基于化工工藝設(shè)計(jì)中的安全問題及處理措施分析

（中國石油大學(xué)（華東）山東 266580）

目前我國化工企業(yè)數(shù)量隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷增加，同時(shí)上升的還有化工企業(yè)的安全事故數(shù)量，這在一定程度上不僅影響了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還給社會(huì)帶來了較大損失[1]。對于現(xiàn)階段的化工企業(yè)來說，在生產(chǎn)過程中首先需要解決的就是控制安全事故，最大限度上降低安全事故發(fā)生幾率。而在化工生產(chǎn)過程中，化工工業(yè)設(shè)計(jì)是重要組成部分，只有充分保證了化工工藝設(shè)計(jì)安全性，才能有效提高化工生產(chǎn)經(jīng)營的安全性。

1.化工工藝設(shè)計(jì)概述

(1)化工工藝設(shè)計(jì)基本內(nèi)容

通過工藝計(jì)算數(shù)據(jù)對工藝流程圖進(jìn)行詳細(xì)繪制，是我國化工工藝設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容，其主要涉及到三個(gè)方面的內(nèi)容，即設(shè)備布置、工藝流程、管道布置等。在設(shè)備布置中，需要通過相應(yīng)參數(shù)有效設(shè)定工藝控制參數(shù)，合理選擇設(shè)備類型，確保設(shè)備布置工作內(nèi)容的完善性，同時(shí)也是為順利開展生產(chǎn)工作提供一定保障[2]。管道布置需要在設(shè)備布置工作完成后進(jìn)行，通過已設(shè)計(jì)好的圖紙合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)管道，確保管道能有效銜接可使用的設(shè)備，在各環(huán)節(jié)之間加強(qiáng)連接性，進(jìn)而促進(jìn)工作效率提高。一般在實(shí)際中，無論是化工工藝設(shè)計(jì)，還是化工生產(chǎn)，其操作工序都具有一定的繁瑣性，因此在實(shí)際工作中，就需要相關(guān)人員合理規(guī)劃操作流程。在這個(gè)操作流程中，首先需要提純生產(chǎn)使用的原材料；其次，以操作安全為核心進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)工作，在該設(shè)計(jì)工作中，要以原材料性質(zhì)、轉(zhuǎn)化設(shè)備特征等為基礎(chǔ)，確保其合理性；最后則是合理加工、篩選半成品，并進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)工作，確保出廠的產(chǎn)品，無論是在規(guī)格上，還是安全性方面都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)化工工藝設(shè)計(jì)基本特征

在化工生產(chǎn)中，化工工藝設(shè)計(jì)和其他流程相比，更具有特殊性和危險(xiǎn)性，主要因化工工藝設(shè)計(jì)更需要花費(fèi)大量時(shí)間，且工作量更大，同時(shí)化工物料管道存在一定的復(fù)雜性[3]。另一方面，由于需要在市場中盡早投入化工產(chǎn)品，因此一般在化工企業(yè)中，都是同時(shí)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)與開發(fā)，雖然該方式在一定程度上縮短了化工產(chǎn)品建設(shè)周期，但卻帶來了較大的安全隱患，所以化工工藝設(shè)計(jì)更具有較高的危險(xiǎn)性。此外，化工工藝設(shè)計(jì)還具有較為復(fù)雜的專業(yè)性，因該方面工作需要涉及多方面專業(yè)技術(shù)，所以在設(shè)計(jì)過程中需要大量具有高專業(yè)素質(zhì)的技術(shù)人員。

2.基于化工工藝設(shè)計(jì)中的安全問題分析

(1)化工生產(chǎn)原料中存在的安全問題

從本質(zhì)上來說，既是化工生產(chǎn)，就必然會(huì)涉及到化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，而在這個(gè)反應(yīng)過程中所需要的原料，一般都會(huì)具有危險(xiǎn)特性，如易燃、易爆、有毒、有害等；而在化工生產(chǎn)的過程中，不同程度的加熱、加壓都會(huì)導(dǎo)致原料不穩(wěn)定性增加[4]。若原料存在過多雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也會(huì)參與到化學(xué)反應(yīng)中，對主反應(yīng)路線造成影響。此外，原料在儲(chǔ)存過程中也會(huì)發(fā)生一系列的安全問題，如儲(chǔ)存條件不當(dāng)，就會(huì)因泄露或者變質(zhì)引發(fā)更重大的事故，如火災(zāi)、中毒以及環(huán)境污染等。

(2)化工生產(chǎn)設(shè)備中存在的安全問題

在化工日常生產(chǎn)運(yùn)行中，有一個(gè)會(huì)承受一定壓力和溫度的基本裝置，即生產(chǎn)設(shè)備和輸送管道，在高溫高壓等極端條件下，設(shè)備材質(zhì)很容易發(fā)生變形，其固有特性受到一定程度降低。另一方面，在化工生產(chǎn)中，有些原料本身具有的腐蝕性也會(huì)影響管道、設(shè)備，設(shè)備管道在長期沖刷以及承壓下，易出現(xiàn)破損、泄露等，不僅會(huì)威脅工作人員的身體健康，還會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染[5]。在化工生產(chǎn)過程中，化工設(shè)備作為原料加工的載體，具有重要價(jià)值，若化工設(shè)備在選材以及設(shè)計(jì)上和要求不符，或是在使用過程中沒有做好一定的維護(hù)保養(yǎng)措施，就會(huì)降低設(shè)備安全性，埋下安全隱患。

(3)化工反應(yīng)裝置中存在的安全問題

物料間的化學(xué)反應(yīng)是整個(gè)化工生產(chǎn)中的重點(diǎn)，而在化學(xué)反應(yīng)中通常會(huì)產(chǎn)生大量氣體以及熱量，在這個(gè)反應(yīng)過程中，最重要的就是確保反應(yīng)裝置必須具有合理以及科學(xué)性，如果反應(yīng)裝置不滿足要求，就會(huì)留下安全隱患，因此在計(jì)算和分析反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)時(shí)，必須要確保具有科學(xué)性以及嚴(yán)謹(jǐn)性。通常來說，在化學(xué)反應(yīng)中，其反應(yīng)速度和熱效應(yīng)是化工工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，這就需要有效控制物料反應(yīng)過程，才能保證可以順利進(jìn)行化工生產(chǎn)，一般生產(chǎn)過程中主要就是有效控制物料添加速度以及溫度等[6]。此外，在生產(chǎn)過程中還需要重視反應(yīng)釜內(nèi)的變化，因?yàn)閴毫透邷睾苋菀讓?dǎo)致其發(fā)生形變，存在較大的危險(xiǎn)性，所以要提供配套的泄壓裝置，安裝在反應(yīng)釜上，以此促進(jìn)反應(yīng)釜安全性、穩(wěn)定性提高。

3.化工工藝設(shè)計(jì)安全問題處理措施分析

(1)加強(qiáng)化工原料生產(chǎn)管理

通常來說，在不同的生產(chǎn)階段，化工工藝產(chǎn)品都具有不同的化學(xué)性質(zhì)，只有對化工工藝產(chǎn)品有全面了解，包括在不同階段中的物料以及化學(xué)性質(zhì)差異，才能真正加強(qiáng)化工原料生產(chǎn)管理。了解了化工工藝產(chǎn)品在不同階段下的物料性質(zhì)，不僅能根據(jù)物料性質(zhì)制定針對性措施，穩(wěn)定物料性質(zhì)，還能根據(jù)物料經(jīng)物理以及化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)特性，采取針對性保護(hù)措施，降低安全事故發(fā)生可能性。另一方面，對化工物料性質(zhì)充分了解，還能確保在存儲(chǔ)過程中不會(huì)發(fā)生安全事故，有效做好安全防護(hù)設(shè)施，提高存儲(chǔ)安全性。

(2)加強(qiáng)化工設(shè)備安全控制

要想確?；すに囋O(shè)備的安全控制，首先就需要工作人員對其全面了解，包括化工工藝設(shè)備規(guī)格、承受溫度、壓力等條件下的閾值[7]。一般來說，根據(jù)設(shè)備的具體參數(shù)，工作人員需多次試驗(yàn)、計(jì)算、研究后才能得出這些數(shù)值，只有確保數(shù)值正確，才能保證化工工藝設(shè)備符合生產(chǎn)要求。另一方面，為了避免操作出現(xiàn)失誤，還需要相關(guān)工作人員對設(shè)備工藝機(jī)理進(jìn)行學(xué)習(xí)，防止出現(xiàn)難以辨認(rèn)防護(hù)其他化學(xué)品的問題。最后加強(qiáng)化工設(shè)備安全控制的主要措施就是對其進(jìn)行優(yōu)化升級，同時(shí)配套壓力儀表、溫度計(jì)、超壓報(bào)警等監(jiān)測以及控制裝置，這些裝置能進(jìn)一步為化工設(shè)備提供安全保障，進(jìn)而確保能安全運(yùn)行化工工藝設(shè)計(jì)工作。

(3)加強(qiáng)化工反應(yīng)裝置中的安全控制

相關(guān)工作人員在化工工藝設(shè)計(jì)中，需要強(qiáng)化化工反應(yīng)裝置的安全控制，才能有效減少安全隱患，而在其安全控制中，必須要進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合多方面因素，包括反應(yīng)溫度、壓力以及反應(yīng)速率等等。既是化工反應(yīng)裝置，首先就需要有可防止爆裂的高強(qiáng)度，其次是需要有可防止介質(zhì)泄露的良好密封性，避免大量泄露介質(zhì)，才能有效防止發(fā)生火災(zāi)、毒氣泄露等此類重大安全事故[8]。在化工工藝設(shè)計(jì)中，必須要確保反應(yīng)裝置具有嚴(yán)密可靠的高壓密封結(jié)構(gòu)，這樣才能保證其在溫度和壓力波動(dòng)影響下，還能嚴(yán)密不漏；同時(shí)有效防止容器產(chǎn)生超壓，進(jìn)而在過度變形下受到損壞。另一方面，在化學(xué)反應(yīng)過程中，化工反應(yīng)裝置還需要重視能量轉(zhuǎn)化和熱效應(yīng)，避免裝置中的溫度、壓力等因素在激烈的化學(xué)反應(yīng)下加快速度，進(jìn)而發(fā)生安全事故。最后，則是要重視化學(xué)反應(yīng)裝置所處的周圍環(huán)境，確保其周圍環(huán)境能滿足防爆要求。

(4)加強(qiáng)化工工藝路線的合理控制

一般來說，在實(shí)際中，往往需要眾多工藝路線構(gòu)成整個(gè)化工工藝設(shè)計(jì)，每條線路都具有不可或缺的重要作用，因此要想保證化工工藝設(shè)計(jì)的安全性，就需要在多條線路中選擇最具有安全和穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)線路，以此減少化工工藝設(shè)計(jì)中的安全隱患。通常材料、設(shè)備以及生產(chǎn)條件等因素都會(huì)影響化工生產(chǎn)，因此相關(guān)人員可以分析和衡量這些因素，優(yōu)先選擇危害最低或者無危險(xiǎn)性的原料，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，降低生產(chǎn)過程中可能帶來的高壓或高溫影響。同時(shí)，在化工生產(chǎn)過程中，還需要重視環(huán)境污染問題，因此在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，還需要配置相應(yīng)的污染處理設(shè)施，盡最大可能減少污染。

4.結(jié)語

由上可得，從目前來看，我國化工工業(yè)中的工藝設(shè)計(jì)尚不完善，還存在較多的安全問題，這就需要相關(guān)化工企業(yè)充分重視化工工藝設(shè)計(jì)，在對其進(jìn)行深入了解后采取針對性措施，有效減少安全隱患，避免發(fā)生安全事故。在具體措施中，可從化工原料、化工設(shè)備、化工反應(yīng)裝置以及工藝路線選擇等多方面進(jìn)行考慮以及綜合分析，如加強(qiáng)原料安全生產(chǎn)管理，重視化工設(shè)備的安全控制，合理選擇工藝路線等，通過有效地針對性措施，不僅能減少安全問題發(fā)生的幾率，降低風(fēng)險(xiǎn)，還能提高我國化工生產(chǎn)的安全性。