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化工工艺安全设计中的危险识别与控制杨克林

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：杨克林

[导读] 随着我国经济发展水平的提高，许多行业发生了许多新的变化，特别是化工行业。化工过程的设计技术有了很大的提高。

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摘要：随着我国经济发展水平的提高，许多行业发生了许多新的变化，特别是化工行业。化工过程的设计技术有了很大的提高。但在设计过程中，由于化工原料在化工行业中存在一定的风险，因此有必要加强化工过程风险的识别和控制，从而提高化工过程的设计水平。首先简述了化工工艺设计,然后指出了当前化工工艺设计中存在的问题,以及化工工艺设计中存在的危险因素,最后提出了有效控制化工工艺设计中安全危险的对策。
关键词：化工工艺；安全设计；危险识别；控制
        1 化工工艺设计概述
        1.1 定义
        化工工艺设计是指化工工程师遵循化学反应原理或化学反应方程式，通过设计一种原料可以转化为消费者所需的化工产品。化工工艺设计非常复杂，包括很多环节，如：化工原料的预处理、原料的化学反应设计等。任何不科学的设计内容都会降低化工生产过程的整体安全性能，不能满足用户对产品的需求。
        1.2化工工艺设计特点
        首先，化学设计条件复杂多样。用于生产化工产品的化工设备会受到许多因素的影响，如外部环境和内部环境。要求必须在所有环境下完成相应的试验，并满足安全设计要求，才能用于化工生产过程。为了在保证安全生产质量的前提下，控制生产要素，提高产品产量，最大限度地提高化工产品的安全性。其次，化工设计成本高，工程规模大。化工工艺设计所需的原材料大多是工业专用材料。强大的市场竞争压力使得各化工企业纷纷扩大对化工设计的资金支持，并提出了许多要求。同时也需要科研经费的投入，导致化工工艺设计的巨大成本投入。此外，化学工艺设计需要以化学原理为基础。化学工程师只有在确定每个化学原理的独特功能后，才能有效地设计下一步反应过程。因此，化工工艺设计的工程量很大。
        2 化工工艺安全设计的重要性
        化工工艺设计与施工计划密切相关，需要在规定的时间内完成相应的任务。既能按时按质完成化工设计任务又能保证资金成本的管理和施工人员的安全。科学合理的化工设计可以保证原材料在良好的环境中完成化学反应保证产品质量，避免一些危险产品在化工过程中对设计工程师有害，对其健康构成威胁。此外，在项目实施的后期，过程污染也是化工企业需要关注的主要问题。化工设计往往涉及多种化工产品，其中大部分是易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的。在这种情况下，如果化工设计存在缺陷，很可能影响到后续的施工生产环节，进而引发各种安全事故。为了实现化工企业的安全设计，使企业生产更加科学，应在化工设计阶段进行危险源辨识和控制，提前识别和预测潜在的安全风险，从而有效地规避和防范实际设计中的风险。作为设计人员，必须在设计过程的早期阶段对影响产品安全的施工因素进行评价和分析，及时制止一些潜在的风险，以保证化工设计和生产的顺利进行。因此，化工企业在化工设计阶段应重视安全管理和风险识别，综合考虑相关因素。
        3化工工艺设计的危险因素
        3.1 反应器方面
        化学生产过程涉及化学反应。在化工过程的安全设计中，需要考虑化学反应的安全和控制措施。反应器的选择和应用关系到化工过程的安全设计水平。由于化学反应过程的高风险因素，在反应过程中也会产生其他物质。设计人员在选择反应器时需要充分考虑安全保证问题，并根据化工生产过程中原料和反应物的特点考虑反应器的选择要求，如常见物料化学反应产生巨大的热量和气体，因此反应器应具有耐高温性能。
        3.2化工生产设备
        化工生产过程对生产设备的性能要求很高。一些原料或添加剂进入设备进行反应，在化学原理的作用下发生一系列变化，使当地环境呈现出高压、高热、高毒的状态。此外，化工生产设备还存在一些安全隐患，因此化工生产设备的安全设计显得尤为重要。
        3.3复杂工艺条件
        在化工生产活动中，工艺安全设计阶段需要考虑温度、压力、液位等因素。

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化工厂应具备对工艺条件的综合控制能力，以保证生产效果。为化工生产提供工艺条件，必须不断进行设备调试和相关试验。这一过程本身就比较复杂，对安全控制和管理的要求也比较大。
        3.4管道
        如上所述，化学反应广泛存在于化工生产过程中。反应过程中产生新物质，物质形态不固定。有许多腐蚀性、易燃易爆物质。如果这些物质不能通过管道过滤或去除，一旦流出，很容易造成化学污染，对企业和社会危害极大。
        4化工工艺设计中的危险控制策略
        4.1 控制材料性质
        化工过程生产过程中使用的物料主要包括化工原料、半成品、中间产品、最终产品、副产品和贮存物，它们分布在不同的工艺环节，以气态、液态或固态存在。由于化学物质的物理状态不同，其化学性质和物理性质也不同，在一定的环境中会产生危险。在工艺设计中，要充分了解各种物料，分析其安全性，消除物料危险，避免影响工艺流程，防止对化工生产人员造成伤害。
        4.2工艺路线优化
        化工生产中的化学反应通常有多种工艺路线。设计人员应考虑选择最佳路线，以减少甚至消除危险。因此，应尽可能结合化工生产过程的实际特点，确定最佳工艺路线，用风险较低或无毒无害的材料替代，减少化学反应中的苛刻条件，如合理使用催化剂或稀释过多的危险物质，降低化学反应强度；尽量采用新设备、新工艺，严格控制化学反应，控制危险化学品的储存量，减少生产中的化肥，可循环利用的化工生产材料，减少对环境的破坏，全过程体现安全原则。
        4.3加强设备控制
        化工生产要求操作人员严格按照规定使用化学反应装置，设计人员在选择装置时还应考虑其安全性和稳定性，以提高对危险因素的控制效果。
        第一，反应堆选择。化工生产中有各种类型的化学反应器。按物料流量分为间歇式反应器和连续式反应器，按物料流量分为单级反应器和循环式反应器，按结构分为釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器和流化床反应器。它们适用于不同的化学反应。化学反应装置的特性由设备特性和工艺流程决定。在选择时应认真分析工艺的安全性和适应性，根据工艺操作范围和操作特点确定反应装置的类型。
        第二，设备的材料控制。化学反应装置设备所用材料应满足化学工艺流体、流量、压力、温度、腐蚀性和流体反应特性的要求。应采用耐腐蚀、强度合格、可加工、可焊接的材料。还需要注意的是，化学反应温度可能会受到杂质的影响，导致反应速度异常，破坏反应的稳定性，进而造成危险。有些污染物也会起到催化作用，引起多余的反应，因此有必要仔细选择会接触到材料的压力和温度测量装置的管材。
        第三，装置结构控制。三是从化工工艺设计的安全要求来看，对反应设备特别是高压容器的要求相当严格。应具有足够的结构强度，满足密封和防腐要求，并具有绝对的严密性，以防止化工生产中高压容器爆裂或气体挥发泄漏。另外，有些化学物质不稳定，泄漏时与某些环境或空气接触，可能造成重大危险事故，如有毒气体、火灾、爆炸等，后果严重。因此，高压容器的密封结构必须准确。在高压容器的运行中，当压力和温度波动时，仍需保持严密性，以防泄漏。如果由于某种原因造成高压容器超压，会产生过大的塑性变形，导致恶性事故的发生。因此，为保证高压容器的安全运行，有必要对其进行泄压装置的设计。
        结束语
        总之，在安全设计中识别和控制风险因素对设计人员来说是非常重要的。只有确保化工工艺设计的安全，才能保证整个化工项目的安全。只有这样，才能对化工项目中存在的风险因素进行调查和处理，有效解决项目初期的安全隐患。此外，设计人员还应确保数据采集的科学性和可靠性，解决化工设备管道泄漏的安全问题，保证防布料环境的安全，为化工项目工艺安全设计的发展提供坚实的基础。
参考文献
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[2]冯长忠.关于化工工艺安全设计中危险识别和控制研究[J].化工管理,2016(22):133-133.
[3]孙波.化工工艺安全设计中危险识别和控制研究[J].科技与创新,2017(19):39-40.