化工工艺设计中的安全问题探讨

2018-07-04成文峰

江西化工 2018年3期

关键词：化工管道工艺

成文峰

(南昌大学化工系，江西南昌 330029)

化工生产有自身的独特特点，这是由于生产原材料本身易燃易爆且一些具备一定的毒性，在实际生产中，出现的如何事故与疏漏最终都可能导致安全问题。

在现今的中国化工工艺设计中，存在的安全隐患还较多，在损害产品质量的同时，为车间的工作人员带来巨大的危害。

因此，要高度重视在化工工艺设计的安全问题，分析存在的安全疏漏与设计缺陷，进行具体的实例分析，探索科学的解决办法，促进化工工业的发展。

1 化工企业工艺设计的难点

化工生产的生产难度较大，需要的技术含量较高、制造工艺程序复杂，因此优化工艺设计的完成化工生产的基础环节。

在我国的实际的化工行业发展中，存在几个较大的难点：

第一，化工生产主要又科研单位进行工艺研发，进行试验、编撰设计资料，而与实际的前沿化工企业生产脱节，缺乏有效的对接，数据的可靠性与完整性都难以很好的保证，也与实际生产的常规设备与批量有所不符因此出现了许多问题；

第二，化工生产的工作量极大，牵涉的材料与设备都有一定的特殊性，对于设备的要求或者是与标准化设备有所不同，或者对定型设备提出特殊化的需求。

这导致化工生产的总体投资较大，参与设备较大，并且涉及许多管道的铺设与维护，此外还有对于原料的特殊要求，这都对化工生产的安全保障提出了更加严格的要求；

第三，化工生产的实际工艺设计周期较短，这是为了进一步抢占市场，不得不进一步缩短建设周期，这就造成了化工工艺设计的独特之处，在设计工艺流程的同时也已经开始进行实际建设，在建设中会遇到新的问题，需要进行设计修改，这也为项目投资带来巨大的问题，设计的规模与成本也难以预估得到，设计的标准在实际生产中难以有效实行，因此在项目准备时需要一个相对预计更大的规模。

2 化工工艺设计中经常出现的问题及其控制

2.1 对工艺物料方面安全问题的控制

化工生产需要的原料是具备一些化学属性的原材料，并且在经过不同工艺的加工之后会有不同的化学性质，因此对于不同生产阶段的化学原料，需要保证其性质，进行针对性的处理与贮存，贮存空间的设置需要特殊化设计，为贮存的化工原料设置一个合理的贮存环境，需要对于贮存空间的温度、湿度、其他元素含量进合理控制，这是针对于处理过的化工材料需要在下一道工艺处理之前保证一定的化学性质，由于环境因素，可能会出现计划之外的化学反应或是物理反应，发生材料变性或变质，这不止会造成化工生产产品的质量难以达到要求，并且存在极大的危险性。图1是技术员工进行原料处理的情况。

图1 技术员工进行原料处理的情况

对于这个问题需要高度重视，对于化工产品的生产过程进行严格把握，对于每一步的工艺流程意义做好充分的了解，做好严格的处理防范，固定物料性质，此外还需要对于可能出现的物理反应与化学反应会造成的危害做好准备，监控这些有害反应的释放气体进行检测，在事故发生后，有效减缓有毒有害气体的影响，防止危险的发生。

2.2 化工工艺路线方面的安全问题与控制

对于化工工艺路线的设计时，要充分考虑安全问题。工艺采用的物料需要选用更加安全无害的材料，在旧有的化工生产中，由于技术水平有限，采用的生产原料时常具备一定的毒性，在生产中一旦泄露，危害极大，而对于生产材料进行改善优化之后，可以降低危害性。

要做好这一点，还可以通过添加绿色无害的化学反应催化剂，加快反应进程，避免一些中间环节的有害物资的产生，或者可以利用添加剂对物料进行稀释缓和。

此外，还可以引入新的化工技术、设备、工艺，将一些可能出现危害的环节消去，减少中间的贮存环节，避免监控压力。

还可以在生产之后进行污水处理与废料回收，完成化工工艺的节能降耗，这有着关键性的意义。

2.3 管道方面的安全问题与控制

在前文的分析中，化工生产中的一大特点有其工作量极大，牵涉的设备与管道许多，因此管道是保证各个化工生产环节之间联系的关键节点，管道设计的疏漏会出现极大的危害，如物料泄露事故，这在化工生产中施极为危险的事情。

化工原材料具有易燃易爆具备毒性、腐蚀性的特点，对生产车间内部的工作人员造成极大的危害，并且还会进一步影响企业财产，周边环境。图2是车间管道的一角。

图2 车间管道的一角

对于化工工艺的管道配备问题，需要严格注意，对于管道的材质、布置方案都需要进行合理的设计，避免相互干扰同时也避免外界环境对此的损害，严格保证管道的密封性，做好阶段性检查，对于管道的内部做好电镀工作，增加内部材料的耐腐蚀性，管道的一些缺陷极为隐秘，需要在管道节点进行检测，利用新的科技手段进行空气内各类气体含量进行严格监控，在泄露事故发生的第一时间发现危险，排除危险。

化工工艺生产不可避免的具备危险性，在对于原理反应与材料难以改变的前提下不能避免，对于化工工艺最重要的衔接环节，需要给予充分重视，化工技术人员要重视技术的学习与发展，设计有效的管道监控方式，控制危险的来源，更进一步提高化工工艺的设计安全性。

2.4 对化工工艺中反应设备安全问题的控制

化工工艺的主要原理的原材料的各种化学反应和物理方法，原料的反应过程以现在的技术水平无法完全精确把控，这不仅仅限制了化工生产的实际产量与品质，也存在着许多的安全隐患。

化学反应的完成条件涉及方方面面，首先对于环境有较高的要求，反应的温度、湿度、反应物的量以及催化剂等等，其次还需要对时间问题做一定的把握，这些因素存在一定的不确定性，即使是经验十分丰富的操作人员也难以保证准确的反应进度，这关系到一整个化工工艺生产流程的整体设计把控。

对于这个问题，要从几个方面考虑：

第一，化工工艺的优化发展，对于化工生产的原理进行一定程度上的优化，减少一些有害有毒或者易燃易爆的其他参与反应，或者利用催化剂稳定反应过程；

第二，对于反应设备做针对性的优化处理，对化学反应的具体原理与可能产生的副产品了解完善，在进行针对性防护措施。

具体而言有以下几点需要做到：严格控制化学反应的参与物料用量；严格控制与化学反应有关的参数，如温度、湿度等；对于设备状态与规格做好严格核对，保证设备不会出现超负荷运转，这不仅仅对导致设备损失，更重要的是带来一定的安全隐患；生产的副产品存在一定的危害，应当安排妥善的处理，首先进行及时与高效的收集，其次对于可以再利用部分进行深加工进行处理；进过处理后依旧无用的部分，要严格按照相关标准处理，既不能危害人员健康，也不能对附近环境有损。