探究化工工程设计中的安全问题

胡佑中 杨扬

摘 要：化工工程与我国的经济发展息息相关，一般计算量比较大，计算过程也比较复杂，化工工程设计是化工工程的基础环节，其安全性对整个化工工程有着重要的影响，在实际设计的过程中要重视安全问题。本文分析了化工工程设计中的危险因素，并对化工工程设计中存在的安全问题以及控制措施进行了探讨，希望可以有效避免安全事故的发生。

关键词：化工;工程设计;安全;工艺

中图分类号：TQ086 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）10-0138-02

0 引言

社会的发展使得化工工程也有了较大进步，化工企业之间的竞争也越来越激烈，为了促进化工企业的发展就需要不断提升自身竞争力，而化工工程安全问题对国民经济发展以及社会生产力的提高有着重要影响，因此，在进行化工工程设计时一定要确保安全性，结合设计的复杂系统制定相应的控制措施，促进化工行业的可持续发展。

1 化工工程设计中的危险因素

1.1 工艺与物料

与其他行业相比，化工行业对原材料的品质有很高的要求，而且对操作人员的技能水平也有较高的要求，化工企业人员的综合素养在不断提高，推动着化工生产的长远发展。化工企业对原材料、半成品、成品以及其他相关物品的运输方式有着较高的要求，需要有专业资格的人来运输。化工产品的性质和状态都比较特殊，其运输、储存、使用方法、使用时间、加工工艺都具有相应的规定，而这些都是化工工程设计人员必须要考虑的因素，掌握化学物质的性质与注意事项，才能使设计更加安全可靠。

1.2 化学反应装置

主要分为以下三方面：（1）反应器。化工生产物质特性不同，其反应过程也会不同，化工工程设计人员在进行设计时，需要综合考虑到化学物品的特性、反应过程以及生产模式等，选择合适的反应器，保障生产安全。（2）设备材质。化学物质的性质不同，在反应过程中需要的设备设施也会有所不同，在进行化工工程设计时，需要结合化学产品的性质有针对性地选择设备材质，保障工程的生产安全与质量，降低安全事故发生的概率。（3）设备结构。很多化工企业会使用高压容器设施，而其内部结构却存在很大的安全隐患，高压容器内部结构的强度与密封程度都会影响着化工工程的安全性，一般容器的结构强度比较高，其承受能力就比较强，安全性能就越高。一些高压容器如果密封效果不好就会造成化学成分的泄漏，影响着化工工程的安全，并且这种安全隐患比较难以发现，所以在进行设计时一定要谨慎考虑，保障化工工程的安全性[1]。

1.3 电气设备

化工工程的电力需求比较大，一些化工企业会单独搭建电气设备，这也是化工行业与其他生产行业的用电差异，由于原料的特殊性质，化工生产过程中会出现一些电火花，容易造成火灾或者爆炸等安全事故，所以在进行化工工程设计时需要掌握化工原料的特性，掌握电力持续供电的技能，保障化工工程的安全性。

2 化工工程设计中存在的安全问题

2.1 对安全因素考虑的不全面

化工工程设计与其他工程设计有所区别，化工工程的设计目标是为化工项目和化工产业的生产提供支持，所以在设计的过程中需要综合考虑安全因素，如果考虑不周极易引发安全事故，对各方面都造成较大的影响。安全因素考虑不全面主要表现为以下几点：（1）没有对化工工程的内部环境因素进行透彻分析，化工工程设计中涉及到化学操作和各种化学试剂，需要保障化工工程的通风设计以及内部通道设计的安全性，但在实际设计的过程中，并未做模拟分析，或者依照固有的套路进行设计，致使存在较大的安全隐患。（2）对于外部环境而言，化工工程具有较大的污染性，所以在进行工程设计时，需要综合考虑污染物以及化学产物的处理，但在实际设计过程中，设计人员并未开展实地调查，致使存在较多的外围安全隐患。

2.2 化工设备安全问题

化工工程设计时需要谨慎选择化工设备，结合设备性能以及操作效果，保障化工工程的安全性，但在实际设计过程中，存在一些化工设备不匹配的现象，致使化工工程存在安全隐患。例如：在选择化工设备时，为了节省成本，未对化工设备的综合性能以及指标进行考察、分析与对比，使得化工设备在使用时表现得过分理论化，难以实现化工工程设计的预期效果，或者在施工过程中存在缺失现象。另外，化工设备应用未按体系化原则开展也会造成较大的安全隐患，化学设备的应用需要结合其个性化特点以及特定功能应用，如果不考虑其差异性，容易造成较强的冲突，容易造成安全事故的发生。

2.3 工艺设计存在安全问题

化工工程工艺设计会涉及到很多原料和辅助料等工艺物料，形态各异，而且化学性质和物理性质也各不相同，如果设计人员在设计过程中不能正确辨别这些物料特点就非常容易造成安全问题的发生。一种原料能够通过多种工艺途径获得，在进行工艺设计时需要结合各种环境因素、安全因素以及经济因素进行选择，但在实际设计的过程中，有很多设计人员并平衡好安全与生产节能之间的关系，容易造成安全事故的发生。

2.4 管道设计安全问题

化工工程的原材料具有特殊性质，在运输与生产的过程中如果发生泄漏，会造成一定的环境污染以及设备损坏问题，甚至发生火灾和爆炸等造成人员伤亡，因此管道设计尤其重要。但在实际设计的过程中，设计人员并未综合考虑化工管道的规格、材质以及应力问题等，或者并未合理选择管道方向，造成一些水锤、塞流现象的发生，致使水管损坏。

3 化工工程设计中安全问题的控制措施

3.1 强化细节审核，保障设计合理

（1）化工工程设计要做好选址设计，其直接影响着工程设计的合理性与安全性。综合考虑安全因素，例如：地址不易选在容易受到灌水和泥石流影响的地方，选址要以人为本，避免选择人口多的地区或者风景区。（2）化工生产能够以不同的形式實现，要结合实际选择工艺路线，例如：具有腐蚀性的化工工程，设备设计时需要选择具有抗腐蚀性的，保证其不与化工原料、半成品以及成品发生反应，确保化工生产的安全性。（3）管道设计作为化工工程设计的重点，比较繁琐，需要设计人员掌握各种规范，管道运输作为流体运输的重要方式，与各工艺设备相连接，管道中存在可燃物以及易腐蚀物品等，设计人员在设计时需要进行管道应力分析，保障其安全合理。（4）保障总图布置的合理，化工工程设计需要气象及相关标准规范的支持，设计人员要不断收集工程实地的气象数据等，完善工程资料，做好审核工作。在进行设计时，要保障各项资料数据的可实施性，需要构建实地调查与实践小组，展开相应的调查工作，结合调查结果编写详细报告，反馈给设计人员，为化工工程设计的安全性提供数据支持[2]。

3.2 强化设备安全控制

化工工程设计理念和设计方法的执行都依赖于化工设备，在进行设计时，需要采取系列手段强化安全控制，例如：化工设备需要從正规的厂家进行采购，结合设备性能、参数以及功能进行体系化管理，保障化工工程设计的层次与效果。化工设备引进后进行专业测试与分析，掌握其使用方法，避免安全事故的发生，在确认设备能够实现预期运转后，投入到正式使用中。对化工设备的使用情况和功能展现等作出详细的记录，了解各化工设备的优势与劣势，提升化工工程设计的安全性与可靠性。加强对电气设备的安全控制，电气设备是化工工程的一个重要组成部分，与化工工程安全息息相关，需要做好电气设备的防爆设计，例如：减少易燃易爆化学物质的产生，做好爆炸源控制，设计过程中充分考虑周围环境是否存在点燃源，并制定相应措施进行控制，实时监测爆炸浓度，一旦出现浓度过高现象立即采取措施，在根源上杜绝爆炸事故的发生，结合化工工程的实际情况设计电气设备，合理选择电气设备型号等。另外，需要做好塔设备的设计工作，塔设备具有较好的操作性能，效率也比较高，可以为化工工程带来较大便利，但同时也具有较大的安全隐患，塔设备存在一些吸热放热等化学过程，需要较好的密封性和结构强度支撑，否则容易造成爆裂或者介质泄露现象，导致一些安全事故的发生，因此，需要做好塔设备的安全控制[3]。

3.3 强化工艺设计安全控制

化工工程的工艺设计时间比较短但任务比较重，由于化工工程的设备与系统比较庞大，物料管道也比较复杂，所以为了保障化工工艺可以更好地满足客户要求，就要结合工艺设计周期进行全面分析。首先，做好化工物料的控制，化工工程中的工艺流程比较复杂，物料以固、液、气等多种形式进行存储，一些易燃易爆、强腐蚀性以及毒性物质在高温高压的环境中容易发生危险事故，所以设计时需要综合考虑物料的化学与物理特性，在最大程度上降低化学物料对化工工程产生的安全危害。其次，做好工艺流程的安全控制，化工工程中的工艺设计目标是保障化工产品的安全生产，因此，需要全面分析工艺生产流程，不断改进和优化流程设计，有效防止安全事故的发生。化工工程的工艺设计需要结合各环节的特性进行分析，确保化工工艺产品质量的基础上，还要重视其安全性。最后，化工工程工艺设计比较复杂，涉及到多种专业技术，也需要各种专业技术人员参与其中，具有一定的系统性，因此，需要设计人员与技术人员的密切合作，保障设计的安全性与合理性[4]。

3.4 做好单元区域管线配置设计

首先，做好管线配置的防漏设计，规则表现为以下几个方面：一是有效降低分支以及死角的数量，二是减少小排放口的数量，三是结合规范要求，有针对性的设计小口径的支管，并进行检验，确保支管的交叉点得到支撑与加强，四是结合管件膨胀程度合理设置管线的伸缩性，五是卸料的排放口需要设置于操作者容易观察到的区域，并定期检查排放口的运行状况，六是保障密封垫能够在最大的内压之下实现紧缩密封，七是有效减少真空管线的法兰量，八是灵活配置阀式取样点的插头，九是保障管道的支撑作用，使安全阀检验管道的作用力满足实际需求。此外，做好软管系统配置设计，主要是针对一些油船等液体物料的装卸，在选择管道时要综合考虑以下几个因素：软管的适用性，结合软管的标准进行选择;设计经济状态下的隔离与监管措施;配备相应的螺栓固定软管夹等。最后，要做好管线配置的安全设计，一般可以在管道中用橡胶支撑物进行支撑，就不能用于化工设备中，因为设备重心需要水平连接法兰，要选择刚性板进行支撑，另外，保障管件与阀门配置的安全性也是化工工程设计的重点考虑因素[5]。

4 结语

总而言之，化工工程设计具有一定的复杂性与独特性，如果安全性不能得到保障，极容易在执行的过程中发生安全问题，想要降低设计中安全问题发生的概率，就要重视细节审核、化工设备设置、化工工艺的选择以及区域管线的配置等，实现保障化工安全生产的目标。

参考文献

[1] 李东明.化工工程消防设计中的安全问题刍议[J].化工管理，2020（11）：79-80.

[2] 张有政.化工工程设计中影响安全问题的因素分析及解决对策[J].化工设计通讯，2020，46（3）：213-214.

[3] 张有政，胡艳杰，李震，等.化工工程设计中的安全问题研究[J].化工设计通讯，2020，46（2）：78+122.

[4] 雍生斌.化工工程设计中的安全问题研究[J].化工管理，2019（23）：65-66.

[5] 刘玉芝，刘之光.化工工程设计中安全问题的研究[J].石化技术，2019，26（4）：161+198.