化工工艺设计中的风险及控制

岳桂秀

摘要：我们在生活中所使用的一些制品大多都是通过化工工艺生产出来的，一旦一个环节出现问题，就有可能对人民的身体或者生活造成一定的威胁。同时，随着我国经济技术的不断发展，化工工艺也越来越复杂，如果处理不当很容易留下安全隐患。因此在进行化工设计时，我们要对其各项内容进行严格的管控，并结合实际情况有针对性的制定合理的优化措施，以减少危险的发生，确保人们的生活质量。

关键词：化工工艺;设计;安全问题

引言

化工工艺设计主要包括三个方面的内容：工艺流程、设备布置、管道布置。在进行化工工艺设计的时候，设计人员要将对工艺进行计算，并且要详细的绘制出工艺流程图，然后在根据这些条件将相关的设备条件总结出来，然后将其交到设备专业当中，从而提供相关信息数据给设备图纸的制作，同时提供可靠的数据还给自控专业仪表的选型。在制作的时候，工艺制作人员根据设计人员提供的工艺流程图初步完成对工艺设备的布置，然后再根据图纸完成对管道的配管，最后实现管道布置。

1.化工工艺中的安全风险分析

1.1 化工物料造成安全问题

化工工艺的工艺流程是化学原料经过化学反应转变为半成品，再通过精细加工将半成品转化为产品的过程在此过程中会发生大量的物理化学反应，这些物理化学反应就是化学原料向产品的转化过程。在化学原料经过物理化学反应转化为产品的过程中，化工原料是整个化工工艺流程的源泉，因此，产生化工工艺安全问题的一个主要来源就是化工原料。

1.2 化工設备造成安全问题

生产化学产品的关键是化学反应，在化学反应过程中会出现各种热、光等现象，存在着众多的安全隐患，稍有不慎就可能引起重大的安全事故。在化工产品的现场生产过程中，化学反应往往会产生高压从而造成反应设备的无规则变形，甚至会造成严重的安全事故，在此类化工反应设备上必须安装压力释放装置。化工工艺生产过程中发生的大量物理化学反应造成了较多的安全隐患，这些众多因素存在不确定性，这种不确定性是由石油化学反应环境温度、湿度、反应物使用量等多方面因素共同决定的。众多因素的不确定性给操作人员掌握反应进程与状况形成了很大的难度构成了化工工艺的安全隐患。

1.3 化工工艺路线造成安全问题

化工工艺路线的设计涉及的工艺环节较多，包括生产物料、生产条件、设备等各方的设计，对每一条路线的设计都需要进行安全性论证，确保工艺流程无害无危险，避免生产条件的不可控变化对整个化学反应的影响，保证化工生产设备的可靠性和技术的可行性，加强污染检测，避免污染物的随意排放，降低对环境的污染程度。化工工艺路线的每一环节出现任何很小的差错都可能造成整个生产线的安全事故，影响生产的顺利进行和经济效益，因此需要对每一个环节进行严格监控，并做出及时的评价，及时发现、排除安全隐患。

1.4 管道泄漏造成安全问题

在化工工艺流程中，管道是整个工艺的“血管”，连接化工工艺的每一个环节。管道输送的是易燃、易爆、易腐蚀化工物料，稍有不慎造成管道的某个部位发生泄漏问题这些易燃、易爆、易腐蚀的化工物料就会从泄漏的地方流出来，造成人员和设备方面的损失，影响化工生产的正常进行因此在化设计的过程中要充分考虑化学物料对管道影响，选择合适的管道材料，并进行力学分析，消除管道运输过程中的安全隐患。在管道中最薄弱的环节是管道的连接处以及弯道的弯头，这些地方由于后期加工等原因材料性能较差，极易出现化学品的泄漏，在设计过程中需要对这些薄弱的地方进行着重考虑，加强材料使用，优化管径尺寸在管道运输过程中水锤、气液共存产生柱塞流等现象会严重危害管道的安全性能，在设计时要优化参数，防止此类现象的出现。

2.针对化工工艺安全设计中风险因素提出的应对措施

2.1做好化工工艺物料选择

化工工艺物料是化工生产的基础，在化工工艺设计中做好化工物料选择，能够从根本上降低化工工艺设计风险。由于实际化工生产要求不同，采用的化工物料也各不相同，针对同一种化工产品，基于反应条件不同，也可以选择不同的化工物料。基于此，需要化工工艺设计人员结合实际，合理选择化工物料，在选择前，需要全面了解化工物料的性质、参与化工生产所需要的条件、化工物料本身的危险性等，准确识别物料应用于化工生产可能出现的安全隐患，结合先后的化工装置、生产条件，综合评估化工物料参与反应的稳定性、产生的物质的毒性等，从而从中选择能量消耗低，性质稳定、毒性较低并且符合化工生产要求的物料，从而有效保障化工工艺设计的安全性，有效减少化工工艺设计风险，提升化工工艺设计质量水平。

2.2合理选择化工设备

化工设备是实现化工工艺流程的关键，相当于人的心脏造血的功能，是制造化工产品的核心部位。化工设备不合格就像人的心脏出现了问题一样，会产生很多安全性问题，严重时甚至导致生产事故的发生，危害整个化工工艺流程。因此化工设备的设计和选择在化工设计中显得极其重要，一般需要经过科学的分析和严格的计算来确定适合整个化工流程的设备。化工工艺流程中发生的化学反应种类繁多，不同类型的化学反应产生的光、热等物理化学效应不同，对设备的要求也有所不同。在设备的设计过程中，需要针对每一个设备所要发生的化学反应进行分析，获取反应过程中的温度压力变化，设计符合要求的化工设备。此外，在工艺设计中可以选择减少进料量、控制加热速度、多级反应法等措施控制反应的进行，减小对化工设备造成的压力，通过使用外循环冷却器、安装压力释放装置等方法加大对设备的降温力度避免出现化工设备超压、超温而导致破坏等现象的发生，防止安全事故的发生。

2.3优化化工工艺路线

不同的化工工艺设计方案会形成不同的工艺路线，不同的工艺路线组合会产生不同的安全隐患。在化工工艺设计中要综合评价工艺路线组合所造成的安全隐患，制定优化方案，使化工生产安全性达到最高值。在优化工艺路线时需要对物料、生产条件、设备等的设计进行详细分析与综合考虑做出最完善的选择，将无害或低伤害的物料作为首选，选择生产条件相对宽松的化工反应，以缓解化工反应的控制难度，及时更新设备与技术，减少三废，建立三废的回收再利用处理工艺流程，并使其经济化减少对环境的污染。

2.4加强管道安全控制

化工工艺过程中应该充分考虑到输送管道的材质、管路排布以及环境振动方面的影响因素，并且应该根据输送化工物料的实际情况选择不同的管道材质、法兰结构，以保证输送管道具有较高的密封性，而且还应该针对管道接口以及拐弯处进行特殊处理，以保证输送管道在工作过程中的安全性。对管道方位的设计，以及力学分析是进行管道安全控制的有效手段，是预防管道安全隐患的重要措施，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头等管道“弱势”位置的材料和管径选择。

结束语

综上所述，化工工艺设计是一项非常复杂系统的工程，在实际设计时，需要考虑多种因素，对于化工设计人员专业能力也有着较高的要求，同时本身还具备时间、质量、安全的矛盾，因此容易产生各种设计风险问题，需要采取有效措施，加强对这些设计风险的有效防范，从而有效保障化工生产安全，推动化工产业实现平稳顺利的发展。

参考文献：

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[3] 简洪涛，闫国庆.化工工艺设计中风险防范措施探讨[J].化工设计通讯，2017，43（9）：88-88

（作者单位：新疆众和股份有限公司）