化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)的識別及控制探究

楊偉佳

（石家莊常豐環(huán)境工程有限公司，石家莊050000）

1 引言

化工行業(yè)在當(dāng)代工業(yè)體系當(dāng)中占據(jù)舉足輕重的地位，對于工業(yè)建設(shè)發(fā)揮著很強(qiáng)的推動(dòng)作用?；ば袠I(yè)發(fā)展的重點(diǎn)是對化工材料進(jìn)行有效加工，使企業(yè)通過生產(chǎn)將原材料轉(zhuǎn)化為工業(yè)材料，并根據(jù)使用需要廣泛應(yīng)用到建筑、礦業(yè)等不同領(lǐng)域。化工生產(chǎn)活動(dòng)對安全的要求高，在生產(chǎn)過程中要注重科學(xué)化工工藝的使用，并在工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中排查各類安全危險(xiǎn)因素，識別危險(xiǎn)之后提出有效的風(fēng)險(xiǎn)控制策略，消除設(shè)計(jì)當(dāng)中的安全隱患，確保整體設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)標(biāo)?；て髽I(yè)應(yīng)該清楚認(rèn)識到工藝設(shè)計(jì)是化工生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)該在設(shè)計(jì)過程中積極探究生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在的各類安全風(fēng)險(xiǎn)，加大對化工生產(chǎn)的管控力度，消除生產(chǎn)中的安全事故，順利達(dá)成生產(chǎn)目標(biāo)。

2 化工工藝設(shè)計(jì)概述

2.1 內(nèi)涵

化工工藝指的是依托多樣化的化學(xué)技術(shù)將生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品的過程與方法?；すに嚵鞒讨饕ㄒ韵?個(gè)部分：第一，處理原料。原料處理的重點(diǎn)就是運(yùn)用凈化、混合、提濃等方法對原料進(jìn)行有效處置，最終讓原料成為符合化工生產(chǎn)要求的材料。第二，化學(xué)反應(yīng)。所謂化學(xué)反應(yīng)就是對處理完成的化學(xué)原料施加反應(yīng)條件，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，順利完成轉(zhuǎn)化。化學(xué)反應(yīng)的類別很多，例如，還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)、聚合反應(yīng)，等等。第三，產(chǎn)品精制。對經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)所獲得的產(chǎn)品，采取分離、去雜質(zhì)等方法將其轉(zhuǎn)化成為符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的過程就是精制的過程。化工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容較為復(fù)雜，無論是哪項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，都會(huì)為產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性帶來極大的影響。工作人員在任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏漏，都有可能影響化工生產(chǎn)的安全性與可靠性，使企業(yè)無法生產(chǎn)符合人們需求的化學(xué)產(chǎn)品。

2.2 價(jià)值

化工工藝設(shè)計(jì)的實(shí)施要在特定時(shí)間范圍內(nèi)完成，確保設(shè)計(jì)任務(wù)完成的質(zhì)量以及安全性，加大成本把控力度，為廣大工作人員提供安全管理的優(yōu)質(zhì)環(huán)境。恰當(dāng)?shù)幕すに囋O(shè)計(jì)能夠讓化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)所需的原材料在優(yōu)質(zhì)的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，保證得到的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，防止在化學(xué)反應(yīng)過程中出現(xiàn)危險(xiǎn)產(chǎn)物，影響工作人員的健康。此外，在項(xiàng)目的后期階段，化學(xué)工藝污染必須得到化工企業(yè)的重視。化工工藝設(shè)計(jì)涉及的化學(xué)產(chǎn)品種類較多，而大部分的化學(xué)品具有易燃易爆、有毒、腐蝕性強(qiáng)等特征?；谶@種情況，如果化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在不足或者缺陷，極有可能為后續(xù)的生產(chǎn)和操作帶來不良影響，從而誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故。為滿足化工工藝設(shè)計(jì)與安全生產(chǎn)的要求，確保生產(chǎn)活動(dòng)的科學(xué)性，關(guān)于各類危險(xiǎn)因素的識別和控制工作，應(yīng)該在工藝設(shè)計(jì)階段完成，只有這樣才能提前識別和預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)，了解潛在的危險(xiǎn)因素，從而在后續(xù)的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)予以規(guī)避和預(yù)防。合格的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)早期評估可能對產(chǎn)品生產(chǎn)安全帶來不良影響的因素，叫停有潛在風(fēng)險(xiǎn)的操作和工序，保證化工工藝設(shè)計(jì)與安全生產(chǎn)活動(dòng)的有序推進(jìn)。從這一角度分析，化工企業(yè)應(yīng)該提高對化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視程度，尤其是把安全管理落到實(shí)處，及時(shí)識別并且處理風(fēng)險(xiǎn)，為化工企業(yè)的長效發(fā)展提供支持。

2.3 特征

在化工工藝設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，每個(gè)設(shè)計(jì)流程都具有極高的技術(shù)含量。與化工生產(chǎn)活動(dòng)的其他內(nèi)容相比，化工工藝設(shè)計(jì)呈現(xiàn)以下典型特征：第一，化工工藝設(shè)計(jì)要求具備完備的設(shè)計(jì)資料。化工生產(chǎn)過程當(dāng)中的資料很多，例如，企業(yè)測試數(shù)據(jù)、生產(chǎn)資料等。因?yàn)橐恍┵Y料并沒有投入實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中展開驗(yàn)證，造成材料可靠性欠缺。所以化工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容多，設(shè)備體系復(fù)雜，想要確保整體的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，應(yīng)該把關(guān)注點(diǎn)放在收集設(shè)計(jì)資料與對資料進(jìn)行嚴(yán)格核實(shí)方面，確保各類資料可以為方案確定提供參考。第二，化工工藝設(shè)計(jì)包含極大的工作量。化工生產(chǎn)要應(yīng)用各種不同類別的設(shè)備，涉及很多管線，同時(shí)，需要提高對各類材料處理的要求，當(dāng)然巨額資金的投入也必不可少。為有效提升化工生產(chǎn)效益與企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品的綜合競爭力，一些企業(yè)從工藝設(shè)計(jì)著手，縮短設(shè)計(jì)周期，運(yùn)用開發(fā)與設(shè)計(jì)同步推進(jìn)的形式，最終造成設(shè)計(jì)工作量大幅上漲，為最終的設(shè)計(jì)水平帶來極大程度的影響。因此，企業(yè)應(yīng)對設(shè)計(jì)工作內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，確保工作安排合理。第三，化工工藝設(shè)計(jì)存在規(guī)模上的差異。因?yàn)榛て髽I(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類很多，化工工藝設(shè)計(jì)規(guī)模各不相同，配套的設(shè)施非常復(fù)雜，一些化工企業(yè)在工藝設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，并未嚴(yán)格遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與要求，最終造成工藝設(shè)計(jì)水平一直停留在基礎(chǔ)階段，無法確?；どa(chǎn)安全。因此，企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際和產(chǎn)品要求，設(shè)定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)規(guī)模。

2.4 內(nèi)容

在整個(gè)化工領(lǐng)域，化工工藝設(shè)計(jì)會(huì)對產(chǎn)品質(zhì)量帶來決定性影響，所以化工工藝設(shè)計(jì)獲得了各方面的關(guān)注。要想對工藝設(shè)計(jì)展開研究，就要對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行把握。第一，概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)可以為化工工藝設(shè)計(jì)流程完整度的提高帶來關(guān)鍵支撐，概念設(shè)計(jì)是生產(chǎn)化工產(chǎn)品和建立設(shè)備操作模式的基礎(chǔ)部分。概念設(shè)計(jì)要求對化工產(chǎn)品與化工設(shè)備功能進(jìn)行細(xì)分，把抽象化概念轉(zhuǎn)化成為形象具體的模型，為后續(xù)的化工工藝設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。概念設(shè)計(jì)中應(yīng)深度剖析企業(yè)生產(chǎn)資源、剖析生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在的潛在問題。為確保概念設(shè)計(jì)流程的完整性，應(yīng)該把化工設(shè)備和化工產(chǎn)品視作一個(gè)統(tǒng)一體，有效規(guī)劃設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能、性能。概念設(shè)計(jì)結(jié)果要把化工制造內(nèi)容具體化，開展對整個(gè)制造過程的多角度研究，立足不同視角開展深化設(shè)計(jì)，然后逐步進(jìn)入中試設(shè)計(jì)與初步設(shè)計(jì)層面。第二，中試設(shè)計(jì)。中式設(shè)計(jì)是確?；ぎa(chǎn)品生產(chǎn)過程完整可靠的重要流程，應(yīng)該嚴(yán)格校驗(yàn)工藝條件與整個(gè)生產(chǎn)流程，使得化工產(chǎn)品與生產(chǎn)試劑性能穩(wěn)定。在中試設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該收集并且整理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，記錄生產(chǎn)當(dāng)中的控制變量。對于這個(gè)設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)誤差和其他問題，應(yīng)該認(rèn)真校對生產(chǎn)流程和有關(guān)細(xì)節(jié)，確保產(chǎn)品生產(chǎn)流程完整穩(wěn)定，同時(shí)，應(yīng)該持續(xù)完善生產(chǎn)線，確保生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。第三，施工圖設(shè)計(jì)。施工圖的設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)體系當(dāng)中尤為關(guān)鍵的步驟，會(huì)對產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)帶來很大的影響。施工圖設(shè)計(jì)成果是把工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程整合的內(nèi)容，所以要細(xì)致分析和審核施工圖紙成果。面對化工企業(yè)的差異化生產(chǎn)需要，應(yīng)該對施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)內(nèi)容和化工產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的性質(zhì)與規(guī)格展開有效匹配，解決中試設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的遺留問題。施工圖設(shè)計(jì)成果更加側(cè)重生產(chǎn)過程，對生產(chǎn)資源開展科學(xué)調(diào)配，深層次解析化工工藝的實(shí)施狀況。施工圖設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是生產(chǎn)作業(yè)流程，分析實(shí)操條件，比對生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證生產(chǎn)的有效性。

3 化工工藝設(shè)計(jì)中的安全危險(xiǎn)因素

通過上述內(nèi)容可以明確的是，化工工藝設(shè)計(jì)是化工生產(chǎn)當(dāng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，由于整個(gè)設(shè)計(jì)過程是非常煩瑣和復(fù)雜的，涉及的影響因素有很多，所以在整個(gè)設(shè)計(jì)體系當(dāng)中包含一定的安全危險(xiǎn)因素，只有做好危險(xiǎn)識別工作，才能為后續(xù)的控制工作提供參考與方向指導(dǎo)。總體來說，化工工藝設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)因素主要包括以下幾方面：一是物料因素。物料是開展化工產(chǎn)品生產(chǎn)最為基礎(chǔ)和根本的內(nèi)容，如果物料質(zhì)量不過關(guān)，那么生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量也就得不到保證?；どa(chǎn)的原料無論是類別還是數(shù)量都非常多，每個(gè)物料所具備的物理與化學(xué)性質(zhì)也有很大的差異，如果在物料存儲、檢測等方面存在不恰當(dāng)?shù)那闆r，極有可能埋下安全隱患，威脅后期生產(chǎn)活動(dòng)，特別是誘發(fā)安全事故。二是管道因素。管道在整個(gè)化工工藝流程當(dāng)中非常重要，管道設(shè)計(jì)與布置是化工工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。如果管道性能不過關(guān)，極易出現(xiàn)化學(xué)物料腐蝕造成管道破裂與物料泄漏。如果管道設(shè)計(jì)不科學(xué)，存在很多的彎道或者管道之間的搭接不夠合理，極易造成物料傳輸不暢或者管道泄漏等情況，誘發(fā)嚴(yán)重的化學(xué)安全事故。三是線路因素。線路設(shè)計(jì)對化工生產(chǎn)至關(guān)重要，一般而言，每條線路的特性和功能都具有差別，如果化工線路不夠科學(xué)合理，極易造成產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降的情況，也會(huì)留下很大的安全隱患，誘發(fā)事故。四是環(huán)境因素?；瘜W(xué)原料處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品精制等環(huán)節(jié)，都對環(huán)境條件提出了很高的要求，同時(shí)，部分操作流程對外部環(huán)境要求很高，如果沒有調(diào)控環(huán)境因素，遇到相對極端的環(huán)境條件，極易影響生產(chǎn)活動(dòng)的正常推進(jìn)，影響化工工藝設(shè)計(jì)安全。五是裝置因素。化工生產(chǎn)的各類裝置都是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際與生產(chǎn)原料性質(zhì)設(shè)計(jì)的，如果在沒有全面考量各類因素的情況下就進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì)安裝，就會(huì)留下安全隱患，造成裝置運(yùn)行中的泄漏、爆炸等事故。

4 化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)的識別及控制策略

4.1 物料方面

對完整的化學(xué)工藝流程來說，物料是貫穿全程的因素，所以物料的安全性會(huì)為化工生產(chǎn)帶來極大的影響。對此，化工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)物料特點(diǎn)和操作工藝的實(shí)際要求識別與控制物料方面存在的危險(xiǎn)因素?；の锪嫌杏袡C(jī)和無機(jī)之分，每一個(gè)部分又可以細(xì)化成不同的類別，要識別物料方面的危險(xiǎn)因素并對其進(jìn)行控制，應(yīng)該從物料自身和物料間的反應(yīng)著手。就物料本身的特征而言，一些物料的化學(xué)性質(zhì)是很不穩(wěn)定的，極有可能受環(huán)境等多元因素影響，從而改變性質(zhì)，造成反應(yīng)異常的問題。例如，氯化工藝涉及的是放熱反應(yīng)，而在生產(chǎn)當(dāng)中運(yùn)用的材料大多是易燃易爆的，很容易因?yàn)閴毫?、溫度等情況誘發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。此外，在化工工藝當(dāng)中應(yīng)該對物料間反應(yīng)情況進(jìn)行嚴(yán)格控制。例如，在硝化工藝當(dāng)中，硝化劑和有機(jī)化合物接觸之后，容易出現(xiàn)燃爆情況，于是要在設(shè)計(jì)當(dāng)中控制兩類物料的接觸。

4.2 管道方面

管道方面危險(xiǎn)因素的識別和控制的關(guān)鍵是要防止管道泄漏，所以應(yīng)該結(jié)合化工工藝的情況，剖析出現(xiàn)管道泄漏的原因，并制定相應(yīng)的方案。在管道防泄漏的工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該做好如下工作：對管道分支數(shù)量進(jìn)行把控，最大限度地減少管道死角，防范物料傳輸不順暢等問題；盡可能選擇大排放口，避免影響正常排放；結(jié)合化工工藝需要，對小孔徑支管進(jìn)行改善，確保檢驗(yàn)效果；根據(jù)管道和附件熱膨脹特征，提前設(shè)計(jì)伸縮方案，避免為正常生產(chǎn)活動(dòng)帶來不良影響；對密封墊進(jìn)行合理使用，維護(hù)管道密封性能，降低危險(xiǎn)發(fā)生率；對管道支撐進(jìn)行恰當(dāng)設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)安全閥，滿足安全管理要求；處理管道腐蝕問題，優(yōu)化防護(hù)方案。

4.3 線路方面

線路設(shè)計(jì)是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中非常重要的部分，而且在危險(xiǎn)因素的識別控制當(dāng)中，應(yīng)該把經(jīng)濟(jì)性和安全性統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮。設(shè)計(jì)者需要把全局作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行分析，控制主要化學(xué)反應(yīng)，從而確保工藝路線完整性。例如，在裂解工藝設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中，整個(gè)過程涉及大量的化學(xué)反應(yīng)，例如，壓縮、干燥、縮合、脫氫等。設(shè)計(jì)人員需要篩選主要化學(xué)反應(yīng)，基于此，為裂解工藝分段，進(jìn)一步細(xì)化與完善分段工藝。同時(shí)，要篩選出需要著重監(jiān)控的化工工藝參數(shù)，做好參數(shù)設(shè)計(jì)，確定針對性強(qiáng)的控制方案。

4.4 環(huán)境方面

在環(huán)境因素的把控上，為了消除危險(xiǎn)因素，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該著重控制溫濕度、清潔度、壓力等因素，目的是為化工工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)活動(dòng)提供優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)環(huán)境，降低事故發(fā)生率。例如，完善配備溫度和濕度的監(jiān)測設(shè)備，了解生產(chǎn)過程當(dāng)中的溫濕度信息，便于及時(shí)進(jìn)行調(diào)控；關(guān)注化工工藝設(shè)備的清潔度，定期清掃擦拭。

4.5 裝置方面

化工裝置屬于極易出現(xiàn)安全事故的一個(gè)因素，所以在化工工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)該著重關(guān)注，全面考慮其潛在風(fēng)險(xiǎn)，完善風(fēng)險(xiǎn)防范措施。首先，應(yīng)該認(rèn)識到化工工藝應(yīng)用的裝置數(shù)量和類別很多，所以設(shè)計(jì)者要根據(jù)工藝特征篩選裝置，提前剖析裝置危險(xiǎn)性；其次，要對工藝操作和具體的操作范圍進(jìn)行考量，恰當(dāng)選取裝置類別和裝置的連接方法，維護(hù)生產(chǎn)安全；最后，應(yīng)該對裝置特性進(jìn)行綜合考慮，提前預(yù)防安全事故，例如，鍋爐極容易受磨損、積灰、裂縫等故障影響而誘發(fā)事故，因而在設(shè)計(jì)中應(yīng)做到提前預(yù)防，如涂抹保護(hù)劑、安裝壓力監(jiān)測設(shè)備、做好溫度控制，等等。

5 結(jié)語

在當(dāng)前的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，風(fēng)險(xiǎn)問題是普遍存在的，很多危險(xiǎn)因素潛藏在化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如果處理不當(dāng)，極易出現(xiàn)不可挽回的后果。因此，對于化工生產(chǎn)來說，安全生產(chǎn)是最為關(guān)鍵的，只有完善安全保障措施，才能讓化工生產(chǎn)有序推進(jìn)，保證廣大工作人員的安全，提高生產(chǎn)效益。隨著安全生產(chǎn)要求的提高，應(yīng)該將安全管理的一系列措施應(yīng)用于化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)定有效的工藝流程。工作人員應(yīng)該對化工工藝設(shè)計(jì)的全過程進(jìn)行追蹤，對其中的各類安全危險(xiǎn)進(jìn)行識別和判斷，判斷危險(xiǎn)因素所在位置和可能引發(fā)的不良影響，結(jié)合生產(chǎn)需求優(yōu)化工藝流程，制定有效的防治策略。