賈妙娟

【摘? 要】化學工程在國家經(jīng)濟事業(yè)的長期改革和發(fā)展中占據(jù)舉足輕重的地位，并逐步成為國家的支柱產(chǎn)業(yè)。在化學工程的發(fā)展過程中，化工工藝對化工事業(yè)發(fā)展的影響極為顯著，只有運用科學有效的化工工藝設(shè)計方法，才能為相關(guān)企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供動力，并在化工生產(chǎn)活動中建立強大的安全保障。但在化工工藝設(shè)計中存在一系列安全問題與安全隱患，一旦處理不當就會造成安全事故。因此，論文客觀總結(jié)了化工工藝設(shè)計環(huán)節(jié)的安全問題，把握設(shè)計要點和工作規(guī)律，并針對安全問題提出相應的解決對策。

【Abstract】Chemical engineering occupies a pivotal position in the long-term reform and development of national economic undertakings， and has gradually become a pillar industry of the country. In the development process of chemical engineering， chemical process has a significant impact on the development of chemical industry. Only by using scientific and effective chemical process design methods can we provide power for the innovation and development of relevant enterprises and establish strong safety barriers in chemical production activities. However， there are a series of safety problems and safety hazards existing in chemical process design. Once handled improperly， it will cause safety accidents. Therefore， this paper objectively summarizes the safety problems in chemical process design link， grasps the design points and work rules， and puts forward corresponding countermeasures for the safety problems.

【關(guān)鍵詞】化工工藝設(shè)計;安全問題;對策

【Keywords】chemical process design; safety problems; countermeasures

【中圖分類號】TQ086? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）10-0113-03

1 引言

化工產(chǎn)業(yè)是國家整個工業(yè)體系當中非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，在工業(yè)進步和繁榮發(fā)展方面的影響力非常突出，不過化工產(chǎn)業(yè)也是一個存在很高危險性的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)過程當中運用了很多的化學物品，處理不當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設(shè)計是非常重要的。在化工工藝的具體設(shè)計環(huán)節(jié)，應該堅持從生產(chǎn)現(xiàn)狀出發(fā)，立足實際動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化化工工藝的整體設(shè)計方案，最大限度地減少危險行為，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)目標的實現(xiàn)提供強有力的支持。

2 化工工藝設(shè)計概述

化學行業(yè)是一個特殊行業(yè)，因為生產(chǎn)經(jīng)營比較特殊，所選用的材料具備一定的危險性，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，對于化工生產(chǎn)來說，首要任務是做好科學有效的規(guī)劃，設(shè)計合理科學的工藝流程，以便為進一步的化工安全生產(chǎn)夯實基礎(chǔ)，把風險和問題扼殺在搖籃中。

從技術(shù)角度分析，化工工藝設(shè)計的重點內(nèi)容是借助工藝計算等多元化方法，完成對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，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。在這樣一個復雜的流程體系當中，每個部門應該團結(jié)協(xié)作，提高配合度，共同為化工工藝設(shè)計質(zhì)量提升提供支持。

從生產(chǎn)角度分析，化工工藝的實施就是把化學原材料制成化工產(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，對于化工操作方法的比選與規(guī)劃就是化工工藝設(shè)計。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)計好化學反應，當然這個階段也是安全問題頻發(fā)的環(huán)節(jié)，需要做好重點考慮，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)安全風險并進行針對性處理;最后則是對成品進行再加工、篩選、包裝等，進而生產(chǎn)出符合規(guī)定的安全化工產(chǎn)品。在分析化工工藝設(shè)計的過程中，可以立足不同層次和角度，以便為進一步的安全生產(chǎn)提供良好的支持。

3 化工工藝設(shè)計的主要特征

通過對以上化工工藝設(shè)計進行綜合研究與分析，可以得到的一個重要結(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。在化工工藝的實際設(shè)計環(huán)節(jié)，也要做好對設(shè)計工作特征與規(guī)律的總結(jié)分析，從而為化工生產(chǎn)活動提供支撐和保障。化工工藝設(shè)計的主要特征表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，設(shè)計過程的復雜性和設(shè)計條件的多元性。因為要從整體角度出發(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)計工作，并在這一過程當中考慮到環(huán)境、溫度、液壓、設(shè)備等應用條件，最終確定出完整的工藝設(shè)計過程。不過要注意的是設(shè)計條件并非一成不變，應該貫穿生產(chǎn)全程且進行持續(xù)性的調(diào)試和動態(tài)優(yōu)化。

第二，所需裝備的獨特性?；ぎa(chǎn)品的獨特性決定了在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中對設(shè)備有著極高的要求?；瘜W產(chǎn)品需要的生產(chǎn)環(huán)境要求高，所以運用的各項設(shè)備裝備應該擁有優(yōu)良的生產(chǎn)條件，迎合產(chǎn)品生產(chǎn)要求，于是要對設(shè)備裝置進行科學化和針對性設(shè)計，保證設(shè)備裝置的適應性與獨特性。

第三，設(shè)計工作量大，成本較高。在化工工藝設(shè)計當中，要注意結(jié)合差異化原材料設(shè)計出與之對應的參數(shù)與原理等，同時，強調(diào)各個環(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)計下個環(huán)節(jié)的參數(shù)與流程。不過考慮到具體生產(chǎn)當中往往存在極大的變動，因此，在生產(chǎn)中要始終把握好需求，做好更新設(shè)計，這樣的做法無疑會增加工作量以及成本預算，也容易帶來損失和一定的不安全后果。

4 化工工藝設(shè)計的要點

化工工藝設(shè)計在化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著非常突出的作用，明確設(shè)計工作的要點是確?；どa(chǎn)活動有序進行的關(guān)鍵，也能夠為后續(xù)工作提供明確的方向。

第一，處理原料。在設(shè)計化工工藝時，處理原料是不可忽視的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在這個一過程中需要運用行之有效的策略，同時，依靠化學處理技術(shù)，把原材料加工處理成滿足化工生產(chǎn)需求的材料。在具體工作的實施當中要求工作人員把不同物料的特征特性結(jié)合起來，然后進行粉碎、凈化、提煉等，最終達到化工生產(chǎn)標準。

第二，化學反應。化學反應是化工工藝設(shè)計當中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，這就對工作人員提出了很高要求。工作人員需要依托化學反應順利完成工業(yè)生產(chǎn)任務，不過在這一過程中要重點關(guān)注在氧化、還原、分解等不同條件之下的化學反應效果，在特定溫度條件支持之下推動原料轉(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)進行化工產(chǎn)品制造時，應該運用特定設(shè)備完成生產(chǎn)任務。工作人員在處理好原料之后，要注意把混合物分離開來，積極運用具備特殊功能的化工設(shè)備，完成原料的化學轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)化工工藝的功能優(yōu)勢。

5 化工工藝設(shè)計中存在的安全問題

化工工藝設(shè)計涉及非常復雜的工作流程，在這一過程當中，因為涉及很多的不確定因素，需選用各種各樣的材料和設(shè)備，所以出現(xiàn)安全問題和風險的可能性是非常高的。想要真正意義上防范安全風險，必須客觀總結(jié)目前在實際設(shè)計工作當中存在的安全問題，為提出解決策略提供相應依據(jù)。

第一，設(shè)計路線問題?；すに囋O(shè)計當中往往會涉及多個工藝路線，不同的路線選擇所得到的結(jié)果也不相同，在路線的設(shè)計和選擇方面很容易出現(xiàn)不匹配和不準確的情況，也會因此威脅生產(chǎn)安全，甚至是出現(xiàn)嚴重的安全事故。

第二，反應裝置問題。在化工反應裝置的設(shè)計和選擇方面，因為沒有做好不確定性因素的總結(jié)，在設(shè)計中存在不合理之處，無法對其中的安全問題進行控制，再加上在裝置設(shè)備的運行過程當中沒有做好科學管理以及維修維護，導致設(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，造成時間和資源的浪費。

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。在原料管理方面因為在運輸與存放等方面沒有設(shè)置規(guī)范化的標準與要求，常常因為管理不善危及工作人員的生命健康，并為企業(yè)帶來經(jīng)濟上的損失。

第四，管道安全問題。化工生產(chǎn)中往往要運用專業(yè)管道做好生產(chǎn)必需品的運送工作，不過大部分材料是危險品，一旦出現(xiàn)管道破裂等問題會造成危險品泄漏，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)計中安全問題的解決對策

6.1 做好工藝路線安全設(shè)計

科學設(shè)計以及選擇化工工藝路線是化工工藝設(shè)計環(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，也能夠為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。為切實化解工藝路線設(shè)計當中的安全問題，一方面，要對工藝設(shè)計當中存在的安全問題進行有效識別，考量化工生產(chǎn)實踐當中有可能產(chǎn)生的安全隱患和風險問題，并給出對應的解決和應對方案。設(shè)計人員需要做好對化工生產(chǎn)工藝全程與相關(guān)配套設(shè)施的細致檢查工作，以便進一步確認危險因素，了解安全問題出現(xiàn)的方式與途徑，針對性提高工藝設(shè)計安全等級。另一方面，設(shè)計人員需要科學選取穩(wěn)定性強和技術(shù)相對成熟的化工工藝設(shè)計方法，選取對壓力、溫度等相關(guān)條件要求不高的化學反應方法，并且配置好安全減壓降溫等相關(guān)裝備，維護工藝操作的安全性。除此以外，應該針對容易出現(xiàn)安全問題的關(guān)鍵節(jié)點與關(guān)鍵部位開展必要的雙保險安全設(shè)計，選用最高標準設(shè)備，滿足持續(xù)有效生產(chǎn)要求，突出科學化的化工工藝路線的優(yōu)越性，提示設(shè)計人員把路線安全設(shè)計作為工作基礎(chǔ)和重點。

6.2 確?；し磻b備安全

在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，往往會應用各種各樣的化工反應設(shè)備，設(shè)備的選擇和操作是重點，但是實際工作當中也存在著很大的安全威脅，一旦出現(xiàn)選型不當和設(shè)備管控不力的情況，就會出現(xiàn)嚴重后果。在化工反應裝備的安全管控當中要做到以下幾點：

第一，在化工工藝設(shè)計環(huán)節(jié)要注意結(jié)合差異化化工反應機理，選取最為恰當?shù)姆磻黝悇e與規(guī)格，當然也要從適應能力、操作便捷性、設(shè)備運轉(zhuǎn)效果、維護簡潔性等諸多角度出發(fā)開展全盤研究。在化工反應裝置材質(zhì)的選擇方面需要盡可能選取耐腐蝕能力強與結(jié)構(gòu)強度高的材料，確保反應裝置使用壽命，提高抗磨損效果。

第二，將反應裝備的控制條件、內(nèi)部構(gòu)造、生產(chǎn)安全特性作為突破口，對工藝設(shè)計安全方案進行優(yōu)化調(diào)控，如對反應溫度與壓力條件進行科學控制，保證進料量與加熱速度符合生產(chǎn)要求。

第三，化工反應裝置屬于化工生產(chǎn)的核心裝置，在裝置運行過程中本身就會面對很多的風險以及極大的破壞，這就需要工藝設(shè)計人員在反應器設(shè)計以及型號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，并制定出應急預案，從而降低反應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 加強化工原料安全管理

化工工藝設(shè)計的根本目的在于為生產(chǎn)活動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)量達標，才能確?；すに囋O(shè)計應有作用的發(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，首先應該結(jié)合化工原料的物理特征、化學特性等確定對應的存儲規(guī)范和操作流程。例如，構(gòu)建專門的冷庫存放要求在低溫下保存的化工原料;針對化學性質(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)因為膨脹問題誘發(fā)材料泄漏等安全事故。其次要加大對化工原料進出的管理力度，尤其是對于易燃易爆和存在劇毒性的高危險原料，應該構(gòu)建一個針對全過程的監(jiān)督管理工作機制，并且指出各個工作環(huán)節(jié)都要有明確責任人，細致記錄進出與耗用信息，為接下來的追蹤研究打下基礎(chǔ)。最后在原料投產(chǎn)之前應該完成危險評估工作，結(jié)合存儲與投料方法，充分考量有可能出現(xiàn)的偏差，構(gòu)建預防與緊急安全預案。

6.4 有效完善管道安全控制

在一個完整的化工工程設(shè)計體系當中，管道是不可忽略的一部分，不單單是各類流體材料的運輸通道，還是對各個化工設(shè)備進行有效連接的橋梁。一般來說，管道當中各種各樣的流體介質(zhì)都表現(xiàn)出極強的可燃可爆與腐蝕性，還有一些介質(zhì)有劇毒，對管道安全構(gòu)成威脅，影響化工工程設(shè)計安全和生產(chǎn)活動的開展效果。部分管道承受力也相對較低，在高溫高壓的情況之下，遇到腐蝕性強的介質(zhì)就會出現(xiàn)腐蝕與機械損壞問題。此外，一些管道因為長時間沒有得到維護管理，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。面對此類情況，在化工工藝設(shè)計當中，應該科學選擇管道材料，在管道的分界階段應該選用硬度適中的金屬，并依照規(guī)定嚴格做好管道運行中可能出現(xiàn)問題的評估?；瘜W工程師要加強對管道泄漏根源的研究，并在此基礎(chǔ)上確定具有針對性的解決方案;嚴格剖析化學物料為管道運行安全帶來的影響，結(jié)合物料的性質(zhì)選擇對應的管道材料，消除管道運輸中的安全風險;考慮管道運輸中的氣液共存問題，解決柱塞流等難題，維護生產(chǎn)安全。

7 結(jié)語

隨著人們對安全問題重視程度的提高，安全意識也逐步滲透于不同的行業(yè)。在化工工藝設(shè)計當中，安全問題是核心問題，只有關(guān)注并且處理好安全隱患，才能降低安全風險，減少安全事故，生產(chǎn)出高質(zhì)量的化工產(chǎn)品，促進整個行業(yè)的發(fā)展?；すに囋O(shè)計是煩瑣復雜的，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，只有充分識別風險，并采取科學有效的風險防控措施，才能確?；て髽I(yè)安全生產(chǎn)目標的實現(xiàn)。

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