化工工藝設(shè)計(jì)中安全風(fēng)險及控制

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摘要：在當(dāng)前的化工生產(chǎn)中，化工工藝設(shè)計(jì)作為第一要素，會對化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量帶來直接影響。考慮到化工行業(yè)本身帶有高危險性、特殊性的特點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)安全風(fēng)險事故，需要做好化工工藝設(shè)計(jì)之中的安全風(fēng)險分析識別工作，著重從做好化工物料設(shè)計(jì)控制、化工工藝路線的安全設(shè)計(jì)、完善化工管道和閥門的安全設(shè)計(jì)等方面加強(qiáng)風(fēng)險控制，保證滿足化工生產(chǎn)的安全性要求。

關(guān)鍵詞：化工工藝設(shè)計(jì)；安全；風(fēng)險；控制

化工企業(yè)作為我國安全事故發(fā)生率較高的企業(yè)之一，對于社會的安定團(tuán)結(jié)會帶來一定的負(fù)面影響，例如化工工藝的實(shí)際生產(chǎn)過程可能會產(chǎn)生部分對人體有害的化學(xué)物質(zhì)，化工企業(yè)應(yīng)該重視化工工藝設(shè)計(jì)，確保在已有生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的支撐下進(jìn)一步提升化工工藝設(shè)計(jì)水平，最終實(shí)現(xiàn)對安全風(fēng)險的有效識別，促進(jìn)化工企業(yè)的安全生產(chǎn)，助力全面發(fā)展。

1化工工藝設(shè)計(jì)

針對化工工藝設(shè)計(jì)，其流程見圖1所示，主要是原材料通過化學(xué)反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)變成為化工產(chǎn)品。其中，首先需要做好原材料的處理，也就是需要通過相應(yīng)的凈化、提濃、混合、乳化、粉碎等處理方式，確保原材料質(zhì)量能夠滿足對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。其次是化學(xué)反應(yīng)階段，在進(jìn)行原材料的預(yù)處理之后，就需要在相應(yīng)的溫度與壓力條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，這一過程主要包含了化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與回收率。再次是產(chǎn)品的精制環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)需要通過化學(xué)反應(yīng)來分離混合物，并且將其中的雜質(zhì)去掉，同時剔除沒有利用價值的廢棄物。產(chǎn)品的精制工藝包含了萃取與提純，通過產(chǎn)品的凈化處理，就可以滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定的要求[1]?；すに囋O(shè)計(jì)包含了多方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，其中，概念的設(shè)計(jì)需要在事前進(jìn)行，主要是檢查生產(chǎn)工藝條件和路線是否合理；中試設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)小試確定的工藝路線和條件，同時分析試制產(chǎn)品的考核使用性能，這樣就可以提供便利的數(shù)據(jù)支撐條件；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是技術(shù)開發(fā)階段的最終研究成果，能夠?yàn)楹笃趯?shí)際生產(chǎn)提供裝置建設(shè)的技術(shù)支撐；初步設(shè)計(jì)屬于開展精細(xì)化工藝設(shè)計(jì)的首個環(huán)節(jié)，初步設(shè)計(jì)的最終成果包含了任務(wù)書設(shè)計(jì)、總概算書等；施工圖設(shè)計(jì)主要是基于化工項(xiàng)目的審批意見、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作等相應(yīng)的要求，將初步設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)計(jì)原則、文字、方案等落實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)化工工藝與設(shè)備不同部分布置的具體化處理。

2化工工藝設(shè)計(jì)中安全風(fēng)險控制的作用

考慮到化工生產(chǎn)過程存在復(fù)雜性，一些危險因素往往難以避免，如生產(chǎn)對壓力與溫度等參數(shù)要求嚴(yán)格的、易燃易爆的產(chǎn)品時安全風(fēng)險較大，致使化工生產(chǎn)中的安全工作形勢愈加嚴(yán)峻。如果能夠在化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就做好安全風(fēng)險的識別和控制工作，必然可以從源頭與初始環(huán)節(jié)就有效地預(yù)防可能發(fā)生于化工生產(chǎn)過程的危險、安全事故等，及時妥善解決，確保高效開展化工生產(chǎn)工作。與此同時，在化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的安全設(shè)計(jì)中識別危險，做好控制操作，可以為化工生產(chǎn)提供環(huán)境安全保障，從而為生產(chǎn)者、管理者打造優(yōu)良的作業(yè)條件。因?yàn)槿松戆踩珜τ诨どa(chǎn)乃至整個化工行業(yè)的發(fā)展而言都是第一原則，通過安全設(shè)計(jì)加強(qiáng)危險的識別和控制就充分體現(xiàn)了以人為本的理念。這樣還可以降低在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生事故的概率，促成對化工材料以及其他資源的科學(xué)有效使用，對化工企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展均有至關(guān)重要的作用。

3化工工藝中安全因素的識別

在進(jìn)行化工工藝的安全因素識別時，需要落實(shí)原材料設(shè)計(jì)、化工工藝路線分析以及化工管道設(shè)計(jì)，這樣才能更好地匹配化工工藝的整體性要求。

3.1原材料設(shè)計(jì)

化工工藝生產(chǎn)，主要是通過一系列的化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)原材料加工成為另一種半成品材料，之后通過凈化、包裝、去雜質(zhì)等加工環(huán)節(jié)，可以獲取相應(yīng)化學(xué)產(chǎn)品的一種生產(chǎn)方式。在化工工藝生產(chǎn)進(jìn)程中，化工原材料是至關(guān)重要的，如果無法確?；ぴ牧系陌踩裕涂赡軙绊懻麄€工藝生產(chǎn)過程的安全性。同時，直接將原材料轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)品，還會牽涉到很多物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)可能會產(chǎn)生有害物質(zhì)，或是出現(xiàn)吸熱與放熱，帶有一定的危險性。所以，作為設(shè)計(jì)人員要對原材料的基本性能有全面的了解，并且設(shè)計(jì)針對性的反應(yīng)、運(yùn)輸和存儲的容器，最終進(jìn)行合理有效的防范處理[2]。

3.2化工工藝路線

如果工藝路線存在差異，就會造成不同程序的風(fēng)險。在化工工藝中，路線作為重要組成部分，如果不能夠及時進(jìn)行排查，就會直接影響整個化工工藝。所以，在工藝路線上要注重安全檢查，并且設(shè)計(jì)對應(yīng)的化工工藝路線，再搭配多方考察和研究，可以實(shí)現(xiàn)化工工藝路線的優(yōu)化與完善。

3.3化工管道

在化工工藝設(shè)計(jì)中布置化工管道至關(guān)重要。作為化工工藝的連接通道，化工管道一般會涉及大量化工原料的運(yùn)輸，但是因?yàn)樾再|(zhì)的差異性，對于管道本身的性能要求也比較高。如果在化工管道設(shè)計(jì)之中沒有全面的設(shè)計(jì)與選擇管道性能，那么在后期的使用中就可能會出現(xiàn)功能問題。如，管道因?yàn)樾阅艿牟町?，會受到化工物料的腐蝕，從而被損壞，造成化工物料泄漏，并且會給管理人員帶來人身安全方面的影響。管道結(jié)構(gòu)的布置不合理，如果彎曲與拼接太多，就會影響嚴(yán)密性，進(jìn)而出現(xiàn)物料泄漏或者物料反應(yīng)條件被破壞的問題[3]。

4化工工藝中安全風(fēng)險的控制措施

在化工工藝的安全風(fēng)險控制環(huán)節(jié)，需要重點(diǎn)考慮到做好工藝設(shè)計(jì)方案安全性分析、化工物料設(shè)計(jì)控制、化工工藝路線的安全設(shè)計(jì)、完善化工管道和閥門的安全設(shè)計(jì)幾個方面的內(nèi)容，這樣才能匹配化工工藝安全風(fēng)險的有效控制要求。

4.1分析工藝設(shè)計(jì)方案的安全性

對于化工工藝安全設(shè)計(jì)而言，為了確保安全設(shè)計(jì)效果良好，需要先控制好設(shè)計(jì)方案之中的安全隱患?；すに嚿婕暗陌踩O(shè)計(jì)以確保高效實(shí)施化工生產(chǎn)為主，然而化工生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，涵蓋諸多工藝與內(nèi)容，并且有著很高的工藝技術(shù)要求，相關(guān)人員務(wù)必結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際情況全面地分析各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高工藝設(shè)計(jì)方案的安全性。如此才能全面有效地掌握化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全威脅，制定安全性更高的工藝設(shè)計(jì)方案，確保設(shè)計(jì)方案安全、合理。另外，工作人員要注意持續(xù)優(yōu)化化工工藝設(shè)計(jì)方案，落實(shí)工藝流程的試驗(yàn)驗(yàn)證、模擬驗(yàn)證等，及時改善低效過程和有安全風(fēng)險隱患的部分，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)方案的安全性、科學(xué)性。

4.2做好化工物料設(shè)計(jì)控制

在化工工藝的生產(chǎn)過程中會有很多原材料的使用，并且生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生諸多的中間品，這部分中間品也能成為其他企業(yè)的使用原料。所以，化工企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品的同時要考慮到生產(chǎn)副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的提升。但是大部分化工原料都帶有危險性，因?yàn)榛瘜W(xué)性質(zhì)相對活潑而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成損耗或者變質(zhì)，直接引發(fā)事故，留下安全隱患。所以，在化工工藝設(shè)計(jì)中要重視原材料的存儲與運(yùn)輸?shù)拳h(huán)境的設(shè)計(jì)。換言之，作為化工企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)人員要有效管控化工物料。第一，努力提升自身的專業(yè)素質(zhì)，做好原料性質(zhì)、存儲、運(yùn)輸?shù)蕊L(fēng)險的全面辨識。第二，配合專門的檢驗(yàn)人員，全面仔細(xì)地研究整個生產(chǎn)過程，分析各種原材料的基本性能和危害性，并且結(jié)合物料的實(shí)際特征來進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)，這樣也能夠滿足對化工物料的分類管理要求，以此制定合理有效的管控方案。

4.3化工工藝路線的安全設(shè)計(jì)

化工工藝安全設(shè)計(jì)本身屬于一項(xiàng)復(fù)雜的課題。在工藝操作方面存在較大的難度，為了避免中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)技術(shù)性的問題，就要落實(shí)安全識別與安全控制工作，這樣才可以避免出現(xiàn)過大的安全隱患，導(dǎo)致整個化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)受到影響。所以，在設(shè)計(jì)化工工藝的安全路線中要重視下述幾個方面：①了解整個路線的設(shè)計(jì)，對于設(shè)計(jì)之中可能出現(xiàn)的安全問題需要加以排查，并且找到相應(yīng)的解決措施，確保對整個路線能夠進(jìn)行完善化的設(shè)計(jì)，以此來降低出現(xiàn)安全問題的可能性。②在設(shè)計(jì)之后應(yīng)該做好相應(yīng)規(guī)定試驗(yàn)，并且盡可能多次開展試驗(yàn)，在保障不會出現(xiàn)問題的前提下讓整個路線運(yùn)行。③為了避免過于復(fù)雜的工藝帶來較大的難度，在設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)盡可能在保障質(zhì)量的前提下進(jìn)行簡化設(shè)計(jì)，將相應(yīng)的設(shè)計(jì)程序簡化。另外，為了避免安全隱患的出現(xiàn)，能夠及時進(jìn)行處理，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該增加相對應(yīng)的安全措施。如，在出現(xiàn)管道超壓的情況下如果不能采取及時有效的措施來進(jìn)行泄放，就可能會因?yàn)槌掷m(xù)上升的壓力造成安全事故，需要做好對應(yīng)的安全裝置設(shè)計(jì)，保證在出現(xiàn)這類緊急情況之后能夠進(jìn)行對應(yīng)的排放處理，并且結(jié)合檢測儀，在出現(xiàn)危險的時候及時預(yù)警，避免事態(tài)嚴(yán)重化[4]。

4.4完善化工管道和閥門的安全設(shè)計(jì)

在化工工藝設(shè)計(jì)中還要重點(diǎn)考慮到管道與閥門設(shè)計(jì)。在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因?yàn)闀写罅坎煌再|(zhì)的物料使用，所以可能會產(chǎn)生易燃易爆，并且?guī)в懈g性物質(zhì)，這部分物料都需要管道進(jìn)行運(yùn)輸，才能夠進(jìn)入下一個反應(yīng)流程進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。為了避免在傳輸過程中出現(xiàn)泄漏問題，就需要保障管道與閥門的性能與質(zhì)量，要求充分考慮化工生產(chǎn)的實(shí)際情況和對應(yīng)的生產(chǎn)條件，并且按照化工生產(chǎn)的產(chǎn)物性質(zhì)進(jìn)行綜合化的分析，以此來進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，可以合理選擇管道材質(zhì)，合理布設(shè)管道，重點(diǎn)分析管道的盈利部分，確保發(fā)揮實(shí)際的使用性能。同時，需要合理有效地預(yù)測管道的泄漏部分，基于預(yù)測的結(jié)果做好管道設(shè)計(jì)的防護(hù)控制，為化工安全生產(chǎn)提供良好的基礎(chǔ)條件[5]。如某化學(xué)有限公司有一個裝著10多噸氫氟酸的固定式槽罐發(fā)生泄漏，針對其成因分析，主要是卸酸管線的法蘭墊片破損，導(dǎo)致罐體內(nèi)的氫氟酸泄漏。通過分析，發(fā)現(xiàn)主要是因?yàn)榉ㄌm墊片使用時間太長，沒有進(jìn)行及時的修復(fù)，最終導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生。在發(fā)生事故之后及時進(jìn)行整體的安全性檢查，杜絕事故的進(jìn)一步擴(kuò)散。

5結(jié)語

考慮到化工生產(chǎn)過程中存在生產(chǎn)環(huán)節(jié)、原材料、化學(xué)反應(yīng)等因素，可能對周邊的環(huán)境和人員造成危害，在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時務(wù)必要重視這方面的因素，對于可能存在的風(fēng)險加以識別和控制，最終讓設(shè)計(jì)更加具有針對性、有效性，極大地提升化工工藝生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)

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[5]韓慶榮，耿來紅，王振，等.淺析化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險問題[J].化工管理，2019（11）：190-191.

作者:丁全有 單位:山東微井化工科技有限公司