李斌

摘 要：在化工生產(chǎn)中需要在化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對(duì)整個(gè)裝置中存在的危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)并提出控制措施，以避免安全事故發(fā)生，保障化工生產(chǎn)安全穩(wěn)定的開展。本文重點(diǎn)從危險(xiǎn)物料、反應(yīng)裝置、管道設(shè)備中存在的重要危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)并提出了控制措施。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)計(jì);危險(xiǎn)源;安全;控制

1 前言

大多數(shù)化工生產(chǎn)中都會(huì)涉及到高溫、高壓、深冷、超真空的反應(yīng)體系，涉及到的反應(yīng)器、機(jī)械設(shè)備也多屬于特種設(shè)備。此外，很多化工反應(yīng)涉及到的原料、中間產(chǎn)物等也多屬于有毒有害、易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品，屬于典型的安全危險(xiǎn)源，一旦發(fā)生泄漏會(huì)對(duì)裝置現(xiàn)場(chǎng)造成嚴(yán)重的破壞。如何準(zhǔn)確的對(duì)化工生產(chǎn)過程中涉及到的各種危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)，并對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行等級(jí)劃分，制定實(shí)施有效的危險(xiǎn)源分級(jí)管控制度和應(yīng)急措施是控制化工工藝安全事故的重要手段。

2 化工工藝設(shè)計(jì)概述

所謂的化工工藝設(shè)計(jì)就是利用化學(xué)反應(yīng)原理將化工原料轉(zhuǎn)變目標(biāo)所需要的化工產(chǎn)品。從工藝環(huán)節(jié)上劃分整個(gè)流程涉及到原料預(yù)處理系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)以及產(chǎn)品分離提純系統(tǒng)，從設(shè)備組成單元?jiǎng)澐终麄€(gè)工藝涉及到原料投放、設(shè)備優(yōu)化、管道設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面：①原料預(yù)處理系統(tǒng)就是通過一系列物理作用使得原料性質(zhì)達(dá)到反應(yīng)所需的條件，例如提高原料壓力、溫度、黏度、純度、乳化程度等，經(jīng)過預(yù)處理后的原料在滿足化學(xué)反應(yīng)發(fā)生活性或者提高反應(yīng)傳質(zhì)效果都起到促進(jìn)作用;②化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)基于化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，在反應(yīng)容器內(nèi)將各種反應(yīng)原料混合，同時(shí)利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)體系的溫度、壓力等影響要素進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化效果和選擇性的控制，是整個(gè)化工工藝設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié);③由于工業(yè)化工原料純度不足以及很多化學(xué)反應(yīng)涉及到多種平行反應(yīng)，因此反應(yīng)系統(tǒng)得到的目標(biāo)產(chǎn)品中很有一定比例的非目標(biāo)副產(chǎn)物，這時(shí)就需要配套產(chǎn)物分離純化系統(tǒng)，利用各種分離手段（如常減壓蒸餾、汽提、離心、溶劑萃取等）除去產(chǎn)物中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的純化。

3 危險(xiǎn)源辨識(shí)及控制措施

3.1 危險(xiǎn)物料辨識(shí)

設(shè)計(jì)人員要根據(jù)化工工藝中所涉及到所有物料性質(zhì)進(jìn)行全方位統(tǒng)計(jì)，對(duì)每種物料的自然性、燃燒性、氧化性、爆炸閾值、毒性進(jìn)行辨識(shí)、等級(jí)劃分和分類，形成技術(shù)工作手冊(cè)，在物料儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用時(shí)工作人員要嚴(yán)格按照手冊(cè)指南進(jìn)行作業(yè)。需要注意的是：危險(xiǎn)物料的不僅僅來源于化工工藝反應(yīng)原料或者中間產(chǎn)物，還包括分離提純涉及到溶劑類物料、在線分析檢測(cè)系統(tǒng)使用的化學(xué)品。

3.2 反應(yīng)裝置危險(xiǎn)源辨識(shí)

化工工藝設(shè)計(jì)人員要根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的各個(gè)要素設(shè)計(jì)不同的反應(yīng)裝置，例如反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、反應(yīng)空速、進(jìn)料管線數(shù)量等都是影響反應(yīng)裝置大小、材質(zhì)選擇的重要因素。不同的反應(yīng)裝置對(duì)應(yīng)的操作條件和使用環(huán)境也不同，對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源不僅不相同。在對(duì)反應(yīng)裝置進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)時(shí)，要根據(jù)裝置作業(yè)環(huán)境、材質(zhì)型號(hào)、前后管線閥門以及裝置適應(yīng)性等原則進(jìn)行辨識(shí)。除了反應(yīng)裝置以外，整個(gè)化工工藝流程中在分離系統(tǒng)中也會(huì)涉及到各種各樣的危險(xiǎn)性容器，如高壓分離器、高溫分離器、真空減壓塔、高溫氣體塔等，設(shè)計(jì)人員要有針對(duì)性的對(duì)分離裝置進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)。

3.3 管道設(shè)備危險(xiǎn)源辨識(shí)

化工機(jī)械設(shè)備和管道經(jīng)常會(huì)涉及到一些氣相或液相物質(zhì)的傳遞，甚至有些傳遞過程是在高溫、高壓條件下進(jìn)行的，因此這類機(jī)械設(shè)備和管道的密封性必須非常強(qiáng)。一旦氣相或者液相化學(xué)物質(zhì)發(fā)生泄漏，則會(huì)發(fā)生一系列安全事故，不僅會(huì)造成生產(chǎn)裝置的非正常停車，還會(huì)嚴(yán)重危害到現(xiàn)場(chǎng)操作人員的生命安全，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。例如，一些化工生產(chǎn)中會(huì)使用硫化氫氣體或者產(chǎn)生硫化氫氣體，而硫化氫氣體屬于劇毒物質(zhì)，一旦運(yùn)輸或者儲(chǔ)存硫化氫氣體的機(jī)械設(shè)備發(fā)生泄漏，則會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)人員瞬間中毒死亡，且泄漏的硫化氫氣體隨著大氣氣流擴(kuò)散到廠區(qū)及廠區(qū)周邊區(qū)域，也會(huì)帶來嚴(yán)重的大氣污染和人身生理危害。再比如，在石油化工領(lǐng)域的產(chǎn)品油加工中，其工藝條件為高溫、高壓條件，使用高壓進(jìn)料泵實(shí)現(xiàn)燃料油的高壓輸送，一旦進(jìn)料泵發(fā)生泄漏，泄漏的高溫燃料油接觸到空氣后會(huì)瞬間燃燒，引發(fā)安全事故。因此設(shè)計(jì)人員要根據(jù)管道和機(jī)械設(shè)備輸送的介質(zhì)特點(diǎn)，在重要連接點(diǎn)設(shè)置危險(xiǎn)源泄漏報(bào)警儀器，并根據(jù)介質(zhì)特點(diǎn)制定合理的應(yīng)急預(yù)案和操作規(guī)章制度。

4 危險(xiǎn)源控制措施

①在物料選擇上盡可能選擇危險(xiǎn)程度低的物料，避免使用有毒有害催化劑。這一方面離不開工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)研發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)，也依賴于科研水平的不斷進(jìn)步。例如早期的烷基化反應(yīng)使用的催化劑強(qiáng)酸，隨著科研技術(shù)發(fā)展，科研人員逐漸開發(fā)出了離子液體綠色環(huán)保催化劑;②對(duì)于工藝設(shè)計(jì)的各種機(jī)械設(shè)備和工藝管道要建立嚴(yán)格的安全巡檢制度，對(duì)工藝管道連接點(diǎn)進(jìn)行泄漏檢查，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行潤滑、密封等保養(yǎng);③設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)裝置時(shí)，要根據(jù)化學(xué)工藝條件、反應(yīng)特點(diǎn)選擇合適的材質(zhì)，既要保證材質(zhì)的耐溫、耐壓等級(jí)合格，還要保障裝置材質(zhì)不會(huì)參與化學(xué)反應(yīng)引發(fā)化學(xué)腐蝕。

5 結(jié)論

化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的對(duì)工藝生產(chǎn)流程中存在的安全隱患進(jìn)行辨識(shí)，提出控制措施和應(yīng)急預(yù)案，可有效的避免生產(chǎn)過程中安全事故的發(fā)生，提高化工生產(chǎn)穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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