化工设计安全的实践与思考

化工设计安全的实践与思考

詹志斌，杨彦红

浙江佳化能源环境科技有限公司，浙江省杭州市310000

浙江杭化科技股份有限公司杭州分公司，浙江省杭州市310000

摘要：随着社会的发展，我国科学技术不断进步，推动着化工行业快速发展，如何加强化工生产工艺设计环节，确保其安全性已成为当今化工企业发展面临的重要问题。化工企业需要高度重视化工设计中存在的安全隐患，从源头上杜绝事故发生，必须对工艺设计阶段的各种因素进行通盘考虑，保障化工生产活动顺利进行，对潜在不安全隐患要及时予以排除，确保企业生产的正常运行和经济效益，做好相应的安全措施，主动辨识有关的安全危险，避免因设计不完善而造成安全事故发生，保证化工生产的安全可靠。

关键词：化工设计；安全隐患；思考；措施；

引言：

化工行业与人们的生产生活密切相关，它们在促进经济的蓬勃发展、社会综合竞争力明显提高方面起到了重要的推动作用。但由于化工反应过程的特殊性，任何一个细微的失误都可能造成致命的后果。因此在建立化工厂的初期，或者引入新的化工生产工艺前，首先应该对化工反应工序进行有针对性的设计，以确保化工反应流程与现实的生产生活之间能够互相匹配。同时，在进行化工流程的设计时，必须充分考虑到与日后的安全管理密切相关的各种问题【1】，并对其中可能存在的危险和隐患进行有效的应对，从而实现化工流程的优化，向社会提供更高质量、更可靠、更长使用周期的化工产品，促进我国化工工业的平稳发展。

1化工工艺设计中出现安全问题的原因

1.1安全设计基础资料不完整

在进行化工工艺安全设计之初，需要结合实际生产情况进行分析，这样才能够确保设计具有实用性以及合理性。随着社会经济的不断发展，对于化工产品的需求量也越来越多，在这种背景下，必须做好化工工艺的安全设计工作，确保化工行业能够稳定、持续地向前发展。当前化工企业并不重视化工工艺整体安全方案，实际情况采集与分析也不全面，仅仅依靠过去经验与数据，所设计方案不具备充分安全性与可靠性，因此必须在化工工艺安全设计时寻找过去数据与实际生产状况，并将部分数据加以完善与补充，确保化工工艺设计的安全可靠。

1.2管道中的危险识别不充分

对于化工生产来说，管道肩负着重要的输送任务，不同管道可能输送不同类型的物质，包括液体、固体与气体，上述3类物质经常表现出易燃易爆的特征，具有较高的危险性。而有些化工生产企业现场管道布置混乱、没有按照物料特性进行管道设计、管道内物质特性和危险标识不清楚，对安全生产造成了一定的影响，一旦管道出现泄漏事故，不仅会对生产成本带来非常大的损失，污染附近生态环境，同时容易造成安全事故，对化工生产作业人员的生命健康安全带来巨大威胁。

1.3化工工艺路线的危险识别

系统化、规范化、科学化的化工工艺路线对于化工生产质量和生产安全具有非常重要的意义。所以在化工工艺设计中应当对工艺线路予以科学制定，同时认真仔细地做好审核工作。对于化工工艺路线设计而言，其中部分路线可能存在一定的关联性，如果某一路线出现问题，会对其他路线带来影响，甚至导致安全事故的发生，不利于化工生产活动的持续开展，也难以充分发挥出化工工艺设计对生产活动的价值与作用。

1.4化工物料的危险识别

化工物料是确保化工工艺流程能够顺利进行的根本，化工工艺是一个巨大的、系统的工程，在工艺流程上也具有一定的复杂性，根据不同的工艺流程，要选择相应的工艺原料。在物质种类繁多的情况下，各种物质表现出各自的特征，其性质也各不相同，其特征表现为：有毒物质含量、易燃性、易爆性、危险度等。所以，在化工工艺设计中，需要对物料的风险因子进行识别，才能科学准确地判断工艺过程的风险等级，并在发生安全问题时，及时进行处理。同时，要深刻理解工艺物料的相关知识，并对其进行科学的存储和运输，以增强工艺设计过程的安全和便捷【2】。

2化工设计中安全风险的识别与控制对策

2.1化工工艺路线设计

就化工生产而言，工艺路线设计特别重要，这是确保企业正常运作所需遵循的最基本原则之一，因其连接化工原料与化工产品，对整个化工企业的发展有着直接而重要的影响作用。制造一种成功的化工产品，不仅需要保证化工原材料的质量，更重要的是对化工产品生产流程的控制，工艺流程路线须进行科学合理的选择与优化。由于每种化工产品生产方式和手段不同，这就要求化工企业针对不同产品的生产工艺做出适当的调整，一旦某个步骤出现了差错，不仅不能给化工企业带来利益，还可能会发生重大安全事故。由于化工产品在生产过程中，可能存在多个工艺路线，不同的路线均能达到效果，因此在化工设计初期要对这些产品的生产路线进行有效的分析和比较。在这些生产路线中，有一些可能使化工生产中副产品增加，对环境造成更大的影响，浪费资源较多，也有部分工艺生产路线在生产过程中添加了不安全催化剂，一旦发生安全事故就会造成严重的破坏，甚至还会加大对环境的污染程度。所以，在对化工工艺路线进行选择和设计时，不但要详细分析各个方面的优劣，同时还要确保工艺路线的安全性。

2.2化工物料的设计安全

对化工工艺设计而言，物料属于其中非常重要的环节，因此对物料的安全管控对整个化工生产具有重要意义。化工工艺设计过程中需要结合不同物料的特征及其操作工艺要求来精准识别其中可能存在的危险因素。化工物料一般来说包括有机物料与无机物料两大类型，它们又能够细化为各种组别，对化工物料的危险因素予以识别，加强安全管控力度，需要从物料本身与物料相互反应着手。对于物料自身特点来说，部分物料表现出的化学性质并不是非常稳定，很容易受到外部环境影响而出现性质变化，从而存在反应异常现象，例如氯化工艺一般关系到放热反应，实际生产活动中使用的材料基本上具有易燃易爆属性，可能由于压力、温度等变化而发生安全事故。而对于物料之间的反应也需要做好安全管控【3】，如硝化工艺中，硝化剂和有机化合物接触后可能产生燃爆现象，因此在工艺设计时需要充分考虑到此类因素。

2.3完善设备选型和控制

在对化工设备进行控制的过程中，必须事先制定出相应的应急计划，以提高计划的合理性和科学性。在对化工设备进行选取以及对其进行优化的过程中，要对各种化工工艺的运行特性和需求有更加全面的认识，对安全系数有一个清晰的理解，并与具体的工作条件相联系，从而决定有关设备的选用。在此基础上，还要对材料进行合理利用，对整个生产过程中的压力和强度等要素进行分析，保证工作具有一定的可操作性，提高相关材料的抗腐蚀性和抗压性等。除此之外，在化工工艺设计的安全控制中，还应该强化对管道的监控，在进行具体的分析时，要将管道的应力情况纳入到其中，从材料的选择、管道的布局、振动分析等角度展开详细研究，对于提高化工工艺的安全设计和施工流程，提高安全管控等都有非常重要的意义。

2.4加强化工设计的HAZOP分析

对于化工装置，当代科学技术进步的一个显著特征是设备、工艺和产品越来越复杂。如大型乙烯装置仅控制回路就达到数百路，这些复杂系统由数以万计的元件、部件组成，元件、部件之间又以非常复杂的关系相连接。而生产规模的大型化、元部件关系的复杂化，也使得事故发生几率和危害程度大大增加。目前生产安全已成为重大社会问题，有效进行工艺安全管理（PSM）十分必要。而HAZOP分析已成为工艺安全管理的重要手段。

HAZOP (Hazard and Operability)，即危险与可操作性分析，是针对设计中的装置或现有装置的一种结构化和系统化的审查，其目的在于辨识和评估可能造成人员伤害或财产损失的风险，是目前化工行业应用较为广泛的一种风险辨识方法。目前HAZOP 分析最主要的分析对象是工艺设计的管道和仪表流程图（P&ID图）。P&ID图几乎包含了所有安全措施，显示了所有设备、管道、工艺控制系统、安全联锁系统、物料互供关系、设备尺寸、设计温度、设计压力、管线尺寸、材料模型和等级、安全泄放系统、公用工程管线等关于工艺装置的关键信息。因此通过分析P&ID，几乎可以分析所有安全措施的充分性，检查强制性标准规范在设计中的执行和落实情况。化工设计阶段是化工厂的孕育阶段，这一阶段的HAZOP分析直接决定了未来20~30年内工艺装置的安全性和可操作性，因此在设计阶段即进行HAZOP分析是十分必要，化工设计单位应重视这一分析工具的应用，特别是针对复杂化工系统，保证生产装置的设计安全。

2.5加强安全知识教育，提高全员安全意识

在化工企业中，安全生产是第一要务，它是所有经济、社会效益的先决条件和依据，因此，在化工设计的安全管理过程中，进行安全教育是十分必要的。首先要有一个正确的发展理念，坚持“安全第一，预防为主”的工作方针，把安全问题摆在第一位，对自己和别人都要负责，要有一种优良的工作态度，以及一个好的工作氛围。在进行安全教育工作时，不能走形式化的道路，要将理论和实践紧密地联系在一起，进行相应的培训，使其具有更多的内涵，更具创造性，更具多样性，避免单一和局限，要从现实出发，从实质出发，真正地将其作用体现出来。要从全局的观点来看，训练不只是员工的责任，更应该由领导及管理层来承担，并要贯彻到每个员工身上，以全方位地提升全体员工的安全素质，从而保证安全理念在设计阶段就能够很好的贯彻实施。

2.6设计良好防护措施

由于原料条件、人工操作、现场环境等因素，可能存在引起物料泄漏等问题，虽然设计过程已考虑多种预防方法，但仍然难以完全消除。与此同时，一些化工生产单位在发生各种安全事件后，常因防护设施不完善而引发中毒、窒息、化学烫伤等一系列问题。为了防止事故发生，设计者必须在工艺方案中配备各种类型的保护装置，从而创造一个安全的保护条件。防护装备分为人身、呼吸和声音三大类，一般来说，化工厂应当配备防化服、防护面具、完全防护面具、帮助呼吸机、耳朵套、抗酸碱度的防护鞋等【4】。此外，厂房中还应设计相应的灭火器材、吸尘器、气体检测器、灭火喷头等。在化学过程中，生产过程中的条件由传感器和检测器不断地被检测到。一旦发现发生火灾或其他安全事件，应及时安排人员进行疏散，并对消防设备发出联合控制命令，快速地将火点等危险品熄灭。

结语：

化工生产的安全首先体现的是设计的安全性，因此要从最初的设计源头进行把控。在化工设计过程中，要从工艺流程、化工原料、设备选型、设备管道材质、装置连锁设计、安全设施等各个方面综合考虑，保证化工生产系统的本质安全。同时，就化工企业而言，其生产过程一定要遵循科学的工艺流程，遵循相关法律章程，按规操作，加强装置风险点的巡查和检修，提高操作人员的安全意识及风险识别、风险处置能力，确保化工企业生产的顺利实施。从而健全安全工艺体系，切实提升化工企业的经济效益【5】，促进我国化工企业的健康持续发展。

参考文献

［1］成晨.化工设计与安全评价对化工安全生产的影响[J].化工管理，2021（36）：7-8.

［2］李朵朵.化工企业安全风险识别与评价探讨[J].云南化工，2021，48（12）：144-145.

［3］张博，明永恒.化工工艺设计中应注意的安全问题构建[J].清洗世界，2021，37（9）：134-135.

［4］郇小春，张振亮，王恩祥，等.化工设计与安全评价对化工安全生产的影响探讨[J].化学工程与装备，2021（9）：241-242.

［5］付文文.化工工艺安全设计中危险识别和控制[J].当代化工研究，2021（15）：149-150.