化工工艺安全设计中的危险因素及消除途径

赵隆颢 (青海煤矿设计研究院有限责任公司，青海 西宁 810008)

1 化工工艺设计的特殊性

化工工艺设计的服务对象是化工厂，设计师会根据设计目标来合理制定工艺流程，遵循设计原则来选择物料和生产方案。为了能够保证化工工艺的设计质量，设计人员应当对产品的实际特性进行全面了解，从整体角度出发来展开系统化分析分析。其中，尤其要加大对高腐蚀性和易燃易爆材料的检验力度，从根本上入手来消除安全隐患，避免风险出现。

归根结底，造成化工工艺安全事故的主要原因有以下三点：第一是在设计环节中没有对设计方案的内容进行全面审查，导致其中存在安全隐患；第二，由于工作量过大而造成不同程度上的工作失误；第三，化工产品本身带有着较高的危险性，在缺乏完善安全制度的情况下，容易引发安全事故。在具体的化工工艺设计工作中，设计方案的内容如果缺乏科学性与可行性，不仅会大幅度降低产品本身的可信度，同时还会对产品的后期使用留下安全隐患。相比较来说，化学工艺的设计工作具有十分复杂的程序，因此在生产过程中，为了能够符合设计要求标准，会应用到很多先进设备，这在无形当中会增加设计师的工作压力和设计难度，稍有疏忽就会造成安全隐患[1]。

2 化工工艺的设计分类

2.1 概念设计

概念设计又可以被理解为假象设计。简单解释，概念设计主要是根据实际需求来拟建生产装置，通常情况下被安排在中试前开展。概念设计的目的是检验化工工艺的生产条件与生产路线是否符合方案要求，基于现实情况来进一步确定数据参数，为后续的环节打好基础。

2.2 中试设计

中式设计的主要目标包括如下几点内容：检验小试所确定出来的设计工艺路线与相关条件；综合检验工艺产品的使用性能；了解工艺系统在连续运转过程中的可靠度；多方面获取化工工艺设计所需要的相关数据参数；进一步考核杂志积累对于产品质量所带来的负面影响等等。在实际的中试设计中，除去上文中所提到的几点内容以外，设计人员还需要根据实际情况来灵活制定设计方案[2]。

2.3 基础设计

基础设计是针对化工工艺技术的开发阶段所开展的。基础设计的主要目的是检验研究成果的可行性，进而对后续生产环节的顺利进行打好基础。

2.4 初步设计

初步设计是进入到化工工艺设计阶段后的第一个步骤，其主要的设计目标是说明书与总概算书。初步设计应当根据基础设计中的相关内容来进一步批准任务书、工厂选址报告书等，从实际情况出发来核对具体的建设方案环节。初步设计至关重要，几乎涵盖了与化工项目有关的各个环节，其中包括项目审查、施工准备、材料购置、设备订货以及项目招标等等，进而对投资方案的准确性提供重要的参考依据。

2.5 图纸设计

图纸设计主要是根据初步设计中所提出的审批意见来进一步完善设计方案，遵循化工工艺的设计要求来进一步制定工艺技术与设备的管理和使用计划。同时还要明确各个施工步骤落实要求，逐一解决此阶段中所存在的现实问题。

3 化工工业安全设计中的危险因素

3.1 物料

在化工工艺的安全设计工作中，物料是引发安全危险因素的主要“元凶”。在上文中已经有所介绍，由于化工工艺具备着一定的特殊性，如果设计人员没有全面掌握设计要求在物料的选择上存在细微偏差，就极有可能造成无法弥补的重大生产事故。随着我国化学行业发展速度的不断加快，在当前的化工市场中涌现出了很多新原料。其中，相同类型的物料有了更加丰富的选择，这就需要设计人员全面掌握市场的发展动向。不难想象，如果设计人员的专业水平尚未达到应有要求，并且没有根据化工工艺的设计方案来提前了解市场中相同类型的物料性能，将极有可能出现物料错误使用的情况，进而为后续的生产环节埋下安全隐患[3]。

3.2 反应容器

目前，在化工工艺安全设计中，比较常见的反应容器包括化学反应容器、蒸发加热反应容器、物理混合容器以及多功能分散容器等等。其中，即使是结构十分简单的蒸发罐也可以被细分为多个种类。设计人员务必要严格按照设计方案中的要求来逐一安排好化工反应过程中地中转、运输以及储存环节，从实际情况出发来精准选择适合的容器设备，进而打造出符合安全等级要求的反应系统。反之，如果容器设备的选择有误，同样也会引发一系列的安全事故。

3.3 设备

在化工工艺的设计工作中，化工设备同样是非常关键的要素之一。设备的选择与应用是否符合设计要求，同样也会引发一系列的化学反应，进而造成安全隐患。由于可被应用到化工工艺安全设计中的设备种类非常之多，如果设计人员的选择不当，或者没有提前制定出完善的设备存储和养护方案，轻者会导致化学反应无法达到应有效果，重者则会引发不同程度上的安全事故。为此，设计人员务必要充分协调好化工设备生产工艺这三者之间的关系，遵循生产需求来逐步优化工艺流程，进而准确选择反应设备与装置。

3.4 管道

由于化学产品有着十分独特的特点，例如极强的腐蚀性、含有有毒物质以及易燃易爆等等，因此在对化学产品进行运输和存储的过程中，务必要做好相应的安全防护工作，杜绝泄露事件的出现。设计人员应当根据不同性能的化学产品来选择相应的存储和运输器皿，同时保证管道的材料和路径符合运输要求。

4 化工工艺安全设计中危险因素的消除建议

4.1 加强化工物料管理

在化工工艺的安全设计工作中，物料是可能导致危险因素出现的主要原因。因此设计人员务必要进一步优化安全设计方案，加大物料管理力度。

首先，在物料的选择与采购阶段中。需要配备专业的采购人员深入到市场中，掌握最新的行业发展动向，严格遵循化学工艺的生产标准来逐一对比同类型的化工原料，深入分析原材料的性能质量是否符合设计要求，从中挑选出质量最优且性价比最高的化工物料。

4.2 加强反应容器控制

为了确保化工工艺安全设计工作的顺利进行，则要加强对反应容器的控制工作。例如，在进行甲醇制取烯烃时，设计人员则要优先选择气液混合容器，便于观察在反应过程中的液位情况与流量情况，同时还要提前检查好容器的密闭性是否符合设计要求。此外，为了能够使化学反应的平稳进行，设计人员应在进料泵口处安装自动化报警装置与安全阀门，以此来减少超压情况的出现。由于反映和报警器之间存在着连锁关系，如果在反应过程中发生异常现象，设计人员需要在第一时间启动连锁装置。在日常的工作中，务必要制定出电气设备与线路的检查制度，确保设备一直处于良好地运行状态，以此来避免出现短路或漏电现象，影响设备的使用寿命。

4.3 加强化工设备管理

除去上文中所提到的几点因素之外，化工设备同样也会导致危险隐患的出现。因此，设计人员务必要遵循化工工艺设计的相关要求，制定出系统化的管理方法。首先，设计人员要保证所选择的化工设备完全符合工艺设计的要求标准。在化工设备的选购阶段中，应当综合判断相同类型中化工设备的实际性能和运行状态，分别从设备结构、使用功能以及价格等多方因素着手考虑，挑选出最具性价比的化工设备。其次，在正式进入适用阶段后，还应当根据不同类型的化工设备来制定出相对应的检修与养护方案，及时发现设备在运行过程中所存在的潜在问题并予以解决，提高设备的使用寿命[4]。

4.4 加强管道管理

在上文中提到，管道是化工工艺安全设计中的最为主要的连接方式，因此在运输易燃易爆、带有腐蚀性和有毒物质的物料时，会利用管道进行安全防护。如果管道的密闭性不够，在运输过程中造成有毒害物质的外泄，将会对运输人员与周边的普通群众构成严重的安全威胁。因此，在对管道进行设计时，设计人员务必要综合考虑可能出现泄露的情况，从现实条件出发来合理选择管道材料、管道连接方式以及受力方案等等，从根本上杜绝泄漏问题的出现。

5 结语

综上所述，化工工艺安全设计已经被应用到了多个生产环节中，其中存在着很多不容忽视的危险因素。因此，务必要从根本上提高安全责任意识，整合以往经验来综合分析危险因素的类型，有针对性地制定出相应的消除方案。