化工工艺设计中安全危险识别与控制

刘根峰（巴斯夫（中国）有限公司，上海　200233）

化工工艺设计中安全危险识别与控制

刘根峰
（巴斯夫（中国）有限公司，上海200233）

在从事的各行各业中，安全问题一直都是重点，化工行业因其特殊的工作环境使得行业对安全性的要求更高。化工工艺设计需要具备规范、严格、精确等特性，使得化工工艺设计中的安全危险识别与控制成为从事化工行业职员重点关注的问题，要想营造一个安全的工作环境，就必须识别其中的危险并加以控制。结合各类化工工艺设计，浅谈化工工艺设计中安全危险识别与控制。

化工工艺设计；安全危险识别；安全危险控制

1　化工工艺设计

在整个化工设计的过程中，相关工作人员必须熟悉化工设计的原则及注意事项，将思想渗透融入到整个化工设计理念中，这样才能保证产品在符合市场需求及规范的要求下，将化工工艺设计完美地展示出来，包括小细节也能因相关工作人员彻底领会设计含义从而灵活展现出来。化工行业的特殊性要求整个行业工作人员的安全是第一位，因此需要对生产活动中的安全问题进行深度研究。化工行业规范守则将各类物品的危险程度分成五个等级，以便工作人员能快速熟悉化工材料及其性质并将物品和危险等级一一对应，增强安全防范意识。危险程度的五个等级是由化工产品的综合生产过程中使用并产生及存储的原材料、产品中间品和最终成品的数量及相关物理化学性质和诱发火灾爆炸等意外情况的危险程度、综合生产过程中材料设计的性质等来决定的，由此定下防爆等级等一系列危及人身安全的等级制度，能帮助企业或工厂正确地选用相关仪器。

2　化工工艺设计的类别

2.1概念设计

概念设计又被称为假象设计，为了检查工艺设计实施条件、生产路线等是否合理以及设计的合理运用可能性，通常在中试前以模拟生产装置的方式进行。概念设计在检查化工工艺设计是否合理且具有可行性的基础上确定设计涉及的数据并加以补充，行使着确定中试规模、目的以及铺垫小试内容的职能。

2.2中试设计

中试设计主要在概念设计的基础上进一步确定小试的内容，检验设计的小试工艺路线和条件是否合理、整个化工工艺设计投入生产活动的可行性并设置产品使用性能考核的重点，在此基础上获取设计工艺的相关执行数据并考察检验生产模型。中试设计还需要检验杂质的积累对工艺及产品质量的影响，增加工艺设计的合理性。以上提到的通常视情况而定，特殊情况下也可适当增加或减少相应部分。

2.3基础设计

基础设计代表着整个生产准备环节的最终审核，包含着技术开发阶段的终极研究成果，基础设计是为了检验之前的实验数据，判定设计工艺能否投入生产，在之前准备环节的基础上为下一设计提供生产的所有技术要点，是准备阶段最核心的设计环节。

2.4初步设计

初步设计作为精确化工工艺设计的首要阶段，需要根据基础设施及工程对技术和经济需求的整体企划案、厂址考查数据及选择报告和基础设施的设计任务方案，在概念设计、中试设计及基础设计的基础上整理出化工工程的初步设计规划书及总概算说明书，要求能通过项目审查、项目招标并做好施工及各方面材料设施准备，为投资建厂提供数据依据。

2.5施工图设计

施工图设计是由高层负责人员根据初步设计呈递的策划及相关数据提出的修改建议结合初步设计中确立的各项指标确定最终方案，根据相关要求以图像和文字的形式详细地呈现工艺设计和设备的各个组成部分，能清楚呈现各部分的尺寸及施工方式具体化的细节。施工图设计是为了让高层领导及参加工作的相关人员直观地看到化工工程的整体或部分流程，解决初步设计中未能具象化的各种问题。

3　目前化工工艺设计存在的不足

化工工艺设计是一项技术含量高的工程，其工艺流程极具特色，包含的设备种类繁多并大都具有规格特殊这一特性，因此设备的功能化在非编设备的设计和定性设备的选用方面都有着特殊要求，对人才方面的选用要求也极高。

化工工艺设计所需的基础资料繁多，但涉及的基础资料很多都不完整，这些资料一般都是由科研单位提供，或者是由工作人员根据已有的实验数据和材料加以润色而编写完成的，所以并没有经过专业工业化的考量，没能及时检验并完善，数据的精确性容易被质疑，并由于获取来源的局限性导致基础资料很难完整。

化工工艺设计的工作量巨大但设计周期短，为了使产品快速占领市场，前期的设计周期被极限压缩以缩短整体建设周期从而获取最大利润，所以一般都存在一边建设一边完善设计的现象。其工作量巨大，总体投资也大，从而设备、管道也多，因此化工工艺设计中管道设计是一个需要特殊对待的环节。

装置的规模大小不一，导致设计方案不能完全实现，为了节约资金和时间，通常会缩减一些设计部分占有的资源。为了获得大量产品或者特殊的工程要求对工程数据的精确，才会有大规模的化工工程，才会有相比较而言大的设计、施工规模。

目前化工工艺所存在的问题都有着导致危险状况发生的潜质，对工作人员及产品投入市场后的使用人员都存在较大的安全隐患。由此可见，化工工艺设计中安全危险识别与控制显得尤为重要，需要管理者及相关工作人员予以高度重视。

4　化工工艺设计中安全危险识别与控制

4.1工艺物料方面

物料的危险辨识主要是对其理化性质、稳定性、化学反应活性、熔沸点及毒性等多方面的分析得出的结论，能有效地帮助工艺物料接触者了解到相关知识并做好防护准备。生产过程中所接触的原料、半成品、中间产品、副产品、生产杂质等以固态、溶态、气态三种形态存在，而他们在不同形态下对应的物理性质、化学性质等多有不同。在运输、贮藏和使用过程中，这些物料通常会经历各种形态的变化，导致其物理化学性质及危害身体的毒性也跟随着变化，对这些危险特性进行辨识及控制，帮助接触者了解到相关物料的危害性，能有效地减少物料对接触者的身体伤害。

4.2工艺流程路线方面

一般工艺流程中的各种反应都会有多条路线以供选择，在实际运用路线的选择时应注意以下几点：尽量减少危害物使用量或产量，减少生产过程中产生的有害杂质；尽可能地使用无害物料取代高危物料作为反应原料；适当降低反应条件的要求，使用优质催化剂；在生产过程中如有不可避免的有害物质产生则尽可能地降低有害物质产生速率，在能够控制的情况下进行生产活动；尽量使用新型设备、材料等投入生产，保证在物料的贮藏、使用及废料的处理等过程中能完全控制有害物料不影响接触者的身体健康；反应过程中使用的物料、催化剂等尽量循环使用，减少对接触着人体及环境的破坏。

生产过程中需要考虑人文主义，管理者或决策者不能只为谋取利润而选择有害但却投资最少的路线，应尽可能地选择最环保、最健康、最实惠的工艺流程路线。

4.3化学反应装置方面

整个化工工艺的流程中，最为核心的部分就是化学反应，化工产物基本都是都通过化学反应得来的，因此化工产物诞生的同时也伴随着很多危险因素。为保障接触化工产物及参与化学反应环节工作者的身心健康，在化学反应装置的选择方面需要有诸多考虑，从而选出最符合实际生产需要并且不危害人体健康的反应装置。

反应装置的种类繁多，由反应进出物料的情况主要分为间歇式反应器和连续式反应器两大类，由反应中使用的物料流程又可分为单程式反应器和循环式反应器两大类，而从反应器的整体结构则可分为釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定式反应器等几大类。以上多种类别的反应器适合不同化学反应，因此需要在符合实际情况的条件下选择最合理的反应器类别。

在反应装置中，构成装置的设备特性及组成装置的工艺流程共同决定了反应装置的特性。由于工艺特性与工艺装置特性有着密不可分的联系，因此在选择工艺装置时需要对工艺的适应性及安全性等问题进行严谨地数据采集并加以分析，根据工艺的操作特性、范围以及对各类设备的数据分析选择最合理的工艺装置。

化学反应的种类复杂而繁多，控制化学反应的难度也因此大大提升，虽然也存在很多的简易反应装置用来进行简单的化学反应，但由于反应装置的简单使得控制反应的力度不够，很容易导致反应过度。当工艺涉及到的化学反应的反应速度极快、放出热量大时，对反应装置的要求就会更为严格，反应器控制方案的设计就需要更为严谨精确。化学反应一旦失去控制，产生的热量、气体等没能及时处理，就会发生重大的安全事故。虽然一般运用的化学反应通常以稳定的状态进行，但难免在反应过程中出现误差，因此在反应器选择时应将各类突发情况考虑进去，从而选用在安全范围内的反应装置。

4.4管道设计方面

管道通常运送危险性极高的物料，因此在管道设计时要充分考虑防漏、防爆、防移位、防滴等事项，管道的设计要能从容应对以上提出的各种突发状况，并考虑振动、压力、腐蚀等多种安全隐患，合理布置管道，对管道的使用材料进行严格的筛选，选择质量过硬、安全系数最高的管道材料。管道衔接处的泄漏问题也需要纳入管道设计的考量中，确保管道输送过程能安全高效地进行。

5　结论

化工工艺设计是化工生产的基本，是在化工生产投入实际施工的最重要的准备工作，化工工程需要严格遵守政府法规，保证在合法的条件下进行。在保证化工工程合法的情况下，应当充分完善化工工艺设计，需要进行化工工艺设计中安全危险识别与控制，使得整个化工工程在合法、安全的环境下实施。

[1] 汪兰英，杨健.探讨化工工艺设计中安全危险的问题[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（19）：34.

[2] 赵文涛，刘克强.论化工工艺设计中安全危险的识别与控制[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（14）：25.

[3] 杜维君，孙迎春，任欢等.试论化工设计之中安全危险的识别及其控制手段[J].化工管理，2013，（8）：128.

Chemical Process Design Safety Hazards Identification and Control

Liu Gen-feng

Engaged in all walks of life，the safety problems that have been the focus of the chemical industry because of their special work environment makes industry security requirements higher.Chemical process design requires standardized，rigorous，precise characteristics such as chemical process design safety hazard identification and control in the chemical industry has become the focus of concern of staff，in order to create a safe working environment，it is necessary to recognize the danger and control.Combined with various types of chemical process design of chemical process design safety hazard identification and control.

chemical process design；safety hazard identification；safety hazard control

TQ01

B

1003-6490（2016）03-0115-02

2016-03-16

刘根峰（1979—），男，河南禹州人，工程师，主要从事化工工艺设计工作。