分析化工安全设计中的危险因素及应对措施

伍燕碧

（万华化学集团股份有限公司，山东 烟台 264000）

关键字：化工安全技术；危险因素；应对措施

化工安全技术设计中应当对安全进行重新定义，安全一方面包括化工工作人员的安全，另一方面也应考虑化工产品的安全，即在化工安全设计中既要保护化工工作人员，也要保证化工产品的精度与纯度。而在化工安全设计中，最难平衡的点就在于两者安全的取舍。在此之外，反应装置的设计工艺也阻碍着化工安全发展，若想化工业能保持强有力的生命力，其安全保障应当放于发展战略的首要地位。综上，本文将从化工安全设计中潜藏的危险因素出发，展开对应措施的探讨。

1 化工安全设计中的危险因素

1.1 化工原料的危险性

化工原料种类丰富，在各大领域皆有应用，但值得注意的是，要注意区分化工原料及化工产品。化工成品和化工原料虽具有一定互通性，但将其放置于同一个化学反应式中，化工原料则是反应物，而化工产品则为生成物[1]。化工产品其安全性要求更高，在化工制造业中会更受关注，化工原料在化工业中则更重视其经济性，因而便忽略了其安全性。部分化工原料本身具有易燃及易爆炸或是腐蚀性，如氢气是化工业常用原料，但不纯的氢气则很容易发生爆炸。部分化工原料本身具有毒性，如腈类化合物，其在医学、钢铁制造业等各方面皆有涉及。因此化工安全设计中化工原料的危险性应当充分了解。

1.2 化工工艺反应的不确定性

化工安全设计以化工工艺为基础，而化工工艺的设计要求严谨及精确性，如化工原料用量未得到精准控制或是未达到化工工艺所设计的反应环境，则有可能引发副反应从而影响化工产品浓度及纯度致使化工产品无法达到工业标准，并且因反应中的副反应存在发生爆炸事故的可能性[2]。以硫酸制造为例，硫酸制造工艺核心包括原料选取、工艺选择、三氧化硫制取。硫磺作为制作硫酸常用原料，而硫磺蕴藏环境中同时含有硫化氢及烃类物质，而硫化氢在一定浓度下会发生爆炸，从而引发事故。此外在溶硫过程中，硫会被空气氧化生产酸，如酸度过高则会腐蚀制酸设备。因而在进行化工安全设计中，应考虑化工工艺反应的副反应的危害。

1.3 化工反应装置的安全隐患

以煤气化为例，其反应条件要求为高温高压，反应装置常见为气化炉，而气化炉在长期使用中受环境影响会产生裂纹，从而为化工反应埋下安全隐患。并且煤气化的反应物多样，反应温度高达1700℃，而气化炉在一定条件下会被煤气化所过程中所产生的二氧化碳及硫化氢腐蚀，如在反应条件发生波动，需加压或降温时，环境由干相变为水相，从而为气化炉的腐蚀提供条件，气化炉会出现表面裂纹。经过长时间累积，不仅煤气化效率被影响，化工反应安全也难以得到保障。化工反应装置作为化工反应容器，需具有耐高温、耐高压、耐腐蚀等特性，而目前，我国工业发展中存在缺陷，且化工反应装置也缺乏与时俱进的设计工艺。电气设备难以满足化工工艺要求是化工安全设计难以突破的阻碍。

1.4 化工环境的危险性

化工环境包括工作间及反应器。工作间环境由于缺乏专业监管体系呈现混乱状态致使工人状态及心理情绪不可控破坏化工工艺操作严谨性。而反应条件是实现化工工艺的必备要求，在进行化工制造时常要求高温高压[3]。高温高压的反应条件不仅对化工设备要求较高，对于高温高压的施加装备也是一种挑战。然而，如无法为化工制造提供要求温度及气压，化工产品质量则难以得到保证。就我国目前电气设备的发展程度分析，仍难以满足化工工艺高温高压要求。

2 化工安全设计安全隐患应对策略

2.1 细化化学反应监管流程

化学反应即化工生产制造过程，为保持化学制造严谨性，流程应给予细节化管理。从原材料的选择到反应器安全故障排除再到化学工业废渣处理都应给予细化处理。在化工环境中，受高温高压及机械噪声等多方面影响，化工工作人员难以长时间维持警惕状态易出现药品检验不仔细、操作不当等情况，从而引发化学事故。化学反应监管流程的细化应建立考核指标，对于原料选择，应严格按照化工标准选取。反应容器应定期进行检查，对于老化设备的修补和重置要进行科学分析，结合工厂经济发展情况采取可行性措施。而无法满足化学工艺的设备应当及时淘换，以发展眼光来看待化工安全设计。对于反应物及生成物的处理按其化学特性进行排放及回收，如可凝缩蒸汽应设置排水器和放空管。对于化学制造动力供给系统，需设置备用系统避免设备故障导致反应中断而发生不可控风险。

2.2 优化工厂结构设计

工厂结构设计应配合化工事故处理以缩减化工事故危害范围。因此厂内外设施的安全设计应按照原料进厂、化工产品制造、化工产品存储、化工产品输出的顺序进行布置，促进化工厂工作有序化进行。并且在各结构间需预留安全距离，火源设备应远离易燃易爆炸型物件，降低火灾发生率。对于车间结构设置应当以化工厂面积作为参考，合理配置空间。化工工艺实现过程可分为连续型、间歇型以及半连续型，因而工厂内部空间的设计尤为重要，为确保化工环境透光、空气流通、人员流动不拥挤，厂房设计应结合化工需要进行组合设计。在厂房设计中部分设备会直接设在室外，但如过程为间歇操作，且对温度有特殊要求的则不宜安置在室外，而应考虑将其安于室内。考虑到空间利用，如有通风要求且设备体积过于庞大的则可结合实际需要移至室外，因此在进行化学工厂设计时，可将室内及室外相联结，既可以控制工厂成本，也能贴合化学设备设计安置空间有利于化学制造安全环境的搭建。

2.3 精化化学工艺，注重基层人员培养

基层施工人员是化学制造的直接接触者，因此为了提高化工制造安全性能，在进行化学工艺设计时应贴合基层人员素质考虑工艺可行性，以人性化管理作为化工安全设计路线引领。与此同时，化工厂也应当注重基层人员能力培养，提升工艺操作能力及对化工工艺理解能力。基层人员培养可从化学装置细节保护出发到化工产品输出，化学装置操作，如化工工厂中常用的电气设备在操作过程中极易发生事故，究其原因为电气设备在使用过程中缺乏保护，排除电气设备自身缺陷则是化工人员的操作不当，因此，对于电气设备的操作培训是化工安全设计亟需考虑的一点。

3 结语

化学工厂安全是化工行业保持可持续发展必要条件，也是化工产品质量的保障。化工厂的安全需要化工人员严谨的工作态度及负责人科学系统监管作为执行保障。与此同时，由于化工工艺条件多为高压高温，因此，与其配套的化工设备同样是化工安全设计要点。综上，化工生产中，因其过程错综复杂而隐藏着多种危险因素，而化工安全设计应当从隐患出发，精化工艺设计、研发配套装置以拓展化工行业发展空间。