分析化工工艺安全设计中危险识别和控制

摘要：在化工设计中，作为设计单位除了要做好基础资料收集工作，还要加强与审查部门、安全评价机构和企业的沟通，树立良好服务意识，借鉴优秀的设计理念，这些都是对施工图设计有益的补充，对提高企业安全生产水平有很大帮助。

关键词：化工工艺；设计理论安全；控制

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

时代在发展，社会在进步，现在社会处于一个经济快速增长的时代，科学技术的进步带动了社会各个行业领域的繁荣与发展，其中化工行业也不例外。化工行业是一种危险程度高，事故突发率高的特殊行业，相比较其他设计行业来说，化工设计行业本身具备的安全隐患因素有很多，这也造成了化工工艺事故的突发率一直居高不下的状况，因此，我们在进行化工工艺设计时，就要学会避开并识别化工工艺设计中存在的安全隐患因素，并严格控制和管理化工工艺的整个设计流程，避免大规模的安全事故的发生。文章简要介绍了化工工艺设计的内容和特点，并对其工艺设计中存在的一些危险因素的识别和控制提出了相关看法和建议。

一、化工工艺设计概念和特点

化工工艺设计主要是根据化学反应的物料、工艺流程、反应条件等对一些安全设备、工艺管道、泵阀以及自动化仪表等产品来进行设计。在进行这些化工设计过程中，我们要明确每种产品的化工工艺设计的要求与原则，充分了解其化工工艺设计精神和重点，并在设计中要严谨细致，遵守相关设计规范。此外，我们在设计某种化工产品时之前，一定要对其产品的原材料和产品的特性等相关信息进行充分的调查和了解，只有这样，我们才能在设计过程中避免一些因材料因素而导致发生危险事故的现象。我们对于化工产品的危险性也有相关的划分标准，主要是根据化工产品生产的原材料和生产过程中产生的物料、中间化工成品（特别是危险化学品）的性质、数量以及其火灾爆炸程度来划分其危险等级，而我们在进行化工设计时才能根据危险等级的不同来确定其产品的防火距离、防爆等级等安全防护因素，这对于我们仪表、设备和消防器材的选用有着关键性的帮助和作用。化工工艺设计主要有以下特点：首先，很多化工设计的基本资料都是相关单位根据现有的数据来分析编制的，普遍没有经过试验和检测，使得其生产具有一定的危险性，事故隐患很多；其次，由于大部分的化工工艺流程较为复杂，使用的设施和设备种类和数量也很多，使得整个化工工艺要求复杂，工序繁多；然后，由于其工序的繁多和工艺的复杂性，使得化工工艺设计是一项任务量、内容都较多的系统工程；最后，一般的化工产品都带有一定的腐蚀性和毒性，影响工艺管道的稳定性，同时也很影响人体的健康，因此化工工艺设计需要结合化学品性质考虑生产环境和设备设施的稳定性，也要充分考虑化工产品的物料输送、储存和运输安全问题。

二、化工工程设计中安全问题的识别及控制

化工工程设计中的安全问题就是指可能导致生产过程中发生事故和损失的条件，表1显示的是化工工程中出现安全问题的典型原因及其频率分布。

由表1可以看出，化工工程设计中的安全问题具体包括以下几个方面。

1、化工厂的定位、选址及布局

对化工厂的安全而言，工厂的定位、选址和布局是至关紧要的。化工厂的定位、选址要解决的就是化工厂厂址的问题，一般化工厂的定位、选址要遵循的基本原则有：（1）良好的原料、燃料供应及产品销售的流通条件；（2）良好的公共设施和生活设施等协作环境；（3）便利的交通条件；（4）水源充足等，同时应避免易受自然灾害的地区及风景浏览区、人口密度较大的地区等。在客观条件不允许的情况下，可以关注主导风的方向，把化工厂定位在社区的下风区，也能在一定程度上解决化工对周围环境造成的安全隐患，工厂的布局是化工厂内部组件之间相对位置的定位问题，其基本任务是结合厂区的内外条件，确定生产过程中所需要的各种机器设备的空间位置，从而获得最合理的物料和人员流动路线。因此，在其布局中，工业设备及储存设备应避免过于密集，显著危险性的工业装置应与无危险或低危险的工业装置保持一定的安全距离，锅炉、加热器等火源要与可燃物的工艺装置保持相当的距离，并且对不能替换的装置要给予有效的保护措施等。

2、化工工程设计中管道的安全问题

管道是化工工程中重要的组成部分，它的作用不仅是用来连接生产过程的各种设备及相关辅助设施，同时也是输送各类流体介质的通道。针对介质的可燃性、腐蚀性、有毒性等特点，管道的全安问题尤为重要。机械损坏、腐蚀、密封失效往往是导致管道防护失效，致使介质泄露引起安全问题的原因。当所选管道的材料不能承受生产过程中的高温高压及腐蚀性介质时，就会导致管道的机械损坏及腐蚀问题。因此在化工工程设计过程中必须选用合适的管道材料。管道密封失效主要指法兰和阀门的密封失效。因而在设计过程中，必须用与设备相匹配的法兰，管道分界处的金属垫要选用合适的硬度等。要完成一个相对安全的管道设计，还必须充分了解化工工程全部的工艺条件及生产过程中可能产生的偏离及偏离所带来的后果，同时还要正确判断管道材料在工作环境中的适应性，严格遵守相关的规定。

3、化工工程设计中塔设备的安全问题

塔设备具有生产能力强、传质效率高、操作性能良好等特点，因此在化工装置中，塔设备所占投资的比例，根据所属行业的不同（煤化工、石油化工等），从10%到50%不等。随着化工装置大型化的发展，塔设备的规模也越来越大。塔设备在给人们带来便利的同时，也带来了许多的危险因素。仅从塔设备的安全角度来看，在设计时必须要求塔设备具备足够的结构强度，防止在吸热放热的化学反应过程中爆裂，并且要求塔设备的密封性良好，以防大量介质泄露引起的火灾或中毒事故。由于塔设备内所进行的化学反应的种类多样性，且在反应过程中涉及到的吸热、放热、反应速率快慢等诸多问题，对塔设备内部进行的化学反应则必须要有一个切实可行的控制方案，以便在反应失控时降低反应速率、停止反应或者将塔设备放空。当塔设备冷却效果变差，过量加入反应物，加入反应物的顺序不当，塔设备外部发生火灾等原因，都有可能使失控现象发生。

4、化工工程设计中电气设备的安全问题

电气安全问题是化工工程得以安全生产的重要保障。电气设备的安全问题主要指防爆问题，因此电气设备的合理设计应该从以下三个方面入手：①合理控制点燃源，在进行电气设备设计时，要充分考虑环境中可能成为点燃源的因素并对其进行控制；②合理控制释放源，电气设备设计应以设备的长期正常运转为目标，尽可能少的产生易燃易爆混合物；③合理控制爆炸浓度，对爆炸浓度进行监控并采取有效的控制手段。在设计过程中还要对电气设备的类型加以考虑，根据化工生产场所的危险区域来匹配电气设备，具体情况具体分析，且不可为了节约成本而忽略电气设备的安全问题。

（二）、化工工艺设计危险因素的控制

对于化工工艺设计安全危险因素的控制，我们可以根据其工艺流程特性的不同，分别采取相应的措施。我们分别从化工产品的原材料、工艺流程、设备材质、物理化学反应条件以及管道运输等几个方面来研究。我们可以对化工产品的原材料的挑选和质量方面进行控制，在不影响产品的性能的基础上，尽量选择危险性低、危害性小的原材料。对于相应的工艺流程，我们可以努力研究，争取设计一种工艺流程较为简洁、工艺路线较为规律和统一的生产流程，合理的分析并考量产品的制作流程，尽量降低危险物质的生产，并减低其产品的危险性和危害性。对于产品的设备来说，我们也要充分考虑其材质对于整个生产流程的影响，包括其湿度、温度、压力、物理化学反应等等这些因素，要根据实际生产情况选择质量高、耐高温以及耐腐蚀的合理设备。在化工产品生产制造过程中，出现的各种物理化学反应有很多，因此我们对这一环节的控制比较困难，对于这些我们就要设置一些容易控制的反应器来控制其化学反应过程，从而控制其危险因素，可以根据化学反应所需条件的不同，来调节其反应温度和反应速度等一些可控条件和因素，从而避免危险的化学反应的产生。在管道运输中的材料一般都是一些腐蚀性强、危险性高以及对人体毒害大的物料，因此我们一定要严格控制其运输过程中的密封性，对于管道的强度和结构也要进行合理的选用，避免泄漏、爆炸等危险事故的发生。

结束语

综上所述，我们可以看出化工工艺设计是一种在设计时以考察整个化学产品的生产流程为基础的一种安全事故隐患高的设计活动，因此，我们在设计时一定要严格按照相关规定和要求进行操作，并在设计过程中识别并控制相关安全危险因素，制定相应的应对措施，对其进行防范和控制，进而提高整个工艺流程的安全性，保障生命财产安全。

参考文献

[1]郑慧芳.浅析化工工艺设计中的危险识别与控制[J].大陆桥视野,2010(15)：135―137．

[2]李跃云,董喜红.浅析化工工艺设计中安全危险的识别与控制[J].黑龙江科教信息,2010(9)：42．