化工工艺设计中的安全问题及控制

张春起（天津渤海化工集团规划设计院，天津 300450）

近年来我国化工工业得到了前所未有的发展，化工产量不断扩大的同时，工艺设计过程中的安全问题也不断凸显。化工生产过程是具有一定危险系数的工种，化工行业的安全问题一直是引起社会关注的最多的方面。要想对化工工艺设计中的安全问题进行合理控制，就需要通过分析化工生产过程中所存在的安全隐患，提出合理的控制原则。

1 化工工艺设计概述

化工工艺的设计主要包括设备布置、工艺流程和管道布置三个方面。这三个方面都通过绘制相应参数的流程图来设计，随后根据流程图进行工艺设计布置。化工工艺设计分为不同的阶段类型，在设计初期是概念设计，在中试阶段有中试设计，还有基础设计，生产初步设计和生产施工图设计等。不同类型的设计在化工生产中都发挥着重要的作用。

化工生产过程是具有一定危险系数的工种，化工工艺设计不但需要从生产技术方面进行发展，更需要从安全问题方面控制设计。因为化工生产过程中安全事故一旦发生，同样会导致巨大的经济损失，并且危害到从业人员的自身安全。在化工工艺设计中工艺的安全问题是需要设计者考虑的重要方面。由于化工工艺设计本身的各种特点如化工工艺设备种类复杂、规格特殊且工作量大，周期短等因此从安全方面来说对设计和选用都提出了很高的要求。特别是有些复杂的设计为了尽快引领市场，需要边开发边设计，边建设边修改，边使用边磨合；同时为了节约成本，某些设计甚至不能按照规定去设计，这些都导致了化工设计的安全隐患。

2 工艺物料方面的安全问题控制

化工工艺的实施过程首选需要有原料，而原料的安全与否直接会影响到整个生产过程的安全问题大小。同时化工生产中的各种原料、中间体和副产物都可能由于自身物理化学性质存在爆炸、剧毒等危险性。在工艺设计时应该充分了解这些物质的物理化学性质和危险性，在设计中予以预防，最终降低危险性。例如如果反应中有毒性气体，应该设计好预防措施做好设计标示，尽量避免操作人员直接接触等而对气体进行安全处理；若有易燃易爆物若是固体要小心处理，若是气体应该实时监测浓度，禁止明火以防爆炸等。

3 化工工艺路线方面的安全问题

由于化工生产的复杂性，一个化工工艺设计通常要涉及多条路线。在化工设计时需要充分考虑多条线路之间的安全问题。因此，在进行设计时通常要以工艺路线的最简化为设计目标之一。如果能够尽可能的将化工工艺简化到最小就可以减少工艺中的转换条件，从而可以有效避免多次工艺反应所带来的不可确定因素。在进行设计时，对化工生产条件的设计要尽量选择温和安全的条件设计。对于化工生产过程中的排放物也要充分考虑降低对环境的危害程度。

化工工艺的设计是为了安全顺利的完成化工生产过程，得到标准的化工产品。在设计时需要对化工工艺流程的安全实施进行全面的考虑。若在任何环节上出现安全问题必将对生产带来经济和人员损失，后果不可小觑。这就要求在化工工艺设计的各个环节，在确保生产质量的基础上，尽量以设计的安全性为目标进行工艺设计，最终将工艺的危险系数降至最低级别。

4 化工反应装置方面的安全问题

化工装置由于自身的复杂及化工反应本身的危险性，通常纯在很多不可控的安全因素。在设计时要进行严格的科学分析和计算。在进行化工工艺设计时需要综合考虑该化工反应的反应速度、产热效应等，合理选择设备类型。为了控制化工反应的危险发生，在设备选型时时应严格控制物料进料速度，控制设备加热速度，加大冷却能力或者采用多级反应设备来控制某些特别危险的反应。同时，也应该考虑到，由于化工反应的苛刻条件可能对化工装置设备产生损害，如变形、腐蚀，为了防止安全事故的发生，设备上应设计有压力释放装置，设备选材要充分考虑材质的防腐防酸碱性能。

5 管道方面的安全问题与控制

在化工生产上，管道输送的物料大都属于易燃易爆或强腐蚀性的物质，如果管道由于选材不合理导致管道中物料泄漏，就会对环境造成污染甚至对人员造成伤亡。因此，在管道设计中要首先要充分考虑管道材料的选择和布置。其次要进行应力分析，在管道的连接处和拐弯处进行预防处理。

总之，化学工业的生产离不开工艺设计，要保证化工工艺生产全过程的安全性就需要对化工工艺进行相关的安全性设计。本文主要针对工艺设计的物料、工艺生产过程以及设备安全和管道安全进行了分析，提出了相关控制措施。安全控制体现在具体设计过程中通常需要把握原料选择安全化、工艺路线最简化、设备跟新常态化等方面的努力。

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