龍升(東莞市東正安全環(huán)保技術(shù)有限公司,廣東東莞 523000)
化學(xué)工藝的設(shè)計與化工設(shè)備安全性的評價探析
龍升(東莞市東正安全環(huán)保技術(shù)有限公司,廣東東莞 523000)
隨著工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷加快,我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,無論是企業(yè)規(guī)模還是生產(chǎn)能力,均得到了長足的發(fā)展和提升。受行業(yè)特殊性影響,化工生產(chǎn)客觀存在一定的危險性,隨著化工企業(yè)規(guī)模的不斷擴展,化工生產(chǎn)安全問題受到了越來越多的關(guān)注和重視。筆者即從化學(xué)工藝設(shè)計和化工設(shè)備入手,就其安全性評價,發(fā)表幾點看法,以供相關(guān)單位參考。
化學(xué)工藝;設(shè)計;化工設(shè)備;安全性;評價
化工行業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)的重要組成,在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中,占據(jù)重要的地位?;どa(chǎn)所用原料較為復(fù)雜,易燃易爆、腐蝕性、毒性材料較為普遍,且生產(chǎn)工藝多涉及高溫、高壓等極端條件,安全風(fēng)險系數(shù)較高。隨著化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴張,其安全風(fēng)險也隨之增大。因此,在化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,通過科學(xué)、系統(tǒng)的安全分析,加強其安全評價和安全管理,具有重要的現(xiàn)實意義。
1.1 基礎(chǔ)資料有效性及完整性
化工工藝設(shè)計所使用的基礎(chǔ)資料,多是由相關(guān)科研單位整理提供的,整體偏于理論性研究,普遍缺少實驗驗證及工業(yè)實際生產(chǎn)方面的相關(guān)內(nèi)容,與常規(guī)性化工生產(chǎn)裝置存在較大的差異,故而其完整度和可用性不能充分滿足化工工藝設(shè)計的實際要求。因此,相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)通過相應(yīng)的檢測實驗對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測,以確保數(shù)據(jù)的有效性和科學(xué)性,進(jìn)而實現(xiàn)對化工工藝的設(shè)計優(yōu)化。
1.2 化工設(shè)備選型設(shè)計
化工生產(chǎn)是一項系統(tǒng)、復(fù)雜的工作,工藝條件較為極端、苛刻,在化工工藝設(shè)計過程中,經(jīng)常會涉及諸多壓力管道、壓力容器、耐高溫設(shè)備等特殊設(shè)備的設(shè)計問題。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,尤其是材料科學(xué)的發(fā)展,現(xiàn)代化工設(shè)備的種類越來越豐富,同一種生產(chǎn)設(shè)備,可能存在多種不同的材質(zhì),且設(shè)備規(guī)格也不僅相同。因此,在進(jìn)行化工設(shè)備選型設(shè)計時,設(shè)計人員應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容:一,設(shè)備選型與化工工藝需求一致;二,如化工生產(chǎn)對于設(shè)備具有特殊性要求,在化工工藝設(shè)計中也應(yīng)有所體現(xiàn);三,如化工生產(chǎn)裝置規(guī)模、投資龐大,在進(jìn)行設(shè)備選型過程中,應(yīng)注意整體的協(xié)調(diào)性、合理性要求,并對裝置整體的設(shè)備設(shè)計和生產(chǎn)管道設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化,保障工藝設(shè)計安全性的同時,提高整體設(shè)計的科學(xué)性和合理性。
1.3 設(shè)計周期要求
隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,化工工藝設(shè)計市場競爭越來越激烈,部分設(shè)計單位為提高自身市場競爭力搶占市場,會相應(yīng)縮短化工工藝設(shè)計時間。在有限的時間內(nèi),化工工藝設(shè)計質(zhì)量往往得不到保障。甚至還存在化工生產(chǎn)過程中,進(jìn)行工藝設(shè)計變更的情況。對此,設(shè)計單位應(yīng)正確認(rèn)識化工工藝設(shè)計的重要性,科學(xué)協(xié)調(diào)設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計周期間的關(guān)系。
2.1 化工反應(yīng)過程的設(shè)備安全分析
化工反應(yīng)過程是化工生產(chǎn)的主體過程,其安全狀態(tài)直接影響著整個化工生產(chǎn)的安全狀態(tài)。在化工反應(yīng)過程中,同時存在著生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng),和傳熱、傳質(zhì)等物理反應(yīng),不同的反應(yīng)之間還存在著相互的作用和影響。因此,在化工生產(chǎn)過程中,首先應(yīng)確保反應(yīng)器設(shè)備的安全,通過反應(yīng)器及反應(yīng)過程的安全管理控制,提高化工生產(chǎn)整體的安全性。
化工反應(yīng)主要具有連續(xù)性反應(yīng)和間歇性反應(yīng)兩種,前者具有生產(chǎn)穩(wěn)定、安全性好等優(yōu)點,是化工生產(chǎn)的主要反應(yīng)形式,后者過程較為簡單、操作彈性大,安全管理較為困難。但并不意味著間歇反應(yīng)就是不安全的和落后的,需結(jié)合化工生產(chǎn)實際需求進(jìn)行選擇和調(diào)整。
2.2 化工反應(yīng)路線的安全性分析
通常情況下,一種化學(xué)反應(yīng)具有多條工藝路線可供選擇,在實際應(yīng)用過程中,相關(guān)人員應(yīng)優(yōu)先考慮危險物質(zhì)的消除要求進(jìn)行選擇,同時積極使用無害或低危險性物料替代傳統(tǒng)的高危險性物料,具體包括新技術(shù)、新設(shè)備的使用以及更換更有效、低毒性的催化劑等等。此外,還應(yīng)提高生產(chǎn)廢料的回收利用,提高資源有效利用率的基礎(chǔ)上,提高化工生產(chǎn)的生態(tài)效益。
以丙烯腈生產(chǎn)工藝為例,其催化劑主要分為鉬酸鹽類、銻酸鹽類以及釩鋁氧氮化物三類。其中鉬酸鹽類催化劑使用較為廣泛,傳統(tǒng)的Mo-Bi系催化劑的催化活性較低、且脫氫能力相對較差,替換使用Mo-VNb-Te復(fù)合型催化劑后,不僅有效提高了丙烯腈收率,并且降低的反應(yīng)生成的條件,提高了化工設(shè)備和生產(chǎn)的安全性。
2.3 安全防護(hù)設(shè)備的使用
雖然在化工生產(chǎn)過程中,操作人員會對生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制,但仍可能出現(xiàn)超壓、超溫等非正常工藝條件問題,影響裝置的安全生產(chǎn)。因此,化工企業(yè)需從安全的角度對此類非正常情況進(jìn)行預(yù)防,通過安全閥、防爆片等安全設(shè)備的合理使用,提高裝置的生產(chǎn)安全。此外,對于生產(chǎn)安全危險性較高、反應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)裝置,應(yīng)使用連鎖機構(gòu)進(jìn)行安全保護(hù),以實現(xiàn)生產(chǎn)安全的自動控制。
綜上所述,化工生產(chǎn)具有一定的危險性,隨著化工企業(yè)不斷發(fā)展,這種危險也隨之增大。因此,相關(guān)單位應(yīng)全面提高對于化工生產(chǎn)安全問題的重視,嚴(yán)格遵照我國相關(guān)安全管理規(guī)定,進(jìn)行化學(xué)工藝設(shè)計和化工設(shè)備安全性評估,以促進(jìn)化工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
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