化工工艺设计中安全危险问题及控制对策研究

＊曲敬芳

（山东华鲁恒升集团有限公司 山东 253000）

前言

在我国基础国力不断增强的过程中，不断进步的化工产业发挥着重要的支撑作用，尤其是国家经济与产业发展进入到“十二五”规划之后，化工产业水平与质量不断提升，正是基于化工业这一基础产业水平的不断进步，才使得我国的综合经济水平得到显著进步。化工工艺设计作为化工生产过程中的关键环节，不仅决定着化工产业的生产质量和发展水平，设计过程中的任何一项细节问题都直接决定着化工生产的安全性[1]。化工产业与其它产业相比在发展的过程中具有一定特殊性，这主要是因化工产业发展的过程中，涉及到的相关原材料、工艺、机械设备以及辅料溶剂等基本元素都有着较强的危险性，因此在化工产业发展过程中要重视安全隐患因素，做到对安全事故的早预防、早发现、早应对，以保障化工工程安全顺利实施的过程中获得良好的生产水平。多年以来我国在化工产业生产过程中因化工工艺设计不科学导致的安全事故不在少数，例如2019年广东中准新材料科技有限公司“7·22”爆炸火灾事故造成甲类A车间发生多次爆炸，爆炸冲击波造成车间窗户玻璃及屋顶损毁严重，车间内设备、管道、设施严重损毁。经评估认定，事故造成直接经济损失1174074.58元。后经过原因调查事故产生是因为中准公司首次试生产DTBP时，冒险采用未经审查同意的工艺流程，擅自改变投料顺序，降低反应温度，严重超量使用催化剂（硫酸）进行试生产，造成反应失控而产生爆炸事故。由此警醒我们在化工业生产与发展的过程中，要充分重视化工工艺设计的科学性，在化工工艺设计中充分考虑到安全性问题，从源头降低安全事故的发生率，保障化工产业的和谐、顺利、稳定发展[2-3]。本研究结合化工工艺设计过程中的安全危险性问题进行研究总结，并结合这些问题制定出针对性的完善对策，一是从理论方面针对现阶段的化工工艺安全问题研究提供指导，二是从实践层面为化工工艺设计人员更准确的认识化工工艺设计过程中的安全性问题以及影响因素提供指导，使化工从业人员在准确辨识安全危险因素的过程中能够研究出针对性的完善对策，完善化工工艺设计流程，提高化工工艺设计水平和质量，以有效促进现阶段的化工工艺生产水平进步与提升。

1.化工工艺设计相关理论概述

(1)化工工艺设计内涵分析

化工工艺设计是指专业化工工程师结合化工产品生产的相关流程进行数据的计算，基于数据支撑在确保生产流程能够顺利开展的情况下绘制的工艺流程图[4]，而结合化工工艺设计的具体工作内容涉及到三个方面：

①设施设备布置

化工工艺设计需要针对化工生产所应用到的相关设施设备进行科学有效的布置，以保障化工生产在相关技术设备的支撑下得到顺利施工。在进行设备布置的过程中需要结合化工产品的基本特点以及化工生产过程中所需要的设施设备进行科学选型，选择适合相应化工产品生产的设备类型，并按照化工生产各个环节所需要达到的目标进行设备工艺参数的控制，也使相应的设备在化工产品生产的各个环节能够有效发挥作用。在进行设备布置的过程中，要达到以下两点基本要求，一是所布置的相关设施设备要能够充分满足化工产品生产工艺需求的完整性，能够满足各个环节的生产需求。二是所布置的相关设施设备，要能够保障生产的顺利实施，从生产效率、生产质量以及安全性等各项目标实现方面进行综合设计。

②管道布置

需要针对管道布置进行工艺设计，相应的管道主要是在化工产品生产的各个环节所需要应用到的传输管道，包括水、电、气、网等各个方面，使相应的管道能够按照设备的使用需求，按照化工工艺安全生产的使用需求进行科学合理的规划，并使相应管道与所布置的设备能够有效衔接，在管道利用率、安全控制、空间布置、环境优化等各个方面设置科学合理的管道布置参数，以指导用于化工生产的各管道能够在使用过程中充分发挥作用。

③工艺流程设计

工艺流程也是化工工艺设计过程中的重要组成内容，工艺流程是直接指导化工生产各环节实施的基本参数和技术指导，而在工艺流程设计的过程中需要结合相关化工产品生产的基本特点，从原材料到成品进行各项工艺的设计，涉及到原材料的提纯、产品试验、化学反应、产品转化、加工筛选包装、废物处理与利用、节能环保等各项基本环节，工艺流程设计充分体现出了化工产品制作的基本特点，流程设计是结合相应的产品生产基本要求动态化发展的工艺设计。因此设备布置、管道布置以及工艺流程是组成化工工艺设计的基本内容，而我们在进行化工工艺设计安全问题预防的过程中也要从这三方面入手，针对性的进行安全控制与防范[5]。

(2)化工工艺设计的基本特征

在化工产业，化工工艺设计相比于其它程序在实施的过程中具有一定的特殊性，首先，化工工艺设计的重要性不言而喻，化工工艺的设计质量直接决定着后期的化工生产水平和工业效率，也涉及到化工流程的安全性。其次，在化工工艺设计的过程中所涉及到的内容较为繁杂，任何一个细节都需要工艺设计人员进行精心研究与分析，获得理论数据以及实践经验的支撑，才能够作为可行性方案，因此化工工艺设计是一个工作量较大，花费时间较长的任务。化工工艺设计的另一个特点还表现在工艺设计与工艺开发同步进行，这是很多化工企业为了使相应的化工产品能够尽早的投入到市场而获得利润，因此采取工艺设计和开发同步实施的策略，虽然在一定程度上能够有效缩短化工产品的入市周期，但是在工艺设计和开发同步实施的过程中所带来的安全隐患也不容低估，因此危险性较大也是化工工艺设计过程中的重要特点。最后，化工工艺设计需要融入到多学科多专业多种类的技术人才，作为一种高精尖技术行业，对于相应的人才需求质量更高。

2.化工工艺设计过程中的安全问题分析

(1)工艺设计满足实践应用方面的问题

在化工工艺设计过程中可能存在的安全问题主要表现在两方面：一方面是在化工工艺设计时所设计出的工艺是否能够与实际情况相契合，即相应的化工工艺设计在实际施工的过程中其操作性如何值得深入研究。如果在进行化工工艺设计时，只是基于理论而不结合实践导致所设计出的化工工艺理论与实践出现脱节，这就使得在实践生产的过程中相应的化工工艺得不到有效实施，或者在实践的过程中相关的工艺流程无法按照设计细节和要求得到有效实施，会导致在实际生产的环节出现安全隐患[6]。另一方面就表现在所涉及的化工工艺科学性方面，在相应的化工工艺设计的过程中所需要覆盖的面较广，所需要考虑的问题应相对全面和完善，而在实际设计的过程中若出现相应的工艺不科学，也会产生一定的安全隐患。例如在化学工艺设计过程中，对于水系统的设计是重要的组成部分，在参与化工生产过程中，没有设计科学有效的工艺对水质进行控制，就会因为水垢引起化学污染，造成生产过程中出现腐蚀和盐水共费现象，进而引起化学反应过程中的温度不均匀，最终导致气体和水的传热作用受到严重影响，既可能因为这一原因导致生产过程中出现化学物品膨胀甚至爆炸，同时还会危及到参与化学反应相关设施设备的使用寿命。因此在进行化工工艺设计时应结合生产的各个细节制定出科学有效的处理工艺，以确保生产质量和安全性。

(2)设施设备选型方面的问题

结合化工工艺设计过程中的组成内容，设施设备是化工工艺设计过程中的重要组成部分，而影响生产工艺过程中的安全性问题与设施设备的选型也有密切关系。设备选择的科学性以及设施设备的性能好坏都直接决定着生产效率和生产安全。在设备选型方面涉及到设备质量的研究、设备性能的分析、化学仪器的使用以及备参数的调节等多个方面，而这些方面都需要设计人员结合生产工艺进行科学验证与实践，才能够投入到生产实践中。如果在设备选型方面出现任何疏忽，则可能导致所选择的设施设备在实践生产的过程中造成化学污染，导致化学反应异常，进而引起相应的安全事故。

(3)工艺流程衔接方面的问题

在化工工艺设计的过程中，各项参与化工生产的流程应按照科学逻辑有效衔接，这是化工生产工艺流程复杂性和连续性强的重要特点，因此在进行工艺设计时要确保每个工艺流程能够环环相扣，能够按照理论与实践要求正常运行。然而在实际设计的过程中若针对相关工艺流程未进行科学合理的安排，则可能导致，化学反应开展过程中存在安全隐患[7]。例如在相应管道设计时，未对相应的管道未进行有效的隔温、隔热保护，导致相应管道在对化学物品进行传输过程中因高温导致原材料变质甚至出现爆炸等情况，就会产生严重的安全事故。

3.化工工艺设计安全问题控制策略

(1)强化监督管理提升工艺设计质量

在化工工艺设计过程中，因设计质量不高或者是在设计时理论与实践未进行有效结合，导致化工生产过程中可能存在的安全隐患，应在化工企业内部进一步完善对化工工艺设计的监督管理制度，通过对化工工艺设计环节的有效监督和管理，使相应工作人员在进行化工工艺设计时，能够严格遵循安全管理标准，遵循化工生产质量标准进行化工工艺设计，以确保所设计的化工工艺能够充分满足化工生产过程中的质量效率以及安全性要求。首先，对于所涉及的化工生产工艺，应进行充分的实践验证，然后再投入生产，通过不断的实践验证，使相应的化工工艺能够充分满足实际的生产要求。而通过实践，也能够有效找出化工工艺设计过程中存在的错误和不合理现象。对于设计过程中存在的错误属于完全杜绝的范畴，坚决杜绝因为错误的设计导致化工生产过程中出现安全问题。此外对于设计过程中理论与实践方面存在的误差应尽可能的缩小，应不断寻求科学技术的支持，不但借鉴同行业同领域的先进技术，通过缩小误差尽可能的降低存在的安全隐患，不惜一切力量和措施消除设计环节存在的安全隐患[8]。其次，在化工工艺设计的各个环节，应严格按照规章制度和流程进行实施，切勿急躁冒进，切勿麻痹大意，使每一项设计都能够按流程按步骤、按程序实施，以充分保障所设计工艺的质量，进而全面提升化工工艺设计水平，以有效规避因工艺设计不科学导致后期生产过程中可能存在的安全隐患。

(2)科学选型提高设施设备的防护性能

生产设备作为化工工艺设计中的重要组成部分，在进行设计的过程中对于设施设备应进行科学选型，结合化工工艺生产的基本流程以及化工产品质量要求，从设施设备的基本质量、参数控制、工艺调节等多方面进行科学有效的设计，进而使设施设备在投入生产的过程中，任何一项细节问题、任何一个细微操作，都能够在相应的工艺设计中找到依据和指导，这样就可以有效降低设施设备在投入生产过程中，因技术人员对设备错误操作而导致的安全事故发生率。俗话说“工欲善其事必先利其器”，只有科学的选择设施设备，才能使相应的设施设备在生产过程中发挥重要作用，既能够保障化工生产的顺利实施，又能够有效降低安全事故的发生率。对于所购买的设施设备，应结合实际生产情况进行防护性能的设计，通过对所选用的设施设备进行防护加固，使设施设备在使用过程中的安全保障性能更强，以有效降低在化工生产过程中可能存在的因高温、潮湿、腐蚀或者是其它因素等可能带来的安全隐患。

(3)强化工艺流程的科学衔接与管控

在化工生产设计的过程中，我们应时刻保持谨慎的态度，将不良事故规避和安全防范放在工艺设计的第一位，以充分保障化工工艺设计的科学性和安全性。除了在工艺设计方面进行有效控制之外，在化工生产工艺流程实施各个环节也应强化安全管控工作，使相应的安全生产的各个环节能够严格遵照工艺设计要点执行，同时也有效加强生产和设计方面的有效衔接，以设计促进生产，以生产反馈设计水平，进而基于设计与生产实践的有效结合促进化工生产水平与质量的提升。因此我们在进行安全管理的过程中，对于化工生产各个环节要强化安全管控措施，使各项生产细节都严格按照所设计的工艺去实施，以保障化工生产的科学性。同时在生产实践环节若存在任何问题，应及时进行相应原因的分析与总结，将所产生的问题反馈到工艺设计环节，从工艺设计方面进行相应问题的解决和防范，进而在化工工艺设计和生产环节中形成循环机制，保障安全生产目标的达成。

4.结语

化工工艺设计对化工业的生产质量和安全水平方面有非常重要的影响作用，结合现阶段化工工艺设计过程中常见问题进行分析，在工艺设计、设备选型、生产流程等各个方面都存在一定程度的安全问题，结合这些问题我们应制定针对性的防范措施，首先，应强化对化工工艺设计的监督管理，其次，针对化工工艺生产过程中的各项设施设备进行科学选型，并设计良好的防护性能，以保障设施设备使用过程中的安全性。最后，应在化工生产的各个流程方面进行安全管控，使化工工艺设计和化工生产能够形成循环管理机制，相互促进、共同提升，进而在设计水平生产质量以及安全管理效果方面得到全面进步。