化工工艺设计中常见的安全问题与其控制策略探析

王恩霞

摘要：安全问题是各行各业在展开相应工作时首先要考虑的因素，化工工艺设计由于其自身具有的特殊性，对于安全的考虑更是应当放在首位。本文将简单论述化工工艺的设计理论，找出化工工艺设计中常见的问题并寻求对策，同时将有针对性的提出促进化工工艺设计良性发展的建议。

关键词：化工工艺 设计 安全问题 控制

一、化工工艺设计理论概述

1.化工工艺设计的流程

化工工艺设计是一个按照流程不断推进的过程，首先产生的是概念设计。概念设计是一个类似模拟的过程，主要是对拟建的项目构建一个大致的轮廓，用来验证设计的方案是否符合工艺条件和生产路线。紧接着会有中试设计，这是设计的深化过程，主要是为检验整个设计路线的合理性、有效性及是否能正常运作。然后进入初步设计阶段，这个阶段基本是将前期的理论设计落到实处，会依据项目所在厂址及四周环境，从多方面对项目进行综合考量，提供建厂依据。最后则是施工图设计了。有了前期所有的这些完备的理论依据后，设计合理的施工图，拟建厂房。

2.化工工艺设计的特点

化工工艺设计过程由于每一个项目有其特有的功能，因此每一个项目都具备其自身独有的特点，然而总体而言，化工工艺设计有一些共同的地方。

首先化工工艺设计的工作量是很大的。每一个项目的总体投资都很大，且由于化工设计自身具备一定复杂性，所以使用的各类设备会特别多、化工原来的种类也会十分庞杂，这直接让设计过程的工作量十分繁重。

其次化工工艺设计要求尽量缩短周期。首先这是由于市场导向的因素，项目只有尽快建成才能给企业带来效益。所以设计过程往往是和建设过程一同进行的，一边建设一边对设计进行改进，尽量缩短设计周期。

二、化工工艺设计中经常出现的问题及其控制

化工工业设计中常见的安全隐患问题主要存在于以下几个方面：

1.化工原料的安全问题

很多化学药剂都是存在一定危险性的，有的有毒，有些特定的化学药剂如果放在一起可能产生反应，有的反应可能伴随爆炸等安全隐患。在工艺物料的使用上，一定要对物料的物理性质、化学性质有明确的辨别，特定物料用特定的容器或装置盛放，会发生反应的物料一定要分开存放，这样才能避免由于物料产生的安全隐患。

2.工艺路线的安全问题

化工工艺设计在前期都会设计若干条工艺路线，就是为了后期建设中参考备用，以选择最合适的路线。工艺路线选择时，要综合考量厂址、厂房周围环境，以及各方面因素综合一起可能存在的安全隐患，能够最大程度避免安全问题发生的工艺路线通常应当作为首选。

3.化学反应装置的安全问题

化学反应的顺利发生是获得所需产物的核心，一定程度上，化工工艺的设计过程就是为整个化学反应的发生而服务的，然而实际情况中，化学反应过程往往是存在最多安全隐患的过程。化学反应的种类很多，有的反应会发生速度非常快，且伴随大量热量的产生，反应一旦失控，后果难以想象。因此在反应装置的设计中，一定要充分考虑如何有效控制反应进程，反应一旦面临要失控的状态，如何能够及时的让反应过程放慢或停止。反应过程中，化学原料按照怎样的先后顺序加入，催化剂的用量及加入时间如何控制，如何对装置进行冷却降温，都是装置设计过程中需要综合考虑的。此外，化学反应通常伴随特定的产物，除了需要的那一部分，不需要的产物如何收集、处理、排放，如果是有毒有害的物质，如何处理，这也是反应装置设计时需要考虑的因素。

4.管道及阀门的安全问题

管道和阀门是用来控制用料输送的流量和速度的，尤其是针对那些具有腐蚀性的物料，如何防止其对于管段和阀门的腐蚀，是设计中需要考虑的，且对于易燃易爆及有毒的物料，也可以通过对管段及阀门的有效设计来控制其流量，避免危险的发生。

5.整体园区的安全问题

在设计过程中，对于整体园区也应当有合理规划，园区的设计应当符合国家的相关规定，合理布局。园区设计中应当配备相关的安全监管及危机管理部门，对整个反应区时时监控，对于反应设备定期排查，一旦发生异常状况马上深入了解原因，对于故障问题要第一时间检修。园区的安全系统应当可视化，可以全方位采用网络系统监控，这对于降低整个园区的安全隐患将起到很好的作用。

三、促进化工工艺设计良性发展的建议

化工工艺设计除了要注重整个项目后期运作中能否很好的带来效益，各个环节的安全考虑、整个项目的可持续发展也是应当列入考虑范围内的。

1.物料的选择

化学试剂的种类是非常多的，很多不同的物料通过特定的反应过程都可以带来结果产物。在物料的选择上，除了要尽量选择成本低廉的物料，对于物料的性质也应当适当做出考虑。尽量避免选择易燃易爆或者有毒的物料，即使这样的物料成本相对低廉，但其存在的安全隐患是很大的，一旦发生安全问题，经济损失将难以估量。

2.反应过程控制

在确定了反应原理、使用物料后，对于反应过程一定要进行有效控制。如果反应发生速度极快且伴随着大量放热，一定要设计合理的反应设备对过程进行有效控制，避免危险的发生。反应过程控制的关键在于反应装置的选择，反应装置的选择上一定要将安全作为第一考虑。

3.产物的处理及利用

反应过后，除了需要的产物，往往还会产生其他产物，反应产物如果有毒害，一定要采用有效方式将其收集或者用二次反应将其消耗掉，绝对不能不经处理而肆意排放到环境中，这种行为是极其不负责任的，是应该杜绝的。此外，对于有的有使用价值的产物，可以将其收集起来，经过一定的处理加以利用，或者卖给需要这种原料的厂家。这种方法不仅避免了浪费，还为企业增加效益。

结论

化工工艺设计是一个庞杂的过程，设计到各个不同的环节，设计过程中首先需要考虑的就是安全问题。想要尽可能的排除安全隐患，对于化工原料要慎重选择，工艺路线也应当合理，尤其是反应装置的设计，要能很好的控制反应进程，且能有效抵御反应过程中可能伴随的反应失控问题。想要促进化工工艺设计良性发展，则应当更多的考虑环境因素，且合理有效利用反应的产物。

参考文献：

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