化工工艺设计中安全问题及控制探讨

2020-01-13潘从伟中泰创新技术研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830026

化工管理 2020年11期

潘从伟（中泰创新技术研究院有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830026）

在化工工艺的运作流程中，最为重要的一个步骤便是对于工艺的设计。化工工艺设计直接关系着化工生产过程中的整体性与技艺性，具有着重要的意义。因此，在进行化工工艺设计的过程中，要将关注点置于如何优化化工生产模式的同时，还需要处理好化工工艺设计中的安全问题，并最好相关预防与处理措施是化工工艺领域的重中之重，只有保障了化工工艺设计的安全问题，才能不断推动该领域的良性发展。

1 化工工艺设计的主要内容

化工工艺设计也就是将反应原材料、化学工艺设备、工艺流程以及化学反应条件通过化学反应工程实施科学设计，满足生产需要最终制成化学成品。以此作为基础，化学工业设计的主要内容包括三个方面，也就是管道布置、设备布置以及工艺流程设计等。首先，必须制定相应的工艺流程，然后选用使用的仪器和仪表，根据工艺流程对设备进行布置，根据设备布置的具体情况完成管道的配管

2 化工工艺设计中具体安全问题探讨

由于化工工艺装备种类繁多、不同规格型号差异较大，导致其通用性相对较差，从而增加了化工工艺设计的工作量和难度。不少企业为了降低成本，缩短时间，均采用边开发边设计的模式，从而导致化工工艺设计方案出现许多安全问题，其主要表现在以下方面：

2.1 化工工艺设计路线方面的安全问题

①在进行化工工艺设计和规划时，一般都会涉及到多条工艺路线。如何做好工艺路线的设计安全问题，并将相关风险和成本降到最低，是整个化工工艺设计的核心内容。工艺设计的质量高低，直接关系到后续化工生产的安全性、稳定性和企业经济效益；②化工工艺设计过程中还需要综合考虑原材料、成本和产品工艺要求等多方面因素，才能确保后续化工工艺生产的顺利进行。

2.2 化工反应装置方面的安全问题

①化工产品的生产核心环节是各种化工反应。特别是对于化工反应装备来说，必须提前对大量不可控因素在化工工艺设计环节进行细致、严谨的分析、推算和综合评估，使得化工反应的热效应和速度都在安全可控的范围之内，这对化工工艺设计的安全性提出了更高的要求。同时，由于压力释放装置的故障而导致化工装备超温、超压从而引起安全事故屡见不鲜，所以在工艺设计环节必须要进行针对性的改进；②针对一些易燃易爆、强酸、强碱和剧毒化工品工艺设计时，必须综合考虑管道工艺布局和材质的选择、管网线路的优化和应力、振动等方面。同时，针对关键部位的阀门，必须在设计时明确其规格、材质和尺寸要求，以防止物料的泄露，并进行有计划的检修管理。

2.3 化工工艺物料管理方面的安全问题

①原料是化工工艺的重要组成部分，原物料的质量对于化工工艺设计起到了重要的保障作用。在严苛的化工工况环境中，原物料的细微瑕疵轻则造成化工产品质量问题，重则对化工装备甚至生产安全造成破坏性影响；②原料管理不善导致其性质、属性的改变或本身的质量问题都是安全生产的重要隐患。比如，物料的运输和存放没有严格按照其操作规程作业，导致物料品质出现下降从而造成产品质量问题；部分易挥发、毒害气体的管理不善，甚至会造成企业的经济损失以及人员的生命安全。

3 化工工艺设计中安全问题及相关控制探讨

3.1 进一步加强对化工工艺路线的安全设计

①必须做好化工工艺设计中的安全识别问题，并明确化工生产过程中可能出现的安全隐患以及给出相应的解决方案；同时，设计人员还必须对化工生产工艺的全过程和配套的辅助设施进行详细的检查和分析，从而能进一步确认危险因素和有害因素产生的方式和途径，从而有效的提升化工工艺设计的安全水平和等级；②设计人员应尽量选择稳妥、技术成熟的化工工艺设计方案，选择对压力和温度条件要求较低的反应方式，配置相应的安全减压、降温装备，从而提升化工工艺的安全性；③针对容易造成安全隐患的关键部位和节点进行双保险的安全设计，同时应采用最高质量标准的核心设备，从容确保化工生产的不间断生产。

3.2 化工反应装备的安全选型和控制

①首先,化工工艺设计应根据不同的化工反应机理，选择最适合的反应器类型和规格，并从适应性、操作便利性、设备运转安全可靠性、维护简便性等方面综合考虑。同时，从反应装置的材质上来看，应尽量选择耐腐蚀、结构强度高且容易加工的材料；②从反应装备的反应控制条件、装备内部构造、化工生产安全特性等方面来优化和调整化工工艺设计安全方案。比如，合理的控制化工反应温度和压力，并确保控制进料量和加热速度；③化工反应装置作为整个化工生产的核心，其本身必将面临诸多的危险性因素和巨大的破坏性，因此，这就要求化工工艺设计人员应当在反应器的设计和选型上考虑到最严重的安全事故因素以及可控制性，尽量设计相应的降低其反应速度的安全保障方案和配套设施，同时制定相应的安全紧急预案，尽可能降低反应器发生安全问题的概率，从而确保企业人员安全和财产安全。

3.3 加强对化工原物料安全的管理和控制

①所有的化工原物料必须根据其物理、化学特性，制定相应的操作规程和存储条件。比如，建立专业的冷库，用来存放需要在低温环境下保管的物料；针对化学特性不稳定的物料，其包装物必须覆盖专业的紧固件和泡沫垫，防止在装卸过程中的碰撞所引发的安全事故；

②加强对化工原物料进出的管理。特别是针对易燃易爆、剧毒等危害性大的原物料，必须建立全过程监管机制，每个环节都要有明确的责任人，所有的进出、耗用记录都必须详实、可靠，从而有利于后续问题的追踪和分析；③在原料投入生产前必须做好危险评估，根据存储和投料方式，尽可能考虑发生的偏差状况，建立相应的预防和紧急安全预案机制。

3.4 加强对化工工程设计中管道的安全控制

作为化工工程设计中的重要部分，管道不仅是各种流体的输送通道，更是连接各设备的桥梁。就一般情况而言，管道中的各种流体介质都具有较强的腐蚀性和可燃性，部分介质还有剧毒，管道的安全与否直接关系着整个化工工程设计的安全。有些管道由于承受力较差，高温高压条件下遇到一些腐蚀性较强的介质就会产生不同程度的腐蚀和机械损坏；还有的管道由于常年不进行维护，其密封性较差，介质容易溢出，从而产生安全问题。因此，在进行化工工程的设计时，必须选用合适的管道材料，管道分界时所用的金属垫其硬度必须合适，同时还要严格依据相关规定，对管道可能出现的情况进行准确预估。首先，化学工程师需要对管道泄漏问题的原因进行分析，根据管道泄漏原因针对性制定解决措施。其次，化学工程师需要严格分析化工物料对管道的影响，根据所使用化工物料的性质，合理选择管道材料，针对性进行管道设计，有效降低管道运输环节的安全隐患。最后，化学工程师还需要进行管道运输期间气液共存等问题的考虑，确保所引发的柱塞流问题能够得到有效解决，提高化工生产工作的安全性。

3.5 改善生活环境

现今，在环境污染的治理过程中，化工污染也是重要的内容，为了对化工污染进行解决，应该采取科学有效的措施进行处理。主要包括两个方面：第一、利用一定的技术手段对污染的排放进行减少，第二、做好回收和利用工作，在化工工艺生产的过程中，产生的废物可以有效回收利用，从而控制污染。总之，改善相关的化学反应条件，能够提升化学反应率，很大程度上减少了资源的损失，还有助于提高生产效率。