淺析化工工藝設(shè)計中的安全問題

摘要：如今的化工工藝設(shè)計中，對安全設(shè)計的要求越來越高，安全在化工生產(chǎn)中的重要性也越來越明顯?；すに嚨陌踩O(shè)計要求事先需要設(shè)計的化工裝置作出詳細(xì)研究和了解，以發(fā)現(xiàn)它潛在的不安全的因素，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，在保證設(shè)計安全的基礎(chǔ)上進(jìn)一步保證化工生產(chǎn)的安全，減少因設(shè)計問題而帶來的化工生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。本文主要是對化工工藝設(shè)計的涵義、特征，需要注意的安全問題及如何控制安全隱患進(jìn)行分析論述，希望提供一些有價值的參考，從而確保工藝設(shè)計的安全性。

關(guān)鍵詞：化工工藝設(shè)計；安全設(shè)計；特征

一、化工工藝設(shè)計的概述

1.化工工藝的概念

化工工藝是指把原材料經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的方法以及過程。它包括完成這一變化的全部化學(xué)措施。其生產(chǎn)過程一般可分為以下三個步驟：首先是原材料的處理。為了使原料符合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所要求的狀態(tài)和規(guī)格，根據(jù)具體情況，不同的原料需要經(jīng)過凈化、提濃、混合、乳化或粉碎（對固體原料）等多種不同的預(yù)處理；其次是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這是生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。經(jīng)過預(yù)處理的原料，在一定的溫度、壓力等條件下進(jìn)行反應(yīng)，以達(dá)到所要求的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和收率；最后是對產(chǎn)品進(jìn)行提純、凈化達(dá)到產(chǎn)品要求。將由化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離，除去副產(chǎn)物或雜質(zhì)，再經(jīng)過萃取、提純等手段進(jìn)行凈化，以獲得符合組成規(guī)格的產(chǎn)品。

2.化工工藝設(shè)計的涵義

化工工藝設(shè)計是指在設(shè)備、管道、泵閥、儀表和自動化等方面的配置，以及工藝流程的設(shè)計等。在整個化工工藝設(shè)計的過程中，為了確保化工生產(chǎn)的安全可靠和高效運(yùn)行，需要熟悉掌握化工生產(chǎn)的原則和精神，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)化工規(guī)范中對物品的危險程度等級的劃分，確定不同危險等級的物品的防火間距、防爆等級等，從而為我們在選用設(shè)備與儀表、操作方式、消防器材等方面提供了安全保障。

3.化工工藝設(shè)計的特征

第一，化工工藝設(shè)計時間短、任務(wù)重。其中最突出的一個特點(diǎn)是總體投資比較大，設(shè)備系統(tǒng)、反應(yīng)裝置龐大，物料管道復(fù)雜等，而且工藝設(shè)計中所用到的物料都比較特殊。為了能在短時間內(nèi)占領(lǐng)市場，必須去考慮化工工藝設(shè)計的周期，要盡量爭取其早日上市。所以，大多化工企業(yè)為了縮減建設(shè)周期，往往是邊設(shè)計邊開發(fā)，有問題就改。繁重的設(shè)計任務(wù)經(jīng)常會讓部分人員忽略安全問題，埋下安全隱患。

第二，化工工藝設(shè)計的復(fù)雜性。化工工藝設(shè)計是一項系統(tǒng)復(fù)雜的工程，往往涉及到許多專業(yè)技術(shù)，需要相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參與?；すに囋O(shè)計會涉及到化學(xué)工程知識、化學(xué)工藝知識、機(jī)械設(shè)備知識、電氣安全、自動控制、消防、安全工程等等，同時，各專業(yè)、各設(shè)計人員之間的配合、協(xié)調(diào)也非常重要。

二、化工工藝設(shè)計中常見的安全問題

在工藝設(shè)計中，安全問題就是指生產(chǎn)中潛在的事故隱患因素。因此，在設(shè)計的過程中，一定要提高工作人員的安全意識以及危險的識別意識，將隱患消滅于萌芽之中，并且能夠盡量避免對危險設(shè)備或者危險物品的使用。一般化工工藝涉及的安全問題有以下幾個方面：

1.物料安全問題

化工工藝在生產(chǎn)過程中的原材料、中間產(chǎn)品與副產(chǎn)品以及產(chǎn)品和貯存中的物質(zhì)都是以不同的狀態(tài)存在的，且都具有特殊的物化性質(zhì)，在一定狀態(tài)下可造成非常大的危害。因此，要了解和掌握這些物質(zhì)的危險特性，而且要養(yǎng)成對其穩(wěn)定性與化學(xué)反應(yīng)以及毒性等相關(guān)的識別意識，進(jìn)而能夠做出有效的評價與分析，預(yù)防危害的發(fā)生。

2.工藝路線的安全問題

往往一種反應(yīng)通常會涉及到幾條工藝路線，因此，在設(shè)計的過程中應(yīng)該選用危險指數(shù)最低的。在這個過程中，對于生產(chǎn)的條件以及物料都要進(jìn)行充分的考慮，盡量選用無害或者低危險的物料。在新型技術(shù)以及新設(shè)備的選用過程中要注意其三廢的排放量，盡量實行循環(huán)利用，降低污染。

3.反應(yīng)裝置的安全問題

化工反應(yīng)是生產(chǎn)的核心，在化工反映的過程中也存在著很多與安全性相關(guān)的問題，有些問題甚至?xí)斐煞浅?yán)重的生產(chǎn)事故。因此，在反應(yīng)裝置的設(shè)計與選用的過程中，要做好充分的準(zhǔn)備，并且應(yīng)該經(jīng)過嚴(yán)密的計算，爭取做到萬無一失。在工藝設(shè)計中采用減少進(jìn)料量、控制加熱速度、加大冷卻能力的方法或者采用多級反應(yīng)等相關(guān)措施提高反應(yīng)器的安全指數(shù)。

4.管道安全問題

通常情況下，管道輸送的物料一般都屬于易燃、易爆甚至腐蝕性與毒性較強(qiáng)的物品，若是管道出現(xiàn)泄漏，各種毒害物質(zhì)漏出，不僅會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，而且會造成生產(chǎn)過程中的安全隱患。因此，在管道的設(shè)計中，要對于管道的材質(zhì)選擇、應(yīng)力分析以及布置方式等容易引發(fā)管道泄漏的因素進(jìn)行充分考慮。

5.電氣設(shè)計安全問題

電氣設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合工藝的要求，按照工作環(huán)境是否屬于爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境、危險程度和危險物質(zhì)狀態(tài)的不同，采取相應(yīng)的措施，防止由于電氣設(shè)備、電氣線路設(shè)計不當(dāng)引起爆炸事故。

三、加強(qiáng)化工工藝設(shè)計中安全隱患的控制

1.正確選擇物料

化學(xué)試劑的種類多種多樣，不同的物料通過特定的反應(yīng)過程都可以帶來結(jié)果產(chǎn)物。關(guān)于物料的選擇，除選擇價格低的物料之外，還需要考慮物料的性質(zhì)。盡量避免選擇易燃易爆或者有毒的物料，即使這樣的物料成本相對低廉，但其存在的安全隱患是很大的，一旦發(fā)生安全問題，經(jīng)濟(jì)損失將難以估量。

2.正確處理和利用產(chǎn)物

反應(yīng)過后，除了需要的產(chǎn)物，往往還會產(chǎn)生其他產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物如果有毒害，一定要采用有效方式將其收集或者用二次反應(yīng)將其消耗掉，絕對不能不經(jīng)處理而肆意排放到環(huán)境中，這種行為是極其不負(fù)責(zé)任的，是應(yīng)該杜絕的。此外，對于有的有使用價值的產(chǎn)物，可以將其收集起來，經(jīng)過一定的處理加以利用，或者賣給需要這種原料的廠家。這種方法不僅避免了浪費(fèi)，還為企業(yè)增加效益。

3.采用先進(jìn)的電子信息技術(shù)，提高安全控制系統(tǒng)水平

化工工藝非常復(fù)雜，反應(yīng)中為了保證工藝質(zhì)量和工藝安全，需要同時控制很多參數(shù)，如投料配比，進(jìn)料速度、投料量、反應(yīng)溫度、壓力、時間，以及與工藝相關(guān)的許多化學(xué)、物理參數(shù)。采用DCS系統(tǒng)，也稱集散控制系統(tǒng)，可以利用先進(jìn)的電腦信息控制技術(shù)，同時對多參數(shù)進(jìn)行測量、控制調(diào)節(jié)、分析計算、保證工藝安全和質(zhì)量。而ESD系統(tǒng)，即緊急停車系統(tǒng)，是一套獨(dú)立于工藝控制DCS的安全控制系統(tǒng)，它可以根據(jù)物料的危險特性、生產(chǎn)裝置的安全指標(biāo)、自動監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)的狀況。當(dāng)可能出現(xiàn)安全隱患時，及時發(fā)出警報，當(dāng)接近事故臨界時，能提前預(yù)測井自動采取安全措施，如切斷進(jìn)料、開啟排放系統(tǒng)、緊急冷卻系統(tǒng)、加入反應(yīng)終止劑、關(guān)閉熱源、緊急排風(fēng)，最后甚至停止整個裝置等等，避免出現(xiàn)因人為操作和判斷失誤出現(xiàn)的安全事故。

四、結(jié)束語

化工生產(chǎn)得到順利實施的前提是化工工藝安全設(shè)計，化工工藝安全設(shè)計在化工市場中占有作用是很大的，因此，化工工藝安全設(shè)計必須受到重視。在設(shè)計時，要嚴(yán)格遵守相關(guān)法律規(guī)章制度及其企業(yè)安全管理制度，規(guī)范操作過程，積極發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中存在的一些不安全的因素或者隱形的安全隱患，對設(shè)計中的不足加以改善，防止安全事故的發(fā)生，保證化工工藝設(shè)計的安全性。

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