化工工艺设计中的安全危险问题论述

瞿文国

摘要：本文通过多年的化工工作经验，总结了化工工艺设计的特点，以及化工工艺设计的特点，结合多年的工作实践，从工艺物料、工艺路线、化学反应装置、管道及阀门、电气、整体园区几个方面，总结了化工工艺设计中安全危险的识别与控制方法和策略，总体上对化工工艺设计中的安全危险问题进行研究。

关键词：化工工艺；工艺设计；安全危险

化工行业由于其自身的特殊性，安全问题大于天，所以对其安全性的要求更高，化工工艺设计中安全危险的问题更应该大家予以高度的重视。

1关于化工工艺设计的特点

在整个化工设计过程中，我们必须熟悉它的原则和精神，从而贯彻到其中去。把化工工艺设计中的细节进行灵活运用，既符合规范，又不造成对生产的违背。实现对化工生产的安全高效运行。因为在化工生产中，安全是第一性的，所以我们必须对生产中的安全性进行剖析。

熟悉我们的原材料和产品性质，以便我们对号入座。化工规范把物品的危险程度分为五个等级。它的划分主要是综合生产过程中所使用、产生及存储的原料、中间品和成品的物理化学性质、数量及其火灾爆炸危险程度和生产过程的性质等情况来决定的。根据危险等级的不同我们才能确定防火间距、防爆等级。它对我们选用设备仪表、操作方式、消防器材的选用起到决定性的作用。

2化工工艺设计的分类

（1）概念设计。概念设计是假象设计，它是按拟建规模工业生产装置进行的，概念设计一般在中试前进行，主要目的是为了检查工艺条件和生产路线是否合理，确定数据和小试补充的内容以及必要时中试规模和中试目的。

（2）中试设计。中试内容和任务主要是检验小试确定的工艺路线和条件；试制产品考核的使用性能；考验工艺系统连续运转可靠性；获取设计工艺必需的工艺和工程数据；考察放大致应和检验校正放大模型；考核杂质积累对工艺过程及最终产品质量的影响；以上内容和业务在检验时可以是全部也可以是部分，视具体情况而定。

（3）基础设计。基础设计是整个技术开发阶段的最终研究成果，目的是提供建设生产装置的一切技术要点。

（4）初步设计。初步设计是精细化工工程设计的第一阶段，它的成果是初步设计说明书和总概算书。根据基础设计和批准的设计任务书、厂址选择报告，对工程在技术和经济上进行总体研究与计算的具体建设方案。初步设计结果应能满足项目审查和施工推备，材料与设备订货，项目招标等要求，能提供建厂投资依据。

（5）施工图设计。施工图设计是依据上级对初步设计的审批意见，将初步设计中确定的设计原则和方案，根据建筑与非标准设备制作的要求，以图样和文字方式招工艺和设备各个组成部分的尺寸，布置和主要施工方法具体化，明确化，并解决初步设计阶段待定的各项问题。

3化工工艺设计的特点

化工工艺设计一般来说具有新技术含量高、工艺流程独特等特征。

设计基础资料不完整。设计基础资料一般由科研单位根据已有试验数据及有关资料编制而成。由于没有经过工业化生产的检验和完善，其数据的可靠性和完整性都不如常规装置。

由于化工装置工艺流程一般较独特，包括的设备种类繁多、规格特殊，设备的功能化无论是对非标设备的设计，还是对定型设备的选用都提出了特殊要求。

工作量大，具有总体投资大、设备多、管道多，且处理的物料都较特殊。其管道设计也要作特殊考虑。

设计周期短，为了尽快占领市场、缩短建设周期，化工工艺设计往往要打破正常的设计周期，边开发边设计，边建设边更改设计的现象较普遍。

规模大小不一，一般情况装投资，某些设计不可能完全按照规范规定去做，但有时为了测得所需的工程数据或获得一定的产量，往往也需要较大的规模。

化工工艺设计的以上特点，造成潜在事故隐患有增大的趋势。因此，化工工艺设计的危险识别和控制就显得尤为重要并越来越为人们所重视。

4危险识别与控制

危险因素通俗地讲就是生产中的事故隐患，具体地讲就是生产中存在的可能导致事故和损失的不安全条件。危险识别与控制，是对项目生产工艺的全过程、配套公辅设施的生产过程、使用和产出的物质、主要设备和操作条件进行解剖和分析，摸清危险冈素和有害因素产生的方式、种类、位置及其产生的原因，提出合理町行的消除、预防或降低装置危险性，提高装置安全运行对策措施及建议。尽量防止采取不安全的技术路线，避免使用危险物质、工艺和设计。如果必须使用，也可以从设计和工艺上考虑采取安全防护措施，从而使这些危险因素不至发展成事故。如若保证设计安全，需注意以下几个方面：

（1）工艺物料。物质危险的辩识应从其理化性质、稳定性、化学反应活性、燃烧及爆炸特性、毒性及健康危害等方面进行分析和辩识。

（2）工艺路线。一种反应往往有好几条工艺路线。需要考虑的是采用哪条路线史能消除或减少危险物质的量。

（3）化学反应装置。化学反应是整个产品生产的核心，一般通过反应才能得到所需的产物，同时反应也带来了许多危险性因素，在反应器的设计和选型前，往往要想到可能发生最严重的事故是什么，反应器中哪些将导致失控反应，搅拌器有何影响等等。

化学反应的种类繁多，当反应速度快、放热量大或由于设计上的原因使反应器的稳定操作区域很小时，反应器控制方案的设计成为一个非常复杂的问题。由于缺少物质的反应或分解速度及热效应数据，一旦失控反应发生如何降低反应速度、将反应停止、或者放空，需要时如何迅速使反应物不参与反应或进行处理，都是潜在的危险因素。有些化学反应在一定的条件下是很稳定的，但如果出现：冷却效果变差或过量加热，搅拌能力失效，反应物的过量加入，反应物加入顺序不当，反应器外部火灾，传热介质漏入容器等，就可能发生失控现象。设计时应确保温度等控制在预定的范围内，以免反应失控。设备从安全角度讲，不但要求有足够的结构强度，防止爆裂，而且要求密封必须良好。一定要有足够的严密性，止泄露，因为大量介质的泄露会引起火灾或中毒，酿成巨祸。对高压密封结构的要求，首先是安全可靠，运行过程中，在温度和压力有波动，仍要始终保持严密不漏，如果由于某种原因容器产生了超压，那么容器就有可能因过度的塑性变形而遭到破坏，造成恶性事故，为了防止这种异常情况，一般在容器上装有安全压力释放装置。

（4）管道及阀门。管道输送的物料常具有易燃、易爆、腐蚀和毒性，阀门是介质流通或压力系统巾的一种设施，它用来调节介质的流量或压力。

（5）电气。电气设计中，应结合工艺的要求，按照工作环境是否属于爆炸和火灾危险环境、危险程度和危险物质状态的不同，采取相应的措施，防止南于电气设备、电气线路设计不当引起爆炸事故。

5结束语

我国化工园区建设的安全生產整体实施科学化、可视化、网络化的解决方案，全流程、全方位支撑突发事件的综合应对，引领安全生产从被动应付型向主动保障型战略转变。建设全过程、全方位、空间立体的企业安全生产系统，可以有效提高化工园区安全生产水平。