基于化工工艺设计风险及防范措施探究

杨海云（山东海成石化工程设计有限公司，山东 淄博255000）

1 化工工艺风险影响因素

化工生产过程主要包括对于化学原材料的生产，化学条件的控制来进行化学反应，提取有用的化工材料。这个过程中充满危险性，容易发生各种安全事故。化工工艺设计本身也有较强的特殊性，新技术的含量相对比较高，存在未知物理和化学参数，致安全设计方面存在许多难点和不确定性，从而造成了很大的安全隐患，通过研究与分析化工工艺风险的影响因素，可在一定程度上有效的帮助我们及时的规避风险问题，降低安全事故的发生率，以此来有效的提高化工工艺设计水平[1]。下面，就针对化工工艺风险影响因素展开具体的分析与讨论。

1.1 化工物料

在化工工艺设计中，涉及的物料多种多样，如原材料、主产物、中间产物、副产物、半成品等，设计人员在工艺设计之前，要对工艺过程涉及到的物料物理、化学性质、爆燃炸、腐蚀性，毒性等基本信息有充分的了解与掌握，将物料中存在的安全隐患与不安全因素更多的识别出来。要对所有物料的危险特性及对环境和健康的危害程度做综合性评估，并且对评估结果进行分析与总结，在设计的过程有针对且有目的的采取措施。对更多的风险进行规避，使得设计完成与其目标，并保证其具有较强的安全性。

1.2 化工设备

化工生产是原料通过一系列的化学、物理变化的过程，其变化是在化工设备中完成。化学反应是整个化工生产的核心且具有较高的危险性，化学反应器是化工生产的关键设备，因此在设计反应器时，一定要对存在的风险以及可能出现的安全隐患有充分的考虑，化学反应往往是高温，高压条件下进行的，对于放热反应，如果反应热不能及时带出，反应器会超温超压而变形，进而引起安全事故。因此，化工设备的选型时，要充分考虑工艺物料特性、工艺操作温度与压力，合理选择设备的型式和材质。

1.3 化工路线

化化工路线主要就是指：化工产品生产的整个流程。因此，化工路线的设计不合理也会给化工工艺带来一定的安全风险。因此，企业中的设计人员在设计化工工艺时，就应结合工厂生产环境，并根据工艺的具体生产要求，来规划合理的化工路线，确保提高整个化工产品生产安全性。此外，有些企业的化工路线还可能存在复杂交叉的问题，使得原材料之间也会受到影响，这样也就不利于安全生产[2]。

2 化工工艺设计要求

为了保障化工工艺生产活动开展的安全性，避免安全事故的发生，在进行工艺设计时，就应遵循一定的设计原则，即：第一，专业性。参与化工工艺设计的人员都应具备较高的专业素养，其整个设计流程应严格的按照产品的生产需求展开，避免外界环境对其造成影响。设计人员还应合理的选用生产原料，提高工艺设计的科学性和合理性。此外，设计人员还应定期的学习相关专业技能，提高自身的安全防范意识，及时的发现化工工艺生产流程中可能存在的安全隐患，以此来有效的做好整个生产过程的安全性防控。第二，危险性。化工工艺具有较高的危险系数。因此，工艺设计人员就应合理的规范自己的行为，提高风险意识，防患于未然。第三，复杂性。化工工艺的生产涉及多个环节，且整个流程还较为复杂。因此，设计人员就应细致的管控每个生产环节，精心的设计每个环节的生产材料，保障各个环节的生产安全。

3 化工工艺设计风险防范措施

3.1 工艺物料和设备

工艺物料物料的危险要从其物理化学性质、稳定性、化学反应活性、燃烧及爆炸、腐蚀性、毒性及健康危害等方面进行分析和辨识。只有充分了解和掌握工艺物料特性数据，合理选择设备材质。比如对于含湿硫化氢工艺物料，压力容器在湿硫化氢环境中的应力腐蚀开裂是一种发生频率高，后果较为严重的破坏现象。硫化氢一旦泄漏大气中轻则污染环境，重则危及人身安全，在湿硫化氢应力腐蚀环境下，必须慎重选材，并且在压力容器需焊后热处理消除残余应力，避免湿湿硫化氢应力腐蚀的各种危害。设备选材料还应考虑设备的操作温度与压力，设备的壁厚和受压元件的压力等级根据温度压力相偶合最苛刻条件选取，避免压力容器在高温高压变形而发生工艺物料的泄漏而引发严重火灾和爆炸事故。此外，化工设备设计时，还需设计安全附件，包括泄压装，计量装，报警装置和连锁装置，避免设备操作失控，设备超温、超压引发设备局部变形、泄露、甚至爆炸的危险[3]。

3.2 优化工艺路线

科学的简化工艺生产路线，可有效的节约企业生产成本。因此，企业就应首先结合产品生产要求，选择安全性较高的工艺路线，确保各个生产环节都能有序展开。对于工艺生产过程中所使用到的原材料，应确保其无毒、无腐蚀，以此也能对化工设备形成保护。倘若在生产过程中需要使用催化剂等材料，应提前做好稀释工作，避免过高的浓度给整个化工产品生产带来影响。此外，温度是影响化学反应的主要因素。因此，就应合理的控制温度，不应过高也不应过低，确保温度能够起到催化的作用。对于化工产品生产过程中产生的废料，应做好回收再利用工作，提高资源的利用率，避免不当的处理给环境造成污染。

3.3 化学反应装置

化学反应一般都在化学反应装置中进行。因此，化学反应装置的安全可靠性也在一定程度上影响着整个化学反应的安全性。其中，对于化学反应装置的选择，应严格的按照产品生产要求和安全要求，选择安全系数较高的化学反应装置，必要时，还应做好装置的固定工作。化学反应发生时，可能对温度以及压力等条件有要求。因此，化学反应装置的选择就应满足这些要求，这样才能充分的发挥出化学反应装置的使用价值。此外，设计人员还应重新设计化学反应装置的进料口，控制物料的投入速度，提高整个化学反应的安全性和可靠性[4]。

3.4 管道设计

化学管道在使用的过程中可能出现腐蚀、开裂断裂等现象，化工物料发生跑、冒、滴、漏现象，不仅会影响环境，并且外泄的原材料如果易燃易爆，那么会引发严重的火灾和爆炸事故。因此，设计人员还应做好管道的良好设计，根据工艺物料的特性及操作条件合理选取管道材料，保障产品生产安全。此外，设计人员还应考虑管道的布置问题，对活塞式压缩机管道布置采取防振措施，高温管道布置满足柔性，消除管道的疲劳破坏。管道中的阀门及其配对法兰垫片紧固件，应合理的选配，保证阀门法兰的密封性，避免出现管道泄漏问题。

4 结语

不断的做好化工工艺的设计风险防范工作，对于保障整个化工产品的生产安全，降低安全事故的发生率以及提高化工企业的发展竞争力，促进化工行业的快速稳定发展都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解化工工艺风险影响因素以及化工工艺设计要求，进而从优选原材料和设备、优化工艺路线、化学反应装置以及管道设计4个方面来做好化工工艺设计的防范工作，避免化工产品在生产的过程中出现安全隐患，提高化工产品生产的安全性和可靠性，确保为人们的基本生活和经济的稳定发展提供保障。