化工工艺设计安全问题及对策

【摘要】化学工程在国家经济事业的长期改革和发展中占据举足轻重的地位，并逐步成为国家的支柱产业。在化学工程的发展过程中，化工工艺对化工事业发展的影响极为显著，只有运用科学有效的化工工艺设计方法，才能为相关企业的创新发展提供动力，并在化工生产活动中建立强大的安全保障。但在化工工艺设计中存在一系列安全问题与安全隐患，一旦处理不当就会造成安全事故。因此，论文客观总结了化工工艺设计环节的安全问题，把握设计要点和工作规律，并针对安全问题提出相应的解决对策。

【关键词】化工工艺设计；安全问题；对策

1引言

化工产业是国家整个工业体系当中非常关键的构成部分，在工业进步和繁荣发展方面的影响力非常突出，不过化工产业也是一个存在很高危险性的产业，生产过程当中运用了很多的化学物品，处理不当很容易威胁工作人员的身体健康，也容易造成重大的安全事故，所以做好化工工艺的科学设计是非常重要的。在化工工艺的具体设计环节，应该坚持从生产现状出发，立足实际动态调整和优化化工工艺的整体设计方案，最大限度地减少危险行为，降低安全事故的发生率，妥善处理安全问题，并为化工安全生产目标的实现提供强有力的支持。

2化工工艺设计概述

化学行业是一个特殊行业，因为生产经营比较特殊，所选用的材料具备一定的危险性，因此，在行业与企业发展过程中存在一定的安全隐患。因此，对于化工生产来说，首要任务是做好科学有效的规划，设计合理科学的工艺流程，以便为进一步的化工安全生产夯实基础，把风险和问题扼杀在摇篮中。从技术角度分析，化工工艺设计的重点内容是借助工艺计算等多元化方法，完成对工艺流程图的绘制工作，具体涉及布置设备、工艺流程和设置管道这几项内容。首先，提供设备图纸的有关参数，指出化工工艺控制上的要求，从而为专业仪表选型提供有效参考；其次，初步完成工艺流程图的设计，并且绘制出设备布置的初稿；最后，根据设备布置图纸，完成管道布置任务。在这样一个复杂的流程体系当中，每个部门应该团结协作，提高配合度，共同为化工工艺设计质量提升提供支持。从生产角度分析，化工工艺的实施就是把化学原材料制成化工产品的生产过程，而在这一过程中要采取一系列化工操作方法，其中，对于化工操作方法的比选与规划就是化工工艺设计。最为基本的工作流程是：首先完成原材料的提纯等相关工作；其次设计好化学反应，当然这个阶段也是安全问题频发的环节，需要做好重点考虑，综合考量原材料性质、转化设备、产物特性等各种因素，发现安全风险并进行针对性处理；最后则是对成品进行再加工、筛选、包装等，进而生产出符合规定的安全化工产品。在分析化工工艺设计的过程中，可以立足不同层次和角度，以便为进一步的安全生产提供良好的支持。

3化工工艺设计的主要特征

通过对以上化工工艺设计进行综合研究与分析，可以得到的一个重要结论就是化工工艺表现出全局性、系统性与创新性特征。在化工工艺的实际设计环节，也要做好对设计工作特征与规律的总结分析，从而为化工生产活动提供支撑和保障。化工工艺设计的主要特征表现在以下几个方面：第一，设计过程的复杂性和设计条件的多元性。因为要从整体角度出发，考量后续生产过程的很多可能性，因此，在化工工艺设计的开始阶段要根据各类条件参数，做好流程图纸的设计工作，并在这一过程当中考虑到环境、温度、液压、设备等应用条件，最终确定出完整的工艺设计过程。不过要注意的是设计条件并非一成不变，应该贯穿生产全程且进行持续性的调试和动态优化。第二，所需装备的独特性。化工产品的独特性决定了在生产产品的过程中对设备有着极高的要求。化学产品需要的生产环境要求高，所以运用的各项设备装备应该拥有优良的生产条件，迎合产品生产要求，于是要对设备装置进行科学化和针对性设计，保证设备装置的适应性与独特性。第三，设计工作量大，成本较高。在化工工艺设计当中，要注意结合差异化原材料设计出与之对应的参数与原理等，同时，强调各个环节密切衔接，在确定了上一环节工序之后才可以以此为依据设计下个环节的参数与流程。不过考虑到具体生产当中往往存在极大的变动，因此，在生产中要始终把握好需求，做好更新设计，这样的做法无疑会增加工作量以及成本预算，也容易带来损失和一定的不安全后果。

4化工工艺设计的要点

化工工艺设计在化工产业发展中发挥着非常突出的作用，明确设计工作的要点是确保化工生产活动有序进行的关键，也能够为后续工作提供明确的方向。第一，处理原料。在设计化工工艺时，处理原料是不可忽视的基础环节，在这个一过程中需要运用行之有效的策略，同时，依靠化学处理技术，把原材料加工处理成满足化工生产需求的材料。在具体工作的实施当中要求工作人员把不同物料的特征特性结合起来，然后进行粉碎、净化、提炼等，最终达到化工生产标准。第二，化学反应。化学反应是化工工艺设计当中非常关键的环节，这就对工作人员提出了很高要求。工作人员需要依托化学反应顺利完成工业生产任务，不过在这一过程中要重点关注在氧化、还原、分解等不同条件之下的化学反应效果，在特定温度条件支持之下推动原料转化，让生产出来的物料满足化工生产需要。第三，制造产品。在依托化工技术进行化工产品制造时，应该运用特定设备完成生产任务。工作人员在处理好原料之后，要注意把混合物分离开来，积极运用具备特殊功能的化工设备，完成原料的化学转化，体现化工工艺的功能优势。

5化工工艺设计中存在的安全问题

化工工艺设计涉及非常复杂的工作流程，在这一过程当中，因为涉及很多的不确定因素，需选用各种各样的材料和设备，所以出现安全问题和风险的可能性是非常高的。想要真正意义上防范安全风险，必须客观总结目前在实际设计工作当中存在的安全问题，为提出解决策略提供相应依据。第一，设计路线问题。化工工艺设计当中往往会涉及多个工艺路线，不同的路线选择所得到的结果也不相同，在路线的设计和选择方面很容易出现不匹配和不准确的情况，也会因此威胁生产安全，甚至是出现严重的安全事故。第二，反应装置问题。在化工反应装置的设计和选择方面，因为没有做好不确定性因素的总结，在设计中存在不合理之处，无法对其中的安全问题进行控制，再加上在装置设备的运行过程当中没有做好科学管理以及维修维护，导致设备使用寿命缩短，在设备使用过程中容易出现安全问题，造成时间和资源的浪费。第三，物料管理问题。原材料质量不过关轻则为生产出来的化工产品质量带来不良影响，重则伤害化工设备、威胁生产安全，出现破坏性影响。另外。在原料管理方面因为在运输与存放等方面没有设置规范化的标准与要求，常常因为管理不善危及工作人员的生命健康，并为企业带来经济上的损失。第四，管道安全问题。化工生产中往往要运用专业管道做好生产必需品的运送工作，不过大部分材料是危险品，一旦出现管道破裂等问题会造成危险品泄漏，出现化工安全事故。此外，在管道的连接处存在安全隐患，在密封性上有待提升。

6化工工艺设计中安全问题的解决对策

6.1做好工艺路线安全设计

科学设计以及选择化工工艺路线是化工工艺设计环节需要高度重视的安全问题，做好这一环节的安全控制可以从源头着手加大安全把控力度，在维持化工生产持续性的同时，也能够为企业创造更高的经济效益。为切实化解工艺路线设计当中的安全问题，一方面，要对工艺设计当中存在的安全问题进行有效识别，考量化工生产实践当中有可能产生的安全隐患和风险问题，并给出对应的解决和应对方案。设计人员需要做好对化工生产工艺全程与相关配套设施的细致检查工作，以便进一步确认危险因素，了解安全问题出现的方式与途径，针对性提高工艺设计安全等级。另一方面，设计人员需要科学选取稳定性强和技术相对成熟的化工工艺设计方法，选取对压力、温度等相关条件要求不高的化学反应方法，并且配置好安全减压降温等相关装备，维护工艺操作的安全性。除此以外，应该针对容易出现安全问题的关键节点与关键部位开展必要的双保险安全设计，选用最高标准设备，满足持续有效生产要求，突出科学化的化工工艺路线的优越性，提示设计人员把路线安全设计作为工作基础和重点。

6.2确保化工反应装备安全

在化工产品生产过程中，往往会应用各种各样的化工反应设备，设备的选择和操作是重点，但是实际工作当中也存在着很大的安全威胁，一旦出现选型不当和设备管控不力的情况，就会出现严重后果。在化工反应装备的安全管控当中要做到以下几点：第一，在化工工艺设计环节要注意结合差异化化工反应机理，选取最为恰当的反应器类别与规格，当然也要从适应能力、操作便捷性、设备运转效果、维护简洁性等诸多角度出发开展全盘研究。在化工反应装置材质的选择方面需要尽可能选取耐腐蚀能力强与结构强度高的材料，确保反应装置使用寿命，提高抗磨损效果。第二，将反应装备的控制条件、内部构造、生产安全特性作为突破口，对工艺设计安全方案进行优化调控，如对反应温度与压力条件进行科学控制，保证进料量与加热速度符合生产要求。第三，化工反应装置属于化工生产的核心装置，在装置运行过程中本身就会面对很多的风险以及极大的破坏，这就需要工艺设计人员在反应器设计以及型号选择过程中考虑最大安全事故因素与可控性，积极提出安全保障方案，完善配套设施，并制定出应急预案，从而降低反应器安全故障和安全事故的发生率，保证工作人员的安全以及企业的生产效益。

6.3加强化工原料安全管理

化工工艺设计的根本目的在于为生产活动的有序开展提供有效支持，最大化降低安全事故发生率，生产出高质量的化工产品，满足目前日益提高的产品质量和性能要求。对于高质量化工产品的生产来说，化工原料的安全和质量是最基础和重要的影响因素，只有确保原料安全和质量达标，才能确保化工工艺设计应有作用的发挥，从源头着手提升产品质量。在化工原料的安全管理与质量控制过程中，首先应该结合化工原料的物理特征、化学特性等确定对应的存储规范和操作流程。例如，构建专门的冷库存放要求在低温下保存的化工原料；针对化学性质不稳定的材料，在包装方面需要设置专业的泡沫垫以及紧固件，避免装卸环节因为膨胀问题诱发材料泄漏等安全事故。其次要加大对化工原料进出的管理力度，尤其是对于易燃易爆和存在剧毒性的高危险原料，应该构建一个针对全过程的监督管理工作机制，并且指出各个工作环节都要有明确责任人，细致记录进出与耗用信息，为接下来的追踪研究打下基础。最后在原料投产之前应该完成危险评估工作，结合存储与投料方法，充分考量有可能出现的偏差，构建预防与紧急安全预案。

6.4有效完善管道安全控制

在一个完整的化工工程设计体系当中，管道是不可忽略的一部分，不单单是各类流体材料的运输通道，还是对各个化工设备进行有效连接的桥梁。一般来说，管道当中各种各样的流体介质都表现出极强的可燃可爆与腐蚀性，还有一些介质有剧毒，对管道安全构成威胁，影响化工工程设计安全和生产活动的开展效果。部分管道承受力也相对较低，在高温高压的情况之下，遇到腐蚀性强的介质就会出现腐蚀与机械损坏问题。此外，一些管道因为长时间没有得到维护管理，密封性大幅度降低，很容易造成介质溢出的情况，从而引发安全问题。面对此类情况，在化工工艺设计当中，应该科学选择管道材料，在管道的分界阶段应该选用硬度适中的金属，并依照规定严格做好管道运行中可能出现问题的评估。化学工程师要加强对管道泄漏根源的研究，并在此基础上确定具有针对性的解决方案；严格剖析化学物料为管道运行安全带来的影响，结合物料的性质选择对应的管道材料，消除管道运输中的安全风险；考虑管道运输中的气液共存问题，解决柱塞流等难题，维护生产安全。

7结语

随着人们对安全问题重视程度的提高，安全意识也逐步渗透于不同的行业。在化工工艺设计当中，安全问题是核心问题，只有关注并且处理好安全隐患，才能降低安全风险，减少安全事故，生产出高质量的化工产品，促进整个行业的发展。化工工艺设计是烦琐复杂的，其间要考虑的问题有很多，其中安全问题是要着重考虑和研究的内容，只有充分识别风险，并采取科学有效的风险防控措施，才能确保化工企业安全生产目标的实现。

【参考文献】

【1】张洪武.试论化工工艺设计中危险因素的识别控制[J].现代盐化工,2020,47(4):53-54.

【2】陈建燊.探讨化工工艺设计中安全危险问题及控制对策[J].建筑工程技术与设计,2020(28):3822.

【3】母冬梅.化工工艺设计中安全危险识别及控制[J].化工设计通讯,2020,46(8):79+85.

【4】梁天池.基于化工工艺设计的安全问题及节能环保方法分析[J].中国化工贸易,2019,11(33):33.

【5】左美兰,闵鑫,王金苹.探讨化工工艺设计中安全危险问题及控制对策[J].化工设计通讯,2020,46(7):115-116.

【6】芮国芬.化工工艺安全设计中的危险因素以及解除途径探索[J].现代工业经济和信息化,2015,5(1):40-41+99.

【7】闵鑫,王金苹,左美兰.化工工艺设计中的安全问题及控制[J].化工设计通讯,2020,46(7):89+108.

【8】张鑫.化工安全设计在预防化工事故发生中的作用[J].化工管理,2020(17):89-90.

【9】黄德辉.化工工艺设计中的安全危险问题与策略分析[J].消费导刊,2020(18):48.

作者:贾妙娟 单位:石家庄常丰环境工程有限公司