化工工藝設(shè)計(jì)安全問題及對(duì)策

化工工藝設(shè)計(jì)安全問題及對(duì)策

【摘要】化學(xué)工程在國(guó)家經(jīng)濟(jì)事業(yè)的長(zhǎng)期改革和發(fā)展中占據(jù)舉足輕重的地位，并逐步成為國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)。在化學(xué)工程的發(fā)展過程中，化工工藝對(duì)化工事業(yè)發(fā)展的影響極為顯著，只有運(yùn)用科學(xué)有效的化工工藝設(shè)計(jì)方法，才能為相關(guān)企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供動(dòng)力，并在化工生產(chǎn)活動(dòng)中建立強(qiáng)大的安全保障。但在化工工藝設(shè)計(jì)中存在一系列安全問題與安全隱患，一旦處理不當(dāng)就會(huì)造成安全事故。因此，論文客觀總結(jié)了化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的安全問題，把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)和工作規(guī)律，并針對(duì)安全問題提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】化工工藝設(shè)計(jì)；安全問題；對(duì)策

1引言

化工產(chǎn)業(yè)是國(guó)家整個(gè)工業(yè)體系當(dāng)中非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，在工業(yè)進(jìn)步和繁榮發(fā)展方面的影響力非常突出，不過化工產(chǎn)業(yè)也是一個(gè)存在很高危險(xiǎn)性的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)過程當(dāng)中運(yùn)用了很多的化學(xué)物品，處理不當(dāng)很容易威脅工作人員的身體健康，也容易造成重大的安全事故，所以做好化工工藝的科學(xué)設(shè)計(jì)是非常重要的。在化工工藝的具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該堅(jiān)持從生產(chǎn)現(xiàn)狀出發(fā)，立足實(shí)際動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化化工工藝的整體設(shè)計(jì)方案，最大限度地減少危險(xiǎn)行為，降低安全事故的發(fā)生率，妥善處理安全問題，并為化工安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的支持。

2化工工藝設(shè)計(jì)概述

化學(xué)行業(yè)是一個(gè)特殊行業(yè)，因?yàn)樯a(chǎn)經(jīng)營(yíng)比較特殊，所選用的材料具備一定的危險(xiǎn)性，因此，在行業(yè)與企業(yè)發(fā)展過程中存在一定的安全隱患。因此，對(duì)于化工生產(chǎn)來說，首要任務(wù)是做好科學(xué)有效的規(guī)劃，設(shè)計(jì)合理科學(xué)的工藝流程，以便為進(jìn)一步的化工安全生產(chǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)，把風(fēng)險(xiǎn)和問題扼殺在搖籃中。從技術(shù)角度分析，化工工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容是借助工藝計(jì)算等多元化方法，完成對(duì)工藝流程圖的繪制工作，具體涉及布置設(shè)備、工藝流程和設(shè)置管道這幾項(xiàng)內(nèi)容。首先，提供設(shè)備圖紙的有關(guān)參數(shù)，指出化工工藝控制上的要求，從而為專業(yè)儀表選型提供有效參考；其次，初步完成工藝流程圖的設(shè)計(jì)，并且繪制出設(shè)備布置的初稿；最后，根據(jù)設(shè)備布置圖紙，完成管道布置任務(wù)。在這樣一個(gè)復(fù)雜的流程體系當(dāng)中，每個(gè)部門應(yīng)該團(tuán)結(jié)協(xié)作，提高配合度，共同為化工工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量提升提供支持。從生產(chǎn)角度分析，化工工藝的實(shí)施就是把化學(xué)原材料制成化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，而在這一過程中要采取一系列化工操作方法，其中，對(duì)于化工操作方法的比選與規(guī)劃就是化工工藝設(shè)計(jì)。最為基本的工作流程是：首先完成原材料的提純等相關(guān)工作；其次設(shè)計(jì)好化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)然這個(gè)階段也是安全問題頻發(fā)的環(huán)節(jié)，需要做好重點(diǎn)考慮，綜合考量原材料性質(zhì)、轉(zhuǎn)化設(shè)備、產(chǎn)物特性等各種因素，發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行針對(duì)性處理；最后則是對(duì)成品進(jìn)行再加工、篩選、包裝等，進(jìn)而生產(chǎn)出符合規(guī)定的安全化工產(chǎn)品。在分析化工工藝設(shè)計(jì)的過程中，可以立足不同層次和角度，以便為進(jìn)一步的安全生產(chǎn)提供良好的支持。

3化工工藝設(shè)計(jì)的主要特征

通過對(duì)以上化工工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合研究與分析，可以得到的一個(gè)重要結(jié)論就是化工工藝表現(xiàn)出全局性、系統(tǒng)性與創(chuàng)新性特征。在化工工藝的實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，也要做好對(duì)設(shè)計(jì)工作特征與規(guī)律的總結(jié)分析，從而為化工生產(chǎn)活動(dòng)提供支撐和保障?；すに囋O(shè)計(jì)的主要特征表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜性和設(shè)計(jì)條件的多元性。因?yàn)橐獜恼w角度出發(fā)，考量后續(xù)生產(chǎn)過程的很多可能性，因此，在化工工藝設(shè)計(jì)的開始階段要根據(jù)各類條件參數(shù)，做好流程圖紙的設(shè)計(jì)工作，并在這一過程當(dāng)中考慮到環(huán)境、溫度、液壓、設(shè)備等應(yīng)用條件，最終確定出完整的工藝設(shè)計(jì)過程。不過要注意的是設(shè)計(jì)條件并非一成不變，應(yīng)該貫穿生產(chǎn)全程且進(jìn)行持續(xù)性的調(diào)試和動(dòng)態(tài)優(yōu)化。第二，所需裝備的獨(dú)特性?；ぎa(chǎn)品的獨(dú)特性決定了在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中對(duì)設(shè)備有著極高的要求。化學(xué)產(chǎn)品需要的生產(chǎn)環(huán)境要求高，所以運(yùn)用的各項(xiàng)設(shè)備裝備應(yīng)該擁有優(yōu)良的生產(chǎn)條件，迎合產(chǎn)品生產(chǎn)要求，于是要對(duì)設(shè)備裝置進(jìn)行科學(xué)化和針對(duì)性設(shè)計(jì)，保證設(shè)備裝置的適應(yīng)性與獨(dú)特性。第三，設(shè)計(jì)工作量大，成本較高。在化工工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中，要注意結(jié)合差異化原材料設(shè)計(jì)出與之對(duì)應(yīng)的參數(shù)與原理等，同時(shí)，強(qiáng)調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)密切銜接，在確定了上一環(huán)節(jié)工序之后才可以以此為依據(jù)設(shè)計(jì)下個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)與流程。不過考慮到具體生產(chǎn)當(dāng)中往往存在極大的變動(dòng)，因此，在生產(chǎn)中要始終把握好需求，做好更新設(shè)計(jì)，這樣的做法無疑會(huì)增加工作量以及成本預(yù)算，也容易帶來損失和一定的不安全后果。

4化工工藝設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

化工工藝設(shè)計(jì)在化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著非常突出的作用，明確設(shè)計(jì)工作的要點(diǎn)是確?；どa(chǎn)活動(dòng)有序進(jìn)行的關(guān)鍵，也能夠?yàn)楹罄m(xù)工作提供明確的方向。第一，處理原料。在設(shè)計(jì)化工工藝時(shí)，處理原料是不可忽視的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在這個(gè)一過程中需要運(yùn)用行之有效的策略，同時(shí)，依靠化學(xué)處理技術(shù)，把原材料加工處理成滿足化工生產(chǎn)需求的材料。在具體工作的實(shí)施當(dāng)中要求工作人員把不同物料的特征特性結(jié)合起來，然后進(jìn)行粉碎、凈化、提煉等，最終達(dá)到化工生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。第二，化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)是化工工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，這就對(duì)工作人員提出了很高要求。工作人員需要依托化學(xué)反應(yīng)順利完成工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，不過在這一過程中要重點(diǎn)關(guān)注在氧化、還原、分解等不同條件之下的化學(xué)反應(yīng)效果，在特定溫度條件支持之下推動(dòng)原料轉(zhuǎn)化，讓生產(chǎn)出來的物料滿足化工生產(chǎn)需要。第三，制造產(chǎn)品。在依托化工技術(shù)進(jìn)行化工產(chǎn)品制造時(shí)，應(yīng)該運(yùn)用特定設(shè)備完成生產(chǎn)任務(wù)。工作人員在處理好原料之后，要注意把混合物分離開來，積極運(yùn)用具備特殊功能的化工設(shè)備，完成原料的化學(xué)轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)化工工藝的功能優(yōu)勢(shì)。

5化工工藝設(shè)計(jì)中存在的安全問題

化工工藝設(shè)計(jì)涉及非常復(fù)雜的工作流程，在這一過程當(dāng)中，因?yàn)樯婕昂芏嗟牟淮_定因素，需選用各種各樣的材料和設(shè)備，所以出現(xiàn)安全問題和風(fēng)險(xiǎn)的可能性是非常高的。想要真正意義上防范安全風(fēng)險(xiǎn)，必須客觀總結(jié)目前在實(shí)際設(shè)計(jì)工作當(dāng)中存在的安全問題，為提出解決策略提供相應(yīng)依據(jù)。第一，設(shè)計(jì)路線問題?；すに囋O(shè)計(jì)當(dāng)中往往會(huì)涉及多個(gè)工藝路線，不同的路線選擇所得到的結(jié)果也不相同，在路線的設(shè)計(jì)和選擇方面很容易出現(xiàn)不匹配和不準(zhǔn)確的情況，也會(huì)因此威脅生產(chǎn)安全，甚至是出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。第二，反應(yīng)裝置問題。在化工反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)和選擇方面，因?yàn)闆]有做好不確定性因素的總結(jié)，在設(shè)計(jì)中存在不合理之處，無法對(duì)其中的安全問題進(jìn)行控制，再加上在裝置設(shè)備的運(yùn)行過程當(dāng)中沒有做好科學(xué)管理以及維修維護(hù)，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命縮短，在設(shè)備使用過程中容易出現(xiàn)安全問題，造成時(shí)間和資源的浪費(fèi)。第三，物料管理問題。原材料質(zhì)量不過關(guān)輕則為生產(chǎn)出來的化工產(chǎn)品質(zhì)量帶來不良影響，重則傷害化工設(shè)備、威脅生產(chǎn)安全，出現(xiàn)破壞性影響。另外。在原料管理方面因?yàn)樵谶\(yùn)輸與存放等方面沒有設(shè)置規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)與要求，常常因?yàn)楣芾聿簧莆＜肮ぷ魅藛T的生命健康，并為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。第四，管道安全問題。化工生產(chǎn)中往往要運(yùn)用專業(yè)管道做好生產(chǎn)必需品的運(yùn)送工作，不過大部分材料是危險(xiǎn)品，一旦出現(xiàn)管道破裂等問題會(huì)造成危險(xiǎn)品泄漏，出現(xiàn)化工安全事故。此外，在管道的連接處存在安全隱患，在密封性上有待提升。

6化工工藝設(shè)計(jì)中安全問題的解決對(duì)策

6.1做好工藝路線安全設(shè)計(jì)

科學(xué)設(shè)計(jì)以及選擇化工工藝路線是化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要高度重視的安全問題，做好這一環(huán)節(jié)的安全控制可以從源頭著手加大安全把控力度，在維持化工生產(chǎn)持續(xù)性的同時(shí)，也能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。為切實(shí)化解工藝路線設(shè)計(jì)當(dāng)中的安全問題，一方面，要對(duì)工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的安全問題進(jìn)行有效識(shí)別，考量化工生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中有可能產(chǎn)生的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)問題，并給出對(duì)應(yīng)的解決和應(yīng)對(duì)方案。設(shè)計(jì)人員需要做好對(duì)化工生產(chǎn)工藝全程與相關(guān)配套設(shè)施的細(xì)致檢查工作，以便進(jìn)一步確認(rèn)危險(xiǎn)因素，了解安全問題出現(xiàn)的方式與途徑，針對(duì)性提高工藝設(shè)計(jì)安全等級(jí)。另一方面，設(shè)計(jì)人員需要科學(xué)選取穩(wěn)定性強(qiáng)和技術(shù)相對(duì)成熟的化工工藝設(shè)計(jì)方法，選取對(duì)壓力、溫度等相關(guān)條件要求不高的化學(xué)反應(yīng)方法，并且配置好安全減壓降溫等相關(guān)裝備，維護(hù)工藝操作的安全性。除此以外，應(yīng)該針對(duì)容易出現(xiàn)安全問題的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與關(guān)鍵部位開展必要的雙保險(xiǎn)安全設(shè)計(jì)，選用最高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，滿足持續(xù)有效生產(chǎn)要求，突出科學(xué)化的化工工藝路線的優(yōu)越性，提示設(shè)計(jì)人員把路線安全設(shè)計(jì)作為工作基礎(chǔ)和重點(diǎn)。

6.2確保化工反應(yīng)裝備安全

在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，往往會(huì)應(yīng)用各種各樣的化工反應(yīng)設(shè)備，設(shè)備的選擇和操作是重點(diǎn)，但是實(shí)際工作當(dāng)中也存在著很大的安全威脅，一旦出現(xiàn)選型不當(dāng)和設(shè)備管控不力的情況，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重后果。在化工反應(yīng)裝備的安全管控當(dāng)中要做到以下幾點(diǎn)：第一，在化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要注意結(jié)合差異化化工反應(yīng)機(jī)理，選取最為恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器類別與規(guī)格，當(dāng)然也要從適應(yīng)能力、操作便捷性、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效果、維護(hù)簡(jiǎn)潔性等諸多角度出發(fā)開展全盤研究。在化工反應(yīng)裝置材質(zhì)的選擇方面需要盡可能選取耐腐蝕能力強(qiáng)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的材料，確保反應(yīng)裝置使用壽命，提高抗磨損效果。第二，將反應(yīng)裝備的控制條件、內(nèi)部構(gòu)造、生產(chǎn)安全特性作為突破口，對(duì)工藝設(shè)計(jì)安全方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，如對(duì)反應(yīng)溫度與壓力條件進(jìn)行科學(xué)控制，保證進(jìn)料量與加熱速度符合生產(chǎn)要求。第三，化工反應(yīng)裝置屬于化工生產(chǎn)的核心裝置，在裝置運(yùn)行過程中本身就會(huì)面對(duì)很多的風(fēng)險(xiǎn)以及極大的破壞，這就需要工藝設(shè)計(jì)人員在反應(yīng)器設(shè)計(jì)以及型號(hào)選擇過程中考慮最大安全事故因素與可控性，積極提出安全保障方案，完善配套設(shè)施，并制定出應(yīng)急預(yù)案，從而降低反應(yīng)器安全故障和安全事故的發(fā)生率，保證工作人員的安全以及企業(yè)的生產(chǎn)效益。

6.3加強(qiáng)化工原料安全管理

化工工藝設(shè)計(jì)的根本目的在于為生產(chǎn)活動(dòng)的有序開展提供有效支持，最大化降低安全事故發(fā)生率，生產(chǎn)出高質(zhì)量的化工產(chǎn)品，滿足目前日益提高的產(chǎn)品質(zhì)量和性能要求。對(duì)于高質(zhì)量化工產(chǎn)品的生產(chǎn)來說，化工原料的安全和質(zhì)量是最基礎(chǔ)和重要的影響因素，只有確保原料安全和質(zhì)量達(dá)標(biāo)，才能確?；すに囋O(shè)計(jì)應(yīng)有作用的發(fā)揮，從源頭著手提升產(chǎn)品質(zhì)量。在化工原料的安全管理與質(zhì)量控制過程中，首先應(yīng)該結(jié)合化工原料的物理特征、化學(xué)特性等確定對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)規(guī)范和操作流程。例如，構(gòu)建專門的冷庫(kù)存放要求在低溫下保存的化工原料；針對(duì)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的材料，在包裝方面需要設(shè)置專業(yè)的泡沫墊以及緊固件，避免裝卸環(huán)節(jié)因?yàn)榕蛎泦栴}誘發(fā)材料泄漏等安全事故。其次要加大對(duì)化工原料進(jìn)出的管理力度，尤其是對(duì)于易燃易爆和存在劇毒性的高危險(xiǎn)原料，應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)針對(duì)全過程的監(jiān)督管理工作機(jī)制，并且指出各個(gè)工作環(huán)節(jié)都要有明確責(zé)任人，細(xì)致記錄進(jìn)出與耗用信息，為接下來的追蹤研究打下基礎(chǔ)。最后在原料投產(chǎn)之前應(yīng)該完成危險(xiǎn)評(píng)估工作，結(jié)合存儲(chǔ)與投料方法，充分考量有可能出現(xiàn)的偏差，構(gòu)建預(yù)防與緊急安全預(yù)案。

6.4有效完善管道安全控制

在一個(gè)完整的化工工程設(shè)計(jì)體系當(dāng)中，管道是不可忽略的一部分，不單單是各類流體材料的運(yùn)輸通道，還是對(duì)各個(gè)化工設(shè)備進(jìn)行有效連接的橋梁。一般來說，管道當(dāng)中各種各樣的流體介質(zhì)都表現(xiàn)出極強(qiáng)的可燃可爆與腐蝕性，還有一些介質(zhì)有劇毒，對(duì)管道安全構(gòu)成威脅，影響化工工程設(shè)計(jì)安全和生產(chǎn)活動(dòng)的開展效果。部分管道承受力也相對(duì)較低，在高溫高壓的情況之下，遇到腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)就會(huì)出現(xiàn)腐蝕與機(jī)械損壞問題。此外，一些管道因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間沒有得到維護(hù)管理，密封性大幅度降低，很容易造成介質(zhì)溢出的情況，從而引發(fā)安全問題。面對(duì)此類情況，在化工工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該科學(xué)選擇管道材料，在管道的分界階段應(yīng)該選用硬度適中的金屬，并依照規(guī)定嚴(yán)格做好管道運(yùn)行中可能出現(xiàn)問題的評(píng)估?；瘜W(xué)工程師要加強(qiáng)對(duì)管道泄漏根源的研究，并在此基礎(chǔ)上確定具有針對(duì)性的解決方案；嚴(yán)格剖析化學(xué)物料為管道運(yùn)行安全帶來的影響，結(jié)合物料的性質(zhì)選擇對(duì)應(yīng)的管道材料，消除管道運(yùn)輸中的安全風(fēng)險(xiǎn)；考慮管道運(yùn)輸中的氣液共存問題，解決柱塞流等難題，維護(hù)生產(chǎn)安全。

7結(jié)語

隨著人們對(duì)安全問題重視程度的提高，安全意識(shí)也逐步滲透于不同的行業(yè)。在化工工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中，安全問題是核心問題，只有關(guān)注并且處理好安全隱患，才能降低安全風(fēng)險(xiǎn)，減少安全事故，生產(chǎn)出高質(zhì)量的化工產(chǎn)品，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。化工工藝設(shè)計(jì)是煩瑣復(fù)雜的，其間要考慮的問題有很多，其中安全問題是要著重考慮和研究的內(nèi)容，只有充分識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，并采取科學(xué)有效的風(fēng)險(xiǎn)防控措施，才能確?；て髽I(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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