化工工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在問題

左少華 朱艷 張兵

（天津奧展興達(dá)化工技術(shù)有限公司，天津 300110）

化工行業(yè)發(fā)展水平與地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長速率密切相關(guān)。為確?；どa(chǎn)環(huán)節(jié)順利開展，還需要加強(qiáng)化工工藝設(shè)計(jì)管理力度，分析化工工藝設(shè)計(jì)期間的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別要點(diǎn)，制定出專項(xiàng)可行的風(fēng)險(xiǎn)控制對策。針對化工企業(yè)的工藝優(yōu)化而言，需多角度、全方位考量，深入分析影響化工生產(chǎn)的問題，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整，采取針對性的措施，不斷完善化工工藝流程，確?；ぴO(shè)備的良好運(yùn)行，使化工生產(chǎn)更具安全性、合理性。

一、化工工藝設(shè)計(jì)改善

化工工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，貫穿于化工生產(chǎn)全過程。在化工工藝設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求，嚴(yán)格遵循生產(chǎn)期間的各項(xiàng)安全規(guī)定?，F(xiàn)階段化工生產(chǎn)主要包括化學(xué)原材料生產(chǎn)、化學(xué)條件控制、化學(xué)反應(yīng)以及化工材料提取等環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)危險(xiǎn)性高，在安全管控不當(dāng)?shù)那闆r下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各類事故問題，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡。同時(shí)，化工工藝設(shè)計(jì)工作也具有一定的特殊性，先進(jìn)科技技術(shù)的含量較高，存在著很多未知的物理及化學(xué)參數(shù)，使安全設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要面臨較多的難點(diǎn)與不確定因素。因此化學(xué)工藝設(shè)計(jì)期間，需要重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與安全控制工作，最大限度控制安全事故發(fā)生概率。

二、化工工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（一）資源匱乏

我國化工工藝設(shè)計(jì)通常使用的參考依據(jù)是已知的資料，相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)操作資料較為欠缺，整個(gè)數(shù)據(jù)的可分析性和完整性并不能經(jīng)得起反復(fù)推敲研究，這樣的設(shè)計(jì)參考資料的匱乏并不利于提升化工工藝的設(shè)計(jì)安全性。

（二）不確定性

有些化工物質(zhì)本身并沒有具體完整的數(shù)據(jù)，例如化工企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中如果套用基本信息數(shù)據(jù)，而沒有對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格審核，會(huì)嚴(yán)重影響信息數(shù)據(jù)的可靠性和有效性，這對于化工企業(yè)的安全生產(chǎn)將會(huì)產(chǎn)生直接影響，由于數(shù)據(jù)檢測環(huán)節(jié)本身處于缺失的狀態(tài)，也會(huì)進(jìn)一步加大化工企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

（三）工作量大

在化工生產(chǎn)過程中，涉及的設(shè)備種類多、管線數(shù)量大、對原材料及廢料的處理要求高，需要投入巨大的資金。為從根本上提高化工生產(chǎn)期間的綜合效益，切實(shí)增強(qiáng)化工產(chǎn)品市場競爭力，部分化工工藝設(shè)計(jì)選擇縮短正常設(shè)計(jì)周期，采用邊開發(fā)、邊設(shè)計(jì)的工作形式，導(dǎo)致實(shí)際設(shè)計(jì)的工作量進(jìn)一步增長，嚴(yán)重影響到化工工藝設(shè)計(jì)水平。

（四）設(shè)計(jì)周期性短

為了盡快投入生產(chǎn)，企業(yè)能夠給予化工工藝設(shè)計(jì)的周期較小。這就需要化工企業(yè)要盡可能壓縮設(shè)計(jì)周期。盡可能地吸收以往的經(jīng)驗(yàn)，參考企業(yè)生產(chǎn)需要的客觀條件，適當(dāng)?shù)娜谌胱钚碌纳a(chǎn)技術(shù)，做好安全高效綠色環(huán)保的化工企業(yè)工藝設(shè)計(jì)工作。

三、化工工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

化工生產(chǎn)一般都為大型裝置，所以需要的成本高、工序復(fù)雜，如果化工工藝設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問題，就會(huì)直接對化工生產(chǎn)形成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致化工生產(chǎn)的失敗，而這一失敗的結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致大量的人力、物力浪費(fèi)，給企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失，而這也是制約化工工藝創(chuàng)新改革的一大要素，工藝創(chuàng)新本身即需要巨大的成本，加之造成的影響較大，這就影響了企業(yè)化工工藝創(chuàng)新的積極性，長此以往，導(dǎo)致化工工藝設(shè)計(jì)滯后、發(fā)展緩慢，缺乏創(chuàng)新發(fā)展的動(dòng)力。

化工生產(chǎn)的成本主要集中在兩方面，分別是化工原材料和建設(shè)成本，這是化工生產(chǎn)中支出最多的兩項(xiàng)成本，也是最主要的影響因素。化工生產(chǎn)大都需要機(jī)械設(shè)備來完成，而大型機(jī)械設(shè)備的價(jià)格極其昂貴，如果企業(yè)購買新型機(jī)械設(shè)備，雖然促進(jìn)了化工工藝的創(chuàng)新，但也大幅增加了化工生產(chǎn)的成本投入，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，所以大部分化工企業(yè)都沿用著陳舊的機(jī)械設(shè)備。為了最大限度地提升化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，化工企業(yè)選擇對陳舊的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造或?qū)ιa(chǎn)有影響的部件進(jìn)行維修，不難理解，維修保養(yǎng)投入的成本要遠(yuǎn)小于購置新設(shè)備的成本。

四、化工工藝設(shè)計(jì)問題

（一）化工生產(chǎn)管控體系不完善

首先，在生產(chǎn)設(shè)備管控過程中，部分企業(yè)未能完成相應(yīng)的維護(hù)管理工作，未能成立專業(yè)部門負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)備保養(yǎng)，致使不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備各類問題，從而增加生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)還存在相關(guān)維護(hù)人員綜合素養(yǎng)與技術(shù)水平不佳的情況，很難落實(shí)設(shè)備檢查工作。其次，化工材料管理過程，由于部分材料具有一定的毒性，并對儲(chǔ)存環(huán)境有很大要求，而當(dāng)企業(yè)管理部門未能妥善處理該類材料的儲(chǔ)存工作，極易造成安全風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生。

（二）工藝設(shè)計(jì)問題

在化學(xué)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意許多問題?；み^程中的水質(zhì)處理與化工設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有關(guān)，確保化學(xué)過程的安全運(yùn)行非常重要。如果不對該部位進(jìn)行處理，很容易引起腐蝕和鹽水共沸，造成較大的傷害。

（三）設(shè)備問題

在不同的化學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇不同的設(shè)備。好的設(shè)備可以提高化學(xué)工作的效率。合理使用化學(xué)設(shè)備不僅有利于工業(yè)發(fā)展，而且有利于人們的健康生活?；ぴO(shè)備的使用對項(xiàng)目的可持續(xù)利用有很大好處。合理使用化工設(shè)備，不僅可以提高整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)化率，而且可以提高鍋爐的利用效率。但是，由于處理過程中污染源很多，化學(xué)原料的利用率往往不是很高，這對整個(gè)行業(yè)都有很大的影響。

（四）員工缺乏專業(yè)性

在日常生活中，人們?nèi)狈τ嘘P(guān)化學(xué)設(shè)備處置的知識(shí)，因此在化學(xué)污染問題上存在很大的問題。專業(yè)人員應(yīng)該對員工進(jìn)行化學(xué)技術(shù)培訓(xùn)，以便員工了解基本的處理方法。因此，加大對化學(xué)污染的宣傳，有利于人們的健康生活，有利于對化學(xué)問題的深入研究。

五、化工工藝設(shè)計(jì)提升辦法

（一）化工原料運(yùn)輸和儲(chǔ)存

化工生產(chǎn)過程中使用的原料通常具有爆炸、腐蝕等危險(xiǎn)性，首先，在設(shè)計(jì)之初應(yīng)當(dāng)對涉及的所有物料的理化性質(zhì)進(jìn)行全面透徹的了解，對運(yùn)輸、存儲(chǔ)過程中容易產(chǎn)生的隱患點(diǎn)進(jìn)行深入研究，從本質(zhì)上杜絕隱患，開展好檢查記錄作業(yè)，確保所有的化工原料及產(chǎn)品能夠得以安全規(guī)范管理和存儲(chǔ)；其次，應(yīng)當(dāng)做好涉及物料安全風(fēng)險(xiǎn)信息的記錄，提前擬定相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)管控預(yù)案，確保管控計(jì)劃的可執(zhí)行性和靈活性，保證物料能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)輸與存儲(chǔ)；最后，是在運(yùn)輸環(huán)節(jié)必須要落實(shí)好監(jiān)管職責(zé)，避免在運(yùn)輸時(shí)存在責(zé)任推諉的現(xiàn)象。與此同時(shí)，對化工企業(yè)而言必須要有依法依規(guī)的存儲(chǔ)倉庫，做好倉庫管理，防止有禁忌的物料儲(chǔ)存在一起。

（二）重視化工設(shè)備選型

化工生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備管理過程中，需要做好相關(guān)應(yīng)急預(yù)案，提升其合理性與科學(xué)性。在實(shí)際管控過程中，從事故原因及失控反應(yīng)，以及安全性能問題等諸多方面進(jìn)行分析。在選擇反應(yīng)器及優(yōu)化過程中，應(yīng)充分了解各類化工工藝操作的特點(diǎn)和要求，掌握其安全系數(shù)，結(jié)合實(shí)際工作情況，確定相關(guān)設(shè)備的選型。在該基礎(chǔ)之上，還應(yīng)合理運(yùn)用材料，分析整個(gè)生產(chǎn)中的壓力與強(qiáng)度等因素，確保加工工作的可操作性，提升有關(guān)材料抗腐蝕性與抗壓性等。結(jié)合化工工藝設(shè)計(jì)實(shí)際情況，選擇安全性和性價(jià)比較高的材料，降低管道出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象的幾率，提升化工生產(chǎn)運(yùn)行工作的安全系數(shù)。

（三）嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)踐安全

嚴(yán)格控制化工設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐安全，需要充分做到以下幾方面：第一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)化工設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，從實(shí)際生產(chǎn)開始就應(yīng)該做好各種有效的防范措施，降低意外事故出現(xiàn)的概率。第二，由于整個(gè)化工生產(chǎn)過程會(huì)出現(xiàn)很多的易燃易爆物品，所以一般化學(xué)反應(yīng)條件相對較高，在實(shí)際反應(yīng)過程中還需要各種輔助原料，這樣才能夠保證化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，降低危險(xiǎn)事故出現(xiàn)的概率，做好控制措施。第三，化工生產(chǎn)過程中，為了保證生產(chǎn)安全需要對化學(xué)反應(yīng)的條件以及操作方式進(jìn)行有效的控制，做好防范措施。舉例來說，在生產(chǎn)廠房車間應(yīng)配備防火門、滅火器以及防爆區(qū)等輔助設(shè)備。最后，在化工生產(chǎn)過程中，為了保證工作人員的安全性，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要做好工作人員的防范措施，佩戴相應(yīng)的防護(hù)服做好安全檢查。

（四）優(yōu)化工藝路線設(shè)計(jì)

化工線路設(shè)計(jì)優(yōu)化要做好以下內(nèi)容：首先，為更好地減少化工工藝路線設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的偏差。在方案設(shè)計(jì)階段，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)提前開展好HAZOP 分析活動(dòng)，充分考慮到工藝路線中的重點(diǎn)難點(diǎn)因素，結(jié)合HAZOP 分析結(jié)果來擬定有針對性的設(shè)計(jì)計(jì)劃，形成安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作方案。唯有結(jié)合實(shí)際情況并參照現(xiàn)行的法律法規(guī)制定更加完善的項(xiàng)目設(shè)計(jì)等級表，有效避免工藝路線設(shè)計(jì)過程中的問題和疏漏。最后，現(xiàn)階段BIM 技術(shù)已經(jīng)在很多行業(yè)和領(lǐng)域中得以普遍運(yùn)用，因此我們能夠通過3D 建模來對工程設(shè)計(jì)予以優(yōu)化調(diào)整，依靠BIM 技術(shù)自身所具備的可視化特征來對工程設(shè)計(jì)進(jìn)行全面深入地檢查，避免出現(xiàn)交叉混亂的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題后能夠第一時(shí)間予以處理

（五）合理排放化學(xué)污水

當(dāng)化學(xué)過程連續(xù)排放污水時(shí)，為了回收污水的熱量，必須安裝一個(gè)連續(xù)的水槽或污水熱交換器。工業(yè)化學(xué)設(shè)備自動(dòng)排放裝置的設(shè)置可以合理控制污水的排放量，并且根據(jù)化學(xué)原料中溶解的固體含量確定污水的排放量。改革開放以來，雖然我國化學(xué)工藝獲得較大的發(fā)展，也逐漸重視勘探的工作，但是科技研究成果仍有待進(jìn)一步增加。化學(xué)領(lǐng)域的許多新技術(shù)無法準(zhǔn)確執(zhí)行，因此在施工過程中無法保證人們的安全，無法滿足人們的安全，對市場的需要得不到相應(yīng)補(bǔ)給。

（六）提升化工管道質(zhì)量

在化工工業(yè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)加大對運(yùn)輸管道的控制力度，確保原材料運(yùn)輸?shù)陌踩?。在選擇運(yùn)輸管道材料的時(shí)候，應(yīng)嚴(yán)格按照化工生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，盡量選擇耐腐蝕、抗爆性更好、密封性更好的材料。在管道轉(zhuǎn)彎和接頭的位置相對比較薄弱，這些位置需要重點(diǎn)做好防范措施，防止出現(xiàn)泄漏。管道投入到生產(chǎn)以后，還應(yīng)該定期進(jìn)行檢查，及時(shí)排除安全隱患，保證化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。一旦發(fā)現(xiàn)管道破損，應(yīng)立即更換，在整個(gè)化工生產(chǎn)過程中，管道就像化工企業(yè)的血管一樣，一旦出現(xiàn)破損需要進(jìn)行立即更換和維護(hù)，如果更換不及時(shí)就會(huì)帶來非常嚴(yán)重的化學(xué)物質(zhì)泄漏。

（七）合理運(yùn)用化工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

化工工程設(shè)計(jì)方案應(yīng)以國家標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)行業(yè)要求為準(zhǔn)則，才能保證化工工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要不斷提升自我學(xué)習(xí)能力，自覺接受最新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，進(jìn)一步增強(qiáng)理論與實(shí)踐相結(jié)合能力。設(shè)計(jì)人員可通過多種渠道進(jìn)行自我理論知識(shí)的豐富與拓展。除此之外，設(shè)計(jì)人員在收集相關(guān)信息資料后，要注意對這些資料的真實(shí)性以及實(shí)用性進(jìn)行鑒別，去偽存真，能夠真正運(yùn)用于化工工程設(shè)計(jì)工作中去。

六、結(jié)語

在化工工藝設(shè)計(jì)過程中，識(shí)別和控制安全風(fēng)險(xiǎn)，除了保障化工工藝生產(chǎn)過程的安全性，還可以提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效益，繼而有利于化工企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。因此，在化工工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和控制工作引起重視，并滲透精細(xì)化管理理念，使得化工工藝設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)在可控范圍內(nèi)，為化工企業(yè)安全生產(chǎn)提供保障。