化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)防范措施探討

郝大雪 王睿 陳海莉

摘要：化工工藝設(shè)計(jì)主要包括設(shè)備布置、工藝流程、管道布置等方面。在化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要將對(duì)工藝進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，并且要詳細(xì)的繪制出工藝流程圖，然后在根據(jù)這些條件將相關(guān)的設(shè)備條件總結(jié)出來(lái)，然后將其交到設(shè)備專業(yè)當(dāng)中，從而提供相關(guān)信息數(shù)據(jù)給設(shè)備圖紙的制作，同時(shí)提供可靠的數(shù)據(jù)，給自控專業(yè)儀表選型。在制作時(shí)，工藝制作人員根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的工藝流程圖初步完成對(duì)工藝設(shè)備的布置，然后再根據(jù)圖紙完成對(duì)管道的配管，最后實(shí)現(xiàn)管道布置。

關(guān)鍵詞：化工工藝;設(shè)計(jì);要求;風(fēng)險(xiǎn);防范措施

一、化工工藝設(shè)計(jì)的基本要求

化工工藝設(shè)計(jì)的要求主要表現(xiàn)為：第一、降低能耗的要求。盡管在實(shí)際的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，很多人把能源成本當(dāng)作生產(chǎn)總成本之中的一個(gè)重要部分，但是這種想法是錯(cuò)誤的。將基建投資高和能量消耗大這兩個(gè)問(wèn)題解決，能有效的提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本，減低能效和與之相關(guān)的投資課題一般來(lái)說(shuō)頗為有效，比如在許多大型的分離裝置上運(yùn)用超臨界流體。通過(guò)對(duì)當(dāng)前資料和實(shí)際應(yīng)用的研究可以看出，一些系統(tǒng)能源費(fèi)用比很多常用的技術(shù)要低，比如恒沸蒸餾以及蒸餾的獲取。降低能耗是工藝設(shè)計(jì)與研究需要重視的一部分。第二、降低基本建設(shè)投資的要求?；瘜W(xué)工藝屬于密集型產(chǎn)業(yè)，如果沒(méi)有化學(xué)研究上的重大成果讓主要的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝得到提升和完善，就需要通過(guò)改造現(xiàn)有裝置、擴(kuò)大產(chǎn)能的方式來(lái)解決，這些方式可以有效地減少在基本建設(shè)上的投資。

二、化工工藝設(shè)計(jì)存在的主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析

（一）化工設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)。生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的關(guān)鍵是化學(xué)反應(yīng)，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種熱、光等現(xiàn)象，存在著眾多的安全隱患，稍有不慎就可能引起重大的安全事故。在化工產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)往往會(huì)產(chǎn)生高壓從而造成反應(yīng)設(shè)備的無(wú)規(guī)則變形，甚至?xí)斐蓢?yán)重的安全事故，在此類化工反應(yīng)設(shè)備上必須安裝壓力釋放裝置?；すに嚿a(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的大量物理化學(xué)反應(yīng)造成了較多的安全隱患，這些眾多因素存在不確定性，這種不確定性是由石油化學(xué)反應(yīng)環(huán)境溫度、濕度、反應(yīng)物使用量等多方面因素共同決定的。眾多因素的不確定性給操作人員掌握反應(yīng)進(jìn)程與狀況形成了很大的難度，導(dǎo)致化工工藝安全隱患。

（二）化工工藝路線安全風(fēng)險(xiǎn)?；すに嚶肪€設(shè)計(jì)涉及的工藝環(huán)節(jié)較多，包括生產(chǎn)物料、生產(chǎn)條件、設(shè)備等各方的設(shè)計(jì)，對(duì)每一條路線的設(shè)計(jì)都需要進(jìn)行安全性論證，確保工藝流程無(wú)害無(wú)危險(xiǎn)，避免生產(chǎn)條件的不可控變化對(duì)整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的影響，保證化工生產(chǎn)設(shè)備的可靠性和技術(shù)的可行性，加強(qiáng)污染檢測(cè)，避免污染物的隨意排放，降低對(duì)環(huán)境的污染程度?；すに嚶肪€的每一環(huán)節(jié)出現(xiàn)任何很小的差錯(cuò)都可能造成整個(gè)生產(chǎn)線的安全事故，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行和經(jīng)濟(jì)效益，因此需要對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除安全隱患。

（三）管道泄漏安全風(fēng)險(xiǎn)?；すに嚵鞒讨械墓艿朗钦麄€(gè)工藝的“血管”，連接化工工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)。管道輸送的是易燃、易爆、易腐蝕化工物料，稍有不慎造成管道的某個(gè)部位發(fā)生泄漏問(wèn)題這些易燃、易爆、易腐蝕的化工物料就會(huì)從泄漏的地方流出來(lái)，造成人員和設(shè)備方面的損失，影響化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行因此在化設(shè)計(jì)的過(guò)程中要充分考慮化學(xué)物料對(duì)管道影響，選擇合適的管道材料，并進(jìn)行力學(xué)分析，消除管道運(yùn)輸過(guò)程中的安全隱患。在管道中最薄弱的環(huán)節(jié)是管道的連接處以及彎道的彎頭，這些地方由于后期加工等原因材料性能較差，極易出現(xiàn)化學(xué)品的泄漏，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)這些薄弱的地方進(jìn)行著重考慮，加強(qiáng)材料使用，優(yōu)化管徑尺寸在管道運(yùn)輸過(guò)程中水錘、氣液共存產(chǎn)生柱塞流等現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重危害管道的安全性能，在設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)化參數(shù)。

三、化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的防范措施

（一）嚴(yán)格化工設(shè)備選擇?；ぴO(shè)備是實(shí)現(xiàn)化工工藝流程的關(guān)鍵，相當(dāng)于人的心臟造血的功能，是制造化工產(chǎn)品的核心部位。化工設(shè)備不合格就像人的心臟出現(xiàn)了問(wèn)題一樣，會(huì)產(chǎn)生很多安全性問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生，危害整個(gè)化工工藝流程。因此化工設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇在化工設(shè)計(jì)中顯得極其重要，一般需要經(jīng)過(guò)科學(xué)的分析和嚴(yán)格的計(jì)算來(lái)確定適合整個(gè)化工流程的設(shè)備?；すに嚵鞒讨邪l(fā)生的化學(xué)反應(yīng)種類繁多，不同類型的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光、熱等物理化學(xué)效應(yīng)不同，對(duì)設(shè)備的要求也有所不同。在設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要針對(duì)每一個(gè)設(shè)備所要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析，獲取反應(yīng)過(guò)程中的溫度壓力變化，設(shè)計(jì)符合要求的化工設(shè)備。此外，在工藝設(shè)計(jì)中可以選擇減少進(jìn)料量、控制加熱速度、多級(jí)反應(yīng)法等措施控制反應(yīng)的進(jìn)行，減小對(duì)化工設(shè)備造成的壓力，通過(guò)使用外循環(huán)冷卻器、安裝壓力釋放裝置等方法加大對(duì)設(shè)備的降溫力度避免出現(xiàn)化工設(shè)備超壓、超溫而導(dǎo)致破壞等現(xiàn)象的發(fā)生，防止安全事故的發(fā)生。

（二）優(yōu)化化工工藝路線。不同的化工工藝設(shè)計(jì)方案會(huì)形成不同的工藝路線，不同的工藝路線組合會(huì)產(chǎn)生不同的安全隱患。在化工工藝設(shè)計(jì)中要綜合評(píng)價(jià)工藝路線組合所造成的安全隱患，制定優(yōu)化方案，使化工生產(chǎn)安全性達(dá)到最高值。在優(yōu)化工藝路線時(shí)需要對(duì)物料、生產(chǎn)條件、設(shè)備等的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析與綜合考慮做出最完善的選擇，將無(wú)害或低傷害的物料作為首選，選擇生產(chǎn)條件相對(duì)寬松的化工反應(yīng)，以緩解化工反應(yīng)的控制難度，及時(shí)更新設(shè)備與技術(shù)，減少三廢，建立三廢的回收再利用處理工藝流程，并使其經(jīng)濟(jì)化減少對(duì)環(huán)境的污染。

（三）加強(qiáng)管道安全控制?；すに囘^(guò)程中應(yīng)該充分考慮到輸送管道的材質(zhì)、管路排布以及環(huán)境振動(dòng)方面的影響因素，并且應(yīng)該根據(jù)輸送化工物料的實(shí)際情況選擇不同的管道材質(zhì)、法蘭結(jié)構(gòu)，以保證輸送管道具有較高的密封性，而且還應(yīng)該針對(duì)管道接口以及拐彎處進(jìn)行特殊處理，以保證輸送管道在工作過(guò)程中的安全性。對(duì)管道方位的設(shè)計(jì)，以及力學(xué)分析是進(jìn)行管道安全控制的有效手段，是預(yù)防管道安全隱患的重要措施。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多種因素，對(duì)于化工設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力也有著較高要求，同時(shí)本身還具備時(shí)間、質(zhì)量、安全的矛盾，因此容易產(chǎn)生各種設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，所以需要采取有效的防范措施，從而有效保障化工生產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

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