化工工藝設(shè)計(jì)中的安全問題及控制

楊 斌

（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽 550000）

化工工藝設(shè)計(jì)中的安全問題及控制

楊 斌

（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽 550000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，化工行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，化工設(shè)計(jì)也變得越來越重要。主要根據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)闡述了化工工藝設(shè)計(jì)中存在的安全問題和控制對策。

化工工藝；設(shè)計(jì)；安全

在化工設(shè)計(jì)中，化工工藝是對整個(gè)化工生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)的主要依據(jù)，所以化工工藝設(shè)計(jì)安全問題十分重要。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須要將化工生產(chǎn)流程作為參考標(biāo)準(zhǔn)，本著安全的思想并且結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)，達(dá)到生產(chǎn)和安全兼顧的目的。

1 化工工藝設(shè)計(jì)難點(diǎn)

1.1 缺乏足夠的可供參考的資料

在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)的過程中必須要具備詳細(xì)的資料作參考，但是目前化工工藝參考資料基本都是由一些科研單位以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和資料為主要內(nèi)容編制而成，因而就導(dǎo)致除了購買工藝包，設(shè)計(jì)單位無法得到完整并且可靠的參考資料，可靠度和準(zhǔn)確度達(dá)不到要求。

1.2 工藝流程獨(dú)特

化工裝置與其他常規(guī)產(chǎn)業(yè)是不同的，它是相對獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，化工裝置是自成體系的，每一種化工裝置涉及的物質(zhì)、反應(yīng)及危險(xiǎn)特性都不盡相同，均具有其獨(dú)特性。

1.3 布局和結(jié)構(gòu)復(fù)雜

化工工藝設(shè)計(jì)具有非常大的設(shè)計(jì)工作量，一般來說，化工工業(yè)建設(shè)都具有規(guī)模大、投資大的特點(diǎn)，并且在投入生產(chǎn)之后具有比較長的使用時(shí)間。為了滿足化工生產(chǎn)需求，需要設(shè)置完善的系統(tǒng)，其中會(huì)涉及多種化工工藝，因此，需要對其進(jìn)行合理布設(shè)，從而保證化工工藝流程的連續(xù)性。

1.4 安全要求高

化工裝置通常都伴隨著危險(xiǎn)物質(zhì)的使用、儲(chǔ)存和生產(chǎn)，而化工裝置的設(shè)計(jì)一般要求周期短。所以經(jīng)常就會(huì)出現(xiàn)一邊開發(fā)一邊設(shè)計(jì)，一邊建設(shè)一邊更改設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮裝置的安全性，對裝置的安全性要求更高。

1.5 影響因素多

在化工工藝設(shè)計(jì)過程中，會(huì)受到資金、建設(shè)周期等各個(gè)方面因素的影響，導(dǎo)致不能夠完全按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 化工工藝設(shè)計(jì)中安全隱患的發(fā)現(xiàn)和控制

2.1 物料安全控制

在化工工藝設(shè)計(jì)中，原材料都具有特殊的物理性質(zhì)，在一定的狀態(tài)下很可能造成危害。因而，必須分析物料特性之后，如材料的理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、燃燒和爆炸特性、毒性等，并采取相應(yīng)的防治措施才能避免危害和安全問題的產(chǎn)生。

2.2 做好化工工藝流程設(shè)計(jì)

工藝流程設(shè)計(jì)是化工廠設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，它通過工藝流程圖的形式，形象地反映了化工生產(chǎn)從原料到成品（產(chǎn)品）的整個(gè)生產(chǎn)過程，其中包括物料及其理化特性的變化，物料的流向以及生產(chǎn)中所經(jīng)歷的過程和使用的設(shè)備、儀器和儀表。由此可見，工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的核心。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，設(shè)備選型、工藝計(jì)算、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備布置等工作都與工藝流程有直接關(guān)系。只有流程確定后，其他各項(xiàng)工作才能開展；工藝流程設(shè)計(jì)涉及各個(gè)方面，而各個(gè)方面的變化又會(huì)對工藝流程設(shè)計(jì)造成直接影響，甚至使流程發(fā)生較大的變化。同時(shí)，生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇是決定整個(gè)工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。在選擇生產(chǎn)方法和工藝流程時(shí)，應(yīng)考慮先進(jìn)性和科學(xué)性、可靠性和可發(fā)展性適用性和靈活性等原則。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該盡可能采用先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)生產(chǎn)方法及發(fā)展成熟的科學(xué)技術(shù)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。充分利用原料，努力提高原料利用率，提高生產(chǎn)率，采用高效率的設(shè)備，降低原材料消耗及水電汽消耗，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，降低投資和操作費(fèi)用，以便獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 反應(yīng)裝置安全控制

化工生產(chǎn)的核心就是化工反應(yīng)，在整個(gè)化工反應(yīng)中存在著很多安全問題，部分問題的產(chǎn)生會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。所以，在進(jìn)行反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)中，必須保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，同時(shí)還要求經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)計(jì)算。在反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)中，要保證反應(yīng)裝置具有足夠的嚴(yán)密性，避免因泄漏產(chǎn)生的中毒或者火災(zāi)事故；對于高壓密封結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中，必須要滿足化工壓力容器行業(yè)的安全規(guī)范，保證在運(yùn)行過程中不管溫度和壓力如何變化，都具備足夠的嚴(yán)密性。所以可以在反應(yīng)裝置上設(shè)置安全壓力釋放裝置，這樣一旦壓力超過設(shè)計(jì)數(shù)值，該裝置就會(huì)自動(dòng)釋放容器中多余的壓力。

2.4 管道安全控制

化工裝置經(jīng)常會(huì)利用管道來輸送介質(zhì)，包含易燃、易爆、有毒及腐蝕性介質(zhì)。如果管道發(fā)生泄漏，可能會(huì)導(dǎo)致各種有毒有害的物質(zhì)泄漏出來，不僅造成環(huán)境污染，還可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。所以在管道設(shè)計(jì)中，必須做好管道材質(zhì)的選擇，同時(shí)還應(yīng)該從應(yīng)力分析、布置方式等方面進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，同時(shí)保證管道的連接可靠。

2.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全控制

自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖1所示，其可對生產(chǎn)中的重要參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)能夠在受到外界環(huán)境影響的情況下快速恢復(fù)正常，并且將參數(shù)調(diào)整到正常范圍內(nèi)。聯(lián)鎖控制就是在生產(chǎn)發(fā)生意外情況時(shí)，可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)可以及時(shí)做出反應(yīng)，并通過改變閥門的開啟度或者是切斷通路等避免事故發(fā)展，或者可以實(shí)現(xiàn)對故障影響范圍的控制。緊急停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以按照規(guī)定流程自動(dòng)運(yùn)行生產(chǎn)過程或者是自動(dòng)停車。

2.6 電氣設(shè)計(jì)安全控制

在電氣設(shè)計(jì)中，必須以工藝要求為基礎(chǔ)，根據(jù)電氣工作環(huán)境是否屬于爆炸或者火災(zāi)的危險(xiǎn)環(huán)境以及危險(xiǎn)程度和狀態(tài)的不同，選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施，避免因?yàn)殡姎庠O(shè)備、電氣線路設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的爆炸事故。

圖1 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖

3 結(jié)語

綜上所述，化工工藝設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，化工工藝設(shè)計(jì)對安全生產(chǎn)具有直接的關(guān)系，嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，必須采取有效的措施進(jìn)行解決，在提高生產(chǎn)安全的同時(shí)，提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效益。

[1]葛仁祥.化工工藝設(shè)計(jì)常見問題綜述及建議[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)，2011，（04）：56-57.

[2]朱曉東.淺析化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)的問題[J].化學(xué)工程與裝備，2011，（06）：87-88.

Chemical Process Design and Control of Security Issues

Yang Bin

With the continuous development of social economy and science and technology，the chemical industry has been rapid development of chemical engineering design are becoming increasingly important.According to the author many years of work experience mainly describes the chemical process design safety problems and control countermeasures.

chemical process；design；security

TQ0-4

A

1003–6490（2016）04–0119–02

2016–04–06

楊斌（1984—），男，貴州貴陽人，工程師，主要從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。