淺談化工工藝設計中安全危險的識別與控制方法及策略

王艷秋

摘 要：近年來，我國的科技水平不斷地更新、進步，讓我們在目前的化工工藝設計時，越來越強調工藝的安全設計，同時在設計時也必須要能夠預測分析工藝過程中的潛在危險因素，通過安全設計把這些危險因素消除或控制在一定的容許范圍之內。本文對化工工藝設計中安全危險的識別與控制方法及策略進行了闡述。

關鍵詞：化工工藝設計 安全危險的識別 控制方法策略

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

一、化工工藝設計概述

工藝設計是化工工程設計的主體，也是關系到整個工程設計成敗優劣的關鍵?；ぴO計是根據一個化學反應或過程設計出一個生產流程，并研究流程的合理性、先進性、可靠性和經濟可行性，再根據工藝流程以及條件選擇合適的生產設備、管道及儀表等，進行合理的工廠布局設計以滿足生產的需要，最終使工廠建成投產的過程?；すに囋O計具體涉及的對象包括設備、管道、泵閥、儀表及自動化等等。

熟悉我們的原材料和產品性質， 以便我們對號入座?；ひ幏栋盐锲返奈ｋU程度分為五個等級（詳細見 GB50016-2006）， 他的劃分主要是綜合生產過程中所使用、產生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學性質、 數量及其火災爆炸危險程度和生產過程的性質等情況來決定的。根據危險等級的不同，我們才能確定防火間距、防爆等級。它對我們選用設備、儀表、操作方式、消防器材的選用起到決定性的作用?；すに囋O計具體涉及的對象包括設備、管道、泵閥、儀表及自動化等等。

二、化工工藝設計中危險識別與控制的必要性

1、危險識別與控制，就是對項目生產工藝的全過程、配套公輔設施的生產過程、使用和產出的物質、主要設備和操作條件進行解剖和分析，并摸清危險因素和有害因素產生的方式、種類、位置及其產生的原因，然后提出合理可行的消除、預防或降低裝置危險性、提高裝置安全運行的對策及建議。在進行化工工藝的設計過程中，設計人員必須本著“本質安全設計”的原則和精神來進行設計，并將這一原則和精神從頭到尾貫穿于整個設計之中。這是建設社會主義和諧社會“以人為本”的要求，也是安全生產的要求。

2、化工工業不同于一般的工業生產，絕大多數化工工程在其生產過程中都會使用到可燃性、腐蝕性或有毒性的物質，而且化學工業的操作條件一般要求高溫或高壓，有時還會涉及到高危的反應，這些危險因素導致了化工工程中安全問題的復雜性。因而在化工工程的設計階段必全面考慮各個可能導致不安全的因素，從源頭上給予解決，只有這樣才能真正防患于未然。

3、化工工藝設計是化工得以高效、安全生產的重要前提條件，只有打下堅實的安全條件才能使整個生產順利運行和完成。因此，在化工工藝設計中設計者不僅僅要正確、嚴謹的執行政府法規和標準規范，而且與之相關的所有化工工業人員都要加強工藝設計生產過程中的安全性工作。這就要求他們不僅符合現行的法規、標準，還要按照有針對性、可操作性以及經濟合理性原則，將各細節做到活靈活現自如運用，來實現化工生產的安全高效運行。真正從設計和工藝上考慮采取安全防護措施，從而使危險因素不致發展成事故。

三、化工工藝設計的特點

由于化工工藝設計的特殊性,相較來說不僅是新技術而且工藝流程較獨特、設計基礎資料不完整。 設計基礎資料一般由科研單位根據已有試驗數據及有關資料編制而成。由于沒有經過工業化生產的檢驗和完善， 其數據的可靠性和完整性都不如常規裝置。

由于化工裝置工藝流程一般較獨特， 包括的設備種類繁多，規格特殊，設備的功能化無論是對非標設備的設計， 還是對定型設備的選用都提出了特殊要求。

四、工作特點對化工工藝設計帶來的危險和控制

在進行化工工藝的設計過程中，設計人員必須本著“本質安全設計”的原則和精神來進行設計，并將這一原則和精神從頭到尾貫穿于整個設計之中。另外在工藝設計中，設計人員應嚴格識別和執行相關法規、標準、規范、規定的要求，不但要做到符合現行法規、標準，還要做到有針對性、可操作性以及經濟合理性原則，將其各細節做到活靈活現自如運用，來實現化工生產的安全高效運行。

1、在化工工藝設計中設計基礎資料不完整、不確切

一般情況下，要開發一個新的工藝包，其設計基礎資料通常來自科研單位根據已有試驗數據及有關資料編制而成。而在編制過程當中，由于沒有經過嚴格的工業生產檢驗和完善，其資料數據的可靠性和完整性可能都不比不上成熟且已安全運行多年的裝置。由于化工生產的面比較廣泛，所包括的設備種類相對復雜、繁多，設備規格多樣、特殊。在設備的功能上，無論是對非標設備的設計，還是對定型設備的選用都提出了特殊要求。

2、在化工工藝設計中設計工作量大

在化工工藝設計中具有總體投資大、設備多、管道多，且處理的物料都比較特殊的情況，其管道設計也要作特殊考慮。為了盡快占領市場，縮短建設周期，化工工藝設計往往要打破正常的設計周期，邊開發邊設計，邊建設邊更改設計的現象普遍存在。

3、在化工工藝設計中設計規模大小不一

在化工工藝設計中，具體涉及的物品對象如設備、管道、泵閥、儀表及自動化等等。一般來說，化工工藝設計工作具有技術含量高和工藝流程獨特等特征。在進行設計中，我們必須了解化工工藝原材料的產品性質等，以便在設計中對號入座?；の锲肺ｋU度的等級劃分主要是在綜合生產過程中所使用、產生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學性質、數量及其火災爆炸危險程度和生產過程的性質等情況來決定的。其對設備的選用和儀表的操作方式以及消防器材的選用起到決定性的作用。爆炸危險區內的儀表、控制器均選擇相應防爆結構或正壓通風結構。

五、 化工工藝設計過程中危險識別與控制

1、工藝物料

由于工藝生產中，生產原材料物質等復雜多樣，其存在形式也不一定，因此危險系數相對較高?；どa中原料和產品大多具有易燃、易爆、高溫、高壓的特性，可能由于環境的變化使原料的殘存或混入空氣，形成爆炸性混合氣體，一旦發生火災往往火勢迅猛，損失嚴重。如在生產中的原料、半成品、中間產品、副產品以及貯運中的物質等，都分別以固、氣、液態存在，由于物理、化學反應的隨機性，這些物質在不同的狀態、溫度、環境下分別會產生相對物理、化學反應以及危害的特性。

2、工藝路線

化工生產路線往往工藝過程復雜，生產連續性強，操作條件苛刻，若某一環節或設備發生故障，即會破壞正常的生產鏈，造成事故。設備檢修使原本處于正常狀態的連續生產中斷，設備狀態和工藝參數發生變化，檢修完畢后存在設備狀態及工藝參數返回正常值的過程，這一過程中容易出現操作失誤及設備故障破裂，介質泄漏到大氣或水體中，導致人員中毒窒息和環境污染事故。

3、化學反應裝置

化學反應是整個產品生產的核心， 一般通過反應才能得到所需的產物， 同時反應也帶來了許多危險性因素。

① 反應器的選型

反應器的種類很多，按照反應器進出物料的狀況，可以分為間歇式與連續式兩類。按照物料的流程，則可分為單程與循環兩大類。從反應器的結構形式來分，可以分成釜式、管式、塔式、固定床、流化床等多種反應器形式，它們適用于不同的化學反應，應根據物系反應機理來選擇。

② 設備材質

設備使用的材料應考慮工藝流體、流速、溫度、壓力以及流體反應特性和腐蝕特性等各種因素，選擇滿足耐腐蝕性、滿足強度要求以及可加工性（特別是可焊性、機械加工性）的材料。同時需要注意的是雜質也可能影響化學反應的溫度，從而引發異常的反應速度，致使反應不穩定并產生危險。

結束語：

綜上，對于化工生產得以實施而言，化工工藝設計是其基礎，當然除了要求能夠嚴格、正確地執行政府法規、標準規范，還應通過以上幾個方面找出過程中的潛在危險因素，發現設計缺陷并及時加以改進，以達到控制和防止事故的發生，實現本質安全的目的。

參考資料：

[1]陶建設.化工工程設計中安全問題淺析[J].科技創新與應用，2012（09）

[2]陸君花.化工工藝設計中安全危險的識別與控制[J].化工設計，2009.