料的再回收，盡可能地降低化工工廠的污染程度和成本支出。

2.3 針對化工反應(yīng)的安全應(yīng)急預(yù)案

化工反應(yīng)是整個化工工藝設(shè)計中最難把控的過程之一，不同的化工反應(yīng)會生產(chǎn)出不同的化工產(chǎn)品，有可能最后的化工產(chǎn)品與客戶的設(shè)想背道而馳，甚至嚴重者還會導(dǎo)致發(fā)生爆炸的化工事故。因此，設(shè)計人員在進行化工工藝設(shè)計時就應(yīng)當對化工反應(yīng)進行充分的研究，并仔細研究該物料可能出現(xiàn)的化工反應(yīng)，針對這些化工反應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)急方案。除此之外，為了保證在生產(chǎn)流程正式啟用時操作人員能夠以嚴格的配比進行化工反應(yīng)，設(shè)計人員應(yīng)當對操作人員進行技術(shù)培訓(xùn)，保證操作人員的物料配比以及設(shè)備使用都符合化工反應(yīng)的流程，進而提升化工工藝設(shè)計的安全性。

2.4 化工工藝設(shè)計中的管道安全事故

目前在我國化工工藝設(shè)計中，由于物料的特殊性，許多化學(xué)反應(yīng)都需要以管道來進行物料輸送，特別是在一些易燃、易爆以及腐蝕性強的物料中，一旦這些物料泄漏到空氣或生產(chǎn)流程，十分容易造成爆炸或環(huán)境污染等問題。如圖2所示。因此，化工工程師應(yīng)當對整個生產(chǎn)流程的管道進行加固，盡可能地選擇耐腐蝕、熔點較高且不易同物料發(fā)生反應(yīng)的材料進行管道設(shè)計，以此來保證整個化工工藝生產(chǎn)流程符合安全標準。設(shè)計人員在進行設(shè)計時應(yīng)當盡可能地降低由于管道腐蝕、管道破損帶來的安全事故，特別是在管道的彎頭及法蘭連接處，設(shè)計人員應(yīng)當采用必要的加固程序防止管道在連接處斷裂的情況。除此之外，管道本身也應(yīng)當同地面有一定的連接，設(shè)計人員應(yīng)當做好地面的加固工作，防止由于管道部分斷裂出現(xiàn)整個坍塌，進而導(dǎo)致安全事故的問題。

圖2 化工管道爆炸現(xiàn)場

3 結(jié)束語

綜上所述，化工工藝設(shè)計在物料、工藝路線、反應(yīng)裝置以及管道方面有一定的安全事故發(fā)生率，對此企業(yè)應(yīng)當建立健全的工藝設(shè)計制度，對設(shè)計人員及操作人員做好技能培訓(xùn)，并根據(jù)上述四個方面的安全事故特點及原因進行有針對性的控制，以提高化工工藝設(shè)計中的安全性。