化工工藝設(shè)計中的安全危險問題論述

陳成

摘要：本文通過多年的化工工作經(jīng)驗，總結(jié)了化工工藝設(shè)計的特點，以及化工工藝設(shè)計的特點，結(jié)合多年的工作實踐，從工藝物料、工藝路線、化學(xué)反應(yīng)裝置、管道及閥門、電氣、整體園區(qū)幾個方面，總結(jié)了化工工藝設(shè)計中安全危險的識別與控制方法和策略，總體上對化工工藝設(shè)計中的安全危險問題進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：化工工藝；工藝設(shè)計；安全危險

化工行業(yè)由于其自身的特殊性，安全問題大于天，所以對其安全性的要求更高，化工工藝設(shè)計中安全危險的問題更應(yīng)該大家予以高度的重視。

1 關(guān)于化工工藝設(shè)計的特點

在整個化工設(shè)計過程中，我們必須熟悉它的原則和精神，從而貫徹到其中去。把化工工藝設(shè)計中的細(xì)節(jié)進(jìn)行靈活運用，既符合規(guī)范，又不造成對生產(chǎn)的違背。實現(xiàn)對化工生產(chǎn)的安全高效運行。因為在化工生產(chǎn)中，安全是第一性的，所以我們必須對生產(chǎn)中的安全性進(jìn)行剖析。

熟悉我們的原材料和產(chǎn)品性質(zhì)，以便我們對號入座?；ひ?guī)范把物品的危險程度分為五個等級。它的劃分主要是綜合生產(chǎn)過程中所使用、產(chǎn)生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學(xué)性質(zhì)、數(shù)量及其火災(zāi)爆炸危險程度和生產(chǎn)過程的性質(zhì)等情況來決定的。根據(jù)危險等級的不同 我們才能確定防火間距、防爆等級。它對我們選用設(shè)備儀表、操作方式、消防器材的選用起到?jīng)Q定性的作用。

2 化工工藝設(shè)計的分類

（1）概念設(shè)計。概念設(shè)計是假象設(shè)計，它是按擬建規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)行的，概念設(shè)計一般在中試前進(jìn)行，主要目的是為了檢查工藝條件和生產(chǎn)路線是否合理，確定數(shù)據(jù)和小試補(bǔ)充的內(nèi)容以及必要時中試規(guī)模和中試目的。

（2）中試設(shè)計。中試內(nèi)容和任務(wù)主要是檢驗小試確定的工藝路線和條件；試制產(chǎn)品考核的使用性能；考驗工藝系統(tǒng)連續(xù)運轉(zhuǎn)可靠性；獲取設(shè)計工藝必需的工藝和工程數(shù)據(jù)；考察放大致應(yīng)和檢驗校正放大模型；考核雜質(zhì)積累對工藝過程及最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響；以上內(nèi)容和業(yè)務(wù)在檢驗時可以是全部也可以是部分，視具體情況而定。

（3）基礎(chǔ)設(shè)計?；A(chǔ)設(shè)計是整個技術(shù)開發(fā)階段的最終研究成果，目的是提供建設(shè)生產(chǎn)裝置的一切技術(shù)要點。

（4）初步設(shè)計。初步設(shè)計是精細(xì)化工工程設(shè)計的第一階段，它的成果是初步設(shè)汁說明書和總概算書。根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計和批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書、廠址選擇報告，對工程在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行總體研究與計算的具體建設(shè)方案。初步設(shè)計結(jié)果應(yīng)能滿足項目審查和施工推備，材料與設(shè)備訂貨，項目招標(biāo)等要求，能提供建廠投資依據(jù)。

（5）施工圖設(shè)計。施工圖設(shè)計是依據(jù)上級對初步設(shè)計的審批意見，將初步設(shè)計中確定的設(shè)計原則和方案，根據(jù)建筑與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作的要求，以圖樣和文字方式招工藝和設(shè)備各個組成部分的尺寸，布置和主要施工方法具體化，明確化，并解決初步設(shè)計階段待定的各項問題。

3 化工工藝設(shè)計的特點

化工工藝設(shè)計一般來說具有新技術(shù)含量高、工藝流程獨特等特征。

設(shè)計基礎(chǔ)資料不完整。設(shè)計基礎(chǔ)資料一般由科研單位根據(jù)已有試驗數(shù)據(jù)及有關(guān)資料編制而成。由于沒有經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)的檢驗和完善，其數(shù)據(jù)的可靠性和完整性都不如常規(guī)裝置。

由于化工裝置工藝流程一般較獨特，包括的設(shè)備種類繁多、規(guī)格特殊，設(shè)備的功能化無論是對非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計，還是對定型設(shè)備的選用都提出了特殊要求。

工作量大，具有總體投資大、設(shè)備多、管道多，且處理的物料都較特殊。其管道設(shè)計也要作特殊考慮。

設(shè)計周期短，為了盡快占領(lǐng)市場、縮短建設(shè)周期，化工工藝設(shè)計往往要打破正常的設(shè)計周期，邊開發(fā)邊設(shè)計，邊建設(shè)邊更改設(shè)計的現(xiàn)象較普遍。

規(guī)模大小不一，一般情況裝投資，某些設(shè)計不可能完全按照規(guī)范 規(guī)定去做，但有時為了測得所需的工程數(shù)據(jù)或獲得一定的產(chǎn)量，往往也需要較大的規(guī)模。

化工工藝設(shè)計的以上特點，造成潛在事故隱患有增大的趨勢。因此，化工工藝設(shè)計的危險識別和控制就顯得尤為重要并越來越為人們所重視。

4 危險識別與控制

危險因素通俗地講就是生產(chǎn)中的事故隱患，具體地講就是生產(chǎn)中存在的可能導(dǎo)致事故和損失的不安全條件。危險識別與控制，是對項目生產(chǎn)工藝的全過程、配套公輔設(shè)施的生產(chǎn)過程、使用和產(chǎn)出的物質(zhì)、主要設(shè)備和操作條件進(jìn)行解剖和分析，摸清危險岡素和有害因素產(chǎn)生的方式、種類、位置及其產(chǎn)生的原因，提出合理町行的消除、預(yù)防或降低裝置危險性，提高裝置安全運行對策措施及建議。盡量防止采取不安全的技術(shù)路線，避免使用危險物質(zhì)、工藝和設(shè)計。如果必須使用，也可以從設(shè)計和工藝上考慮采取安全防護(hù)措施，從而使這些危險因素不至發(fā)展成事故。如若保證設(shè)計安全，需注意以下幾個方面：

（1）工藝物料。物質(zhì)危險的辯識應(yīng)從其理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、燃燒及爆炸特性、毒性及健康危害等方面進(jìn)行分析和辯識。

（2）工藝路線。一種反應(yīng)往往有好幾條工藝路線。需要考慮的是采用哪條路線史能消除或減少危險物質(zhì)的量。

（3）化學(xué)反應(yīng)裝置。化學(xué)反應(yīng)是整個產(chǎn)品生產(chǎn)的核心，一般通過反應(yīng)才能得到所需的產(chǎn)物，同時反應(yīng)也帶來了許多危險性因素，在反應(yīng)器的設(shè)計和選型前，往往要想到可能發(fā)生最嚴(yán)重的事故是什么，反應(yīng)器中哪些將導(dǎo)致失控反應(yīng)，攪拌器有何影響等等。

化學(xué)反應(yīng)的種類繁多，當(dāng)反應(yīng)速度快、放熱量大或由于設(shè)計上的原因使反應(yīng)器的穩(wěn)定操作區(qū)域很小時，反應(yīng)器控制方案的設(shè)計成為一個非常復(fù)雜的問題。由于缺少物質(zhì)的反應(yīng)或分解速度及熱效應(yīng)數(shù)據(jù)，一旦失控反應(yīng)發(fā)生如何降低反應(yīng)速度、將反應(yīng)停止、或者放空，需要時如何迅速使反應(yīng)物不參與反應(yīng)或進(jìn)行處理，都是潛在的危險因素。有些化學(xué)反應(yīng)在一定的條件下是很穩(wěn)定的，但如果出現(xiàn)：冷卻效果變差或過量加熱，攪拌能力失效，反應(yīng)物的過量加入，反應(yīng)物加入順序不當(dāng)，反應(yīng)器外部火災(zāi)，傳熱介質(zhì)漏入容器等，就可能發(fā)生失控現(xiàn)象。設(shè)計時應(yīng)確保溫度等控制在預(yù)定的范圍內(nèi)，以免反應(yīng)失控。設(shè)備從安全角度講，不但要求有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止爆裂，而且要求密封必須良好。一定要有足夠的嚴(yán)密性，止泄露，因為大量介質(zhì)的泄露會引起火災(zāi)或中毒，釀成巨禍。對高壓密封結(jié)構(gòu)的要求，首先是安全可靠，運行過程中，在溫度和壓力有波動，仍要始終保持嚴(yán)密不漏，如果由于某種原因容器產(chǎn)生了超壓，那么容器就有可能因過度的塑性變形而遭到破壞，造成惡性事故，為了防止這種異常情況，一般在容器上裝有安全壓力釋放裝置。

（4）管道及閥門。管道輸送的物料常具有易燃、易爆、腐蝕和毒性，閥門是介質(zhì)流通或壓力系統(tǒng)巾的一種設(shè)施，它用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量或壓力。

（5）電氣。電氣設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合工藝的要求，按照工作環(huán)境是否屬于爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境、危險程度和危險物質(zhì)狀態(tài)的不同，采取相應(yīng)的措施，防止南于電氣設(shè)備、電氣線路設(shè)計不當(dāng)引起爆炸事故。