化工工艺设计风险防范措施探讨

郝大雪 王睿 陈海莉

摘要：化工工艺设计主要包括设备布置、工艺流程、管道布置等方面。在化工工艺设计时，设计人员要将对工艺进行科学计算，并且要详细的绘制出工艺流程图，然后在根据这些条件将相关的设备条件总结出来，然后将其交到设备专业当中，从而提供相关信息数据给设备图纸的制作，同时提供可靠的数据，给自控专业仪表选型。在制作时，工艺制作人员根据设计人员提供的工艺流程图初步完成对工艺设备的布置，然后再根据图纸完成对管道的配管，最后实现管道布置。

关键词：化工工艺;设计;要求;风险;防范措施

一、化工工艺设计的基本要求

化工工艺设计的要求主要表现为：第一、降低能耗的要求。尽管在实际的设计生产中，很多人把能源成本当作生产总成本之中的一个重要部分，但是这种想法是错误的。将基建投资高和能量消耗大这两个问题解决，能有效的提高生产效益，降低生产成本，减低能效和与之相关的投资课题一般来说颇为有效，比如在许多大型的分离装置上运用超临界流体。通过对当前资料和实际应用的研究可以看出，一些系统能源费用比很多常用的技术要低，比如恒沸蒸馏以及蒸馏的获取。降低能耗是工艺设计与研究需要重视的一部分。第二、降低基本建设投资的要求。化学工艺属于密集型产业，如果没有化学研究上的重大成果让主要的产品生产工艺得到提升和完善，就需要通过改造现有装置、扩大产能的方式来解决，这些方式可以有效地减少在基本建设上的投资。

二、化工工艺设计存在的主要安全风险分析

（一）化工设备安全风险。生产化学产品的关键是化学反应，在化学反应过程中会出现各种热、光等现象，存在着众多的安全隐患，稍有不慎就可能引起重大的安全事故。在化工产品的现场生产过程中，化学反应往往会产生高压从而造成反应设备的无规则变形，甚至会造成严重的安全事故，在此类化工反应设备上必须安装压力释放装置。化工工艺生产过程中发生的大量物理化学反应造成了较多的安全隐患，这些众多因素存在不确定性，这种不确定性是由石油化学反应环境温度、湿度、反应物使用量等多方面因素共同决定的。众多因素的不确定性给操作人员掌握反应进程与状况形成了很大的难度，导致化工工艺安全隐患。

（二）化工工艺路线安全风险。化工工艺路线设计涉及的工艺环节较多，包括生产物料、生产条件、设备等各方的设计，对每一条路线的设计都需要进行安全性论证，确保工艺流程无害无危险，避免生产条件的不可控变化对整个化学反应的影响，保证化工生产设备的可靠性和技术的可行性，加强污染检测，避免污染物的随意排放，降低对环境的污染程度。化工工艺路线的每一环节出现任何很小的差错都可能造成整个生产线的安全事故，影响生产的顺利进行和经济效益，因此需要对每一个环节进行严格监控，并及时发现、排除安全隐患。

（三）管道泄漏安全风险。化工工艺流程中的管道是整个工艺的“血管”，连接化工工艺的每一个环节。管道输送的是易燃、易爆、易腐蚀化工物料，稍有不慎造成管道的某个部位发生泄漏问题这些易燃、易爆、易腐蚀的化工物料就会从泄漏的地方流出来，造成人员和设备方面的损失，影响化工生产的正常进行因此在化设计的过程中要充分考虑化学物料对管道影响，选择合适的管道材料，并进行力学分析，消除管道运输过程中的安全隐患。在管道中最薄弱的环节是管道的连接处以及弯道的弯头，这些地方由于后期加工等原因材料性能较差，极易出現化学品的泄漏，在设计过程中需要对这些薄弱的地方进行着重考虑，加强材料使用，优化管径尺寸在管道运输过程中水锤、气液共存产生柱塞流等现象会严重危害管道的安全性能，在设计时要优化参数。

三、化工工艺设计风险的防范措施

（一）严格化工设备选择。化工设备是实现化工工艺流程的关键，相当于人的心脏造血的功能，是制造化工产品的核心部位。化工设备不合格就像人的心脏出现了问题一样，会产生很多安全性问题，严重时甚至导致生产事故的发生，危害整个化工工艺流程。因此化工设备的设计和选择在化工设计中显得极其重要，一般需要经过科学的分析和严格的计算来确定适合整个化工流程的设备。化工工艺流程中发生的化学反应种类繁多，不同类型的化学反应产生的光、热等物理化学效应不同，对设备的要求也有所不同。在设备的设计过程中，需要针对每一个设备所要发生的化学反应进行分析，获取反应过程中的温度压力变化，设计符合要求的化工设备。此外，在工艺设计中可以选择减少进料量、控制加热速度、多级反应法等措施控制反应的进行，减小对化工设备造成的压力，通过使用外循环冷却器、安装压力释放装置等方法加大对设备的降温力度避免出现化工设备超压、超温而导致破坏等现象的发生，防止安全事故的发生。

（二）优化化工工艺路线。不同的化工工艺设计方案会形成不同的工艺路线，不同的工艺路线组合会产生不同的安全隐患。在化工工艺设计中要综合评价工艺路线组合所造成的安全隐患，制定优化方案，使化工生产安全性达到最高值。在优化工艺路线时需要对物料、生产条件、设备等的设计进行详细分析与综合考虑做出最完善的选择，将无害或低伤害的物料作为首选，选择生产条件相对宽松的化工反应，以缓解化工反应的控制难度，及时更新设备与技术，减少三废，建立三废的回收再利用处理工艺流程，并使其经济化减少对环境的污染。

（三）加强管道安全控制。化工工艺过程中应该充分考虑到输送管道的材质、管路排布以及环境振动方面的影响因素，并且应该根据输送化工物料的实际情况选择不同的管道材质、法兰结构，以保证输送管道具有较高的密封性，而且还应该针对管道接口以及拐弯处进行特殊处理，以保证输送管道在工作过程中的安全性。对管道方位的设计，以及力学分析是进行管道安全控制的有效手段，是预防管道安全隐患的重要措施。

四、结束语

综上所述，化工工艺设计时需要考虑多种因素，对于化工设计人员专业能力也有着较高要求，同时本身还具备时间、质量、安全的矛盾，因此容易产生各种设计风险，所以需要采取有效的防范措施，从而有效保障化工生产安全。

参考文献：

[1]胡俊等.试论化工工艺设计中安全问题及控制[J].化工管理，2016（01）.

[2]袁丽娟.化工工艺安全设计中的危险识别与控制研究[J].现代盐化工，2017（07）.