化工工艺设计中安全风险分析及控制策略

化工工艺设计中安全风险分析及控制策略

陈志旺

天津辰力工程设计有限公司 天津市 3000101

摘要：化工行业生产具有一定风险性，如所使用的的化学原料具有一定的危险性，在操作过程中，若未根据相关技术规范进行操作，就易出现安全风险事故。对于化学生产工艺而言，其风险主要存在于化工设备、运输管道、化工工艺路线以及化工原料等方面。在化工工艺设计环节应做好安全风险控制工作，以确保各流程生产安全和产品质量。

关键词：化工工艺设计；安全风险；控制策略

一、化工工艺设计中安全风险

1.化工设备方面的安全风险。部分化工原料在进行转换时会生成热、光和气等，尤其是会生成许多热能，部分化工原料在转化过程中还会产生高压现象，剧烈的化学反应容易造成化工设备超负荷运转或产生腐蚀等问题，化工设备在超负荷运转过程中会出现变形等状况，严重的还会出现泄漏或爆炸。若不能及时地处置化工设备存在的安全隐患，不但会对整个化工生产的质量和效率造成严重不良影响，还会威胁到工作人员的身体健康和生命安全。另外，在化工生产过程中会出现大量废弃物，若不能及时处理这些废弃物，会对生态环境造成严重破坏。

2.管道方面的安全风险。化工工艺设计中一项非常重要的内容是管道设计，若工作人员没有做好管道设计工作，出现管道设计上的误差，则会造成管道出现安全隐患问题，威胁到化工生产过程的安全性。例如，由于管道质量原因造成化学原料出现泄漏情况等。

3.化工工艺路线方面的安全风险。在化工加工生产时，不但会涉及大量专业知识，同时还涉及一些化工工艺路线设计问题。化工工艺路线设计较为复杂，若不特别重视化工工艺线路设计工作，则很容易造成线路发生交叉问题，为后期化工生产埋下不必要的安全隐患。因此，设计人员应采用多种设计工具预先评估化工工艺路线容易出现的设计问题，并制定有效的预防措施。但从目前实际情况来看，很多化工企业在设计化工工艺路线时没有严格落实标准规范，并因安全防控意识缺乏，从而导致一些连锁反应，给化工企业造成了非常大的经济损失。

4.化工原料方面的安全风险。在化工工艺设计过程中用到的化工原料，不管是在物理性质上还是化学性质上都存在一定的危险性，因此，在化工工艺设计过程中，化工原料的安全风险因素最大。大部分化工原料的化学属性具有易爆易燃性质，如液体类原料、粉尘类原料等。在运输、存储以及调制使用过程中极易因人为不当操作和静电效应等导致爆炸或燃烧，造成人员伤亡。在精细化工原料里有些原料是有毒的、有害的，会危害人体健康，在实际存储和使用过程中应严格进行管控，全面做好管控原料安全风险工作。

二、造成化工工艺设计中出现安全风险的因素

1.化工原材料因素。现代化工工艺设计及生产中使用的原材料无论在化学性质还是物理性质上一般情况下都存在较大的危险性，所以原材料因素也是现代化工工艺设计和生产中所存在的最大的安全风险因素。很多的化工原材料自身都有易燃易爆的化学属性，包括粉尘类及液体类材料等，在实际储存、运输和使用调制中都容易由于静电效应和不当人为操作造成爆炸，进而引发人员伤亡事故；精细化工原材料中也有许多有害、有毒的原材料，对人体也有较大的危害，在实际使用和储存中也要严格管控，所以必须要做好原材料安全风险因素的控制工作。

2.化工生产装置因素。生产装置也就是化工工艺流程中的反应装置，其作为化工工艺中的核心部分也是安全风险的产生因素之一，特别一些关键的反应装置反映动力强大、反应外壁厚实、体积巨大，在精细化工工艺设计和生产中对其进行控制都较为困难，在较为苛刻的反应条件下如何保证这些大型反应装置的安全稳定运行也是一个急需解决的大问题。

3.化工工艺流程因素。工艺流程和作业工艺线路也是现代精细化工工艺设计中所存在的安全风险因素，特别是在大批量、多化学反应的化工工艺流程中，其安全风险性也更大。实际上，精细化工生产一般具有单次生产反应量小、反应流程复杂的特点，对于批量生产和多化学反应也会存在较大的安全风险，而且大多数化学反应都是在较为苛刻的条件下进行的，反应间所产生的大量中间体的转移和储存也是安全风险管控的重难点，值得化工企业重点关注。

三、化工工艺设计中安全风险的控制策略

1.科学选择化工设备的科学。第一，选择的化工设备要保证性能和质量俱佳，同时对化工设备定期开展保养和维护工作，使化工设备在生产过程中一直处于高效安全运行状态，以保障化工生产安全。第二，设计人员要在对化工工艺进行全面了解和掌握的前提下，根据实际反应类型选择具有高实用性能的化工设备，保证化工设备能适应化工生产的需要，减少发生化工生产安全风险事故的概率。第三，为保证化工设备一直保持最佳的工作状态，应严格控制使用材料的数量，同时还要严格控制运行期间化工设备的加热速率，从而减小在生产过程中化工设备的工作负荷，防止化工设备因超负荷运转而导致的损伤，最大限度地避免因化工设备原因导致的安全风险事故。第四，设计人员需全面考量环保因素，切实提高设计和安装化工设备的质量，在保障安全生产的同时，保护生态环境。

2.优化设计化工工艺路线。第一，为了使化工工艺路线的设计更加合理，在开始化工工艺路线设计前，设计人员应提前做好勘察相关工作，明确化工工艺路线设计中的重难点问题，同时据此合理制定质量控制方案和设计标准方案。在有效制定可行性质量管控措施和设计标准方案的基础上，能有效防止化工工艺路线出现不合理设计方面的问题。第二，为提高严格把控化工工艺路线质量的能力，化工企业可借助智能化设备实时监控设计工作过程，从而即时掌握所有设计工作相关信息。若在设计工作中发现存在质量问题，能将各种风险隐患消灭在萌芽状态，避免风险隐患扩大，从而有效防止发生安全风险事故。第三，目前，在建筑行业广泛运用的建筑信息模型技术（BIM技术）能利用三维建模功能全面优化处理电气安装线路和给排水管道，应用效果非常好。在化工工艺路线优化设计中，可以应用BIM技术，借助三维建模可视化功能检查化工工艺路线中存在的错乱和交叉等问题，一旦出现上述问题立即进行处理。

3.做好化工原料风险控制工作。第一，做好化工原料的存储管理。对化工原料存储实行风险管控，应严格落实化工原料仓储专人专责管理制度，落实个人责任制或集体责任制等相关监管措施，印发化工原料仓储管理手册，通过加强日常检查和严格仓储管理制度等方式，提高化工原料管理效果，确保存储化工原料的条件达到其属性相关要求，满足防火防潮、平整和整洁等存储要求。第二，做好化工原料的规划设计工作。精细化设计化工原料摆放工作，实现化工原料分类规制，分区域摆放，对化工原料实行标签管理，针对粉尘物质、晶体物质等仅靠肉眼无法分辨的化工原料，应通过专业设备仪器进行检测，同时及时归档并张贴标签，按照化工原料存储要求和属性的不同摆放在不同的区域，避免不相容的化工原料存储在相同的区域内，防止出现安全风险事故。第三，严格管控化工原料运输。在运输化工原料时应严格控制好温度，同时要严禁发生化工原料混合的情况，从而保证化工原料的安全运输。第四，对化工原料使用处理进行严格管控。严格管控化工原料的生产加工添加方式和中间处理过程。目前，部分化工企业在处理上述环节时通常使用人工进行填装，该操作在化工工艺设计过程中存在很大的安全风险隐患，不但会大大增加化工生产安全风险，并且无法精细化控制填料，而后续行业会对化工产品纯度提出越来越高的要求，因此，需进一步提高化工原料生产添加和中间处理的机械化程度和精细化程度，用现代化精度高的电子机械等替代人工作业。

4.加强化工工艺中管道输送安全控制。其一，化工工艺设计中的管道材料选择要严格按照实际生产需求，根据化工材料的属性来选择合适的管道材料；同时在管道架设布局和检修等方面工作也要精细化，并非所有化工材料运输都适合金属材质管道运输，要区分对待，实际问题实际分析，例如一些特殊化工材料需要半封闭管道运输，或是需要冷却运输等；其二，管道输送也是化工工艺设计的一环，要根据实际情况对输送工艺流程进行适当优化改良，包括管道的拼接及后期的维护维修等，毕竟管道材料也会在实际使用中腐蚀和磨损，在精细化工工艺设计及生产中，也必须要做好输送管道材料自身的定期维护和检修等。

结束语

总而言之，化工企业应高度重视化工工艺设计工作，通过采取化工设备的科学选择，管控好管道安全，优化设计化工工艺路线，做好化工原料风险控制工作等多项有效策略，严格把控化工工艺设计要点，有效管控好各种安全风险，及时处理发现的各种安全隐患，提高化工工艺设计水平，确保化工生产工作安全开展。

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