针对化工工艺设计中涉及安全危险识别与控制

针对化工工艺设计中涉及安全危险的识别与控制的探讨
摘要：化工工艺设计过程，是化工生产得以实施的前提，应通过以下几个方面找出过程中潜在的危险因素。

工艺设计时，要严格地、正确地执行政府法规和标准规范，在发现设计缺陷时，及时加以改进，以达到控制和防止事故的发生，实现生产安全的目的。

必须预测分析工艺过程中的各潜在危险因素，通过安全设计把这些危险因素消除或控制在规范允许的范围之内。

关键词：安全设计；原则；特点过程；控制；危险因素
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
1. 危险识别与控制
危险因素通俗地讲就是生产中的事故隐患，具体来说就是生产中存在的可能导致事故和损失的不安全条件。

危险识别与控制，是对项目生产工艺的全过程、配套公辅设施的生产过程、使用和产出的物质、主要设备和操作条件进行解剖与分析，摸清危险因素和有害因素产生的方式、种类、位置及其产生的原因，提出合理可行的安全对策措施与建议，以消除、预防或降低装置的危险性。

尽量采取安全、先进的工艺技术路线，避免使用不成熟的生产工艺和设备。

如果必须使用时，也需从工艺设计和技术上采取正确地安全防护措施。

当事故发生时，能起到很好的保护作用。

由于化工生产装置工艺的独特性，其存在的危险因素也各有不同，如何保证装置设计安全，并采取相应的控制方法呢？
1.1 工艺物料
生产中的原材料、半成品、中间产品、副产品以及贮运中的物料分别以气、液、固态存在，它们在不同的状态下分别具有相对应的物理、化学性质及危险危害特性。

因此，了解并掌握这些危险特性是进行危险辩识、分析、评价的基础。

物质危险的辩识应从其理化性质、稳定性、化学反应活性、燃烧及爆炸特性、毒性及健康危害等方面进行分析和辩识。

1.2 工艺路线
一种反应往往有好几条工艺路线，需要考虑的是采用哪条路线更能消除或减少危险物质的量。

尽量使用无害的、低危险性物料以取代有害的、高危险性物料；尽量缓和反应过程条件的苛刻度，如采用高活性的催化剂；稀释危险性物料以缓解反应的剧烈程度；尽量采用新设备、新技术，取消或缩小中间贮罐以减少危险介质贮藏量；尽量减少生产废料，生产过程用原料、助剂等是否可回收使用或综合利用，做到物尽其用，减少对环境的污染。

1.3 化工装置
反应器是化工装置的核心，通过反应得到所需产物的同时，也带来了许多危险性因素。

在反应器的设计和选型前，需考虑各潜在危险因素。

生产条件不正常时，如搅拌器故障、管道堵塞等等。

1.3.1 反应器的选型
反应器的种类很多，按照反应器进出物料的状况，可以分为间歇式与连续式两类。

按照物料的流程，则可分为单程与循环两大类。

从反应器的结构形式来分，可以分成釜式、管式、塔式、固定床、流化床等多种反应器形式，它们适用于不同的化学反应，应根据物系反应机理来选择。

1.3.2 反应条件控制
化学反应的种类繁多，因此在控制上的难易程度相差很大。

一些容易控制的反应器，控制方案十分简单。

但是，当反应速度快、放热量大或由于设计上的原因使反应器的稳定操作区域很小时，反应器控制方案的设计成为一个非常复杂的问题。

在工艺设计中采用减少进料量、控制某种物料的加热速度、采用多段反应，加大冷却能力如外循环冷却器等方法措施来控制反应。

1.3.4 设备结构
设备从安全角度讲，特别是高压容器，不但要求有足够的结构强度，防止爆裂，而且要求密封性能良好，防止危险物质的泄露。

因为大量介质的泄露会引起火灾或中毒，酿成生产安全事故。

对高压密封结构的要求，首先是安全可靠。

运行过程中，在温度和压力有波动等苛刻条件下仍能正常运行。

如果由于某种原因容器产生了超压，那么容器就有可能因过度的塑性变形而发生爆裂。

为了防止这种异常情况，压力容器的设计压力必须符合工艺设计要求，在进行压力试验时，需严格执行相关标准规范。

同时，对可能出现超压的容器需装有安全释放装置。

1.4 管道
管道输送的物料常具有易燃、易爆、腐蚀性和毒性等特点，各种
有毒有害的介质通过跑、冒、滴、漏等方式泄漏出来，不仅影响装置正常运行，而且是对安全生产造成了一定的隐患。

在管道设计时，应对任何可能发生的泄漏进行研究，从材质选择、管道布置、振动和应力分析等多方面进行详细设计，避免泄漏的发生。

管道设计人员应该首先了解整个工艺流程，明确管道系统在工艺流程中的作用，以及操作条件、介质物化特性、腐蚀情况及工艺方面的特殊要求等，结合实际的使用经验选择管道和阀门的材质、法兰的结构和密封面型式，合理布置管道。

管道布置设计必须符合管道仪表流程图（pid）的设计要求，并应做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求。

同时，管道布置必须遵守安全及环保的法规，对防火、防爆、安全防护、环保要求等条件进行检查，以便管道布置能满足安全生产的要求。

1.5 安全防护装置
装置在进行生产操作时，有时会偏离正常的运转状态而超温、超压。

因此，在安全保护上需设置：压力控制装置，如安全阀、放泄阀、防爆板、通风管；稳定装置，如反应控制剂注入装置、冷却装置；紧急控制装置，如报警系统和与此联锁并用自动或手动进行动作的控制装置。

对于一些特别危险或重要的操作应采用全自动控制系统或程序
控制装置、联锁机构或联动机构等。

同时须考虑维修安全性，如管道是否都有阀门使之与被检修部分断开；人身安全性，如防烫设施、除尘、通风及各种消声防噪等措施；还应考虑相应的救护设施，
如装置内是否需要设置洗眼器、安全淋浴器等。

这些安全防护装置并不是每个项目都是必须的，因视需要选用。

1.6仪表及自控
仪表是操作员的眼睛，自控系统是装置调节控制的中枢。

应检查设计中是否有足够的仪表来指示生产工况和报警显示？在装置的整个设计过程中是否考虑了仪表的安全功能和控制功能的统一？爆炸危险区内的仪表、控制器均选择相应的防爆等级和材质。

对于可能散发出有害气体或蒸汽的场合，应设置检测、报警设施，火灾爆炸危险区域内仪表线缆应采用非燃材料型或阻燃型。

仪表配管、配线应将仪表设置在仪表室内集中管理，仪表配管配线应与电气配线分开敷设。

在目前的化工设计中，安全问题是各行各业都应该注意的问题，化工行业由于其自身的特殊性，所以对其安全性的要求更高，化工工艺设计中安全危险的问题更应该大家予以高度的重视。

2. 化工设计
在整个化工设计过程中，我们必须熟悉相关设计规范和要求，并贯彻到设计工作中去。

把化工设计工艺中的细节进行灵活运用，既符合规范，又不造成对生产的违背。

实现对化工生产的安全高效运行。

因为在化工生产中，安全是第一性的，所以我们必须对生产中的安全性进行剖析。

熟悉我们的原材料和产品性质，以便我们对号入座。

化工规范把物品的危险程度分为五个等级（详细见 gb50016-2006），他的
划分主要是综合生产过程中所使用、产生及存储的原料、中间品和成品的物理化学性质、数量及其火灾爆炸危险程度和生产过程的性质等情况来决定的。

根据危险等级的不同，我们才能确定防火间距、防爆等级。

它对我们选用设备、仪表、操作方式、消防器材的选用起到决定性的作用。

化工工艺设计具体涉及的对象包括设备、管道、泵阀、仪表及自动化等等。

3. 化工工艺设计的特点
由于化工工艺设计的特殊性,相较来说不仅是新技术而且工艺流程较独特、设计基础资料不完整。

设计基础资料一般由科研单位根据已有试验数据及有关资料编制而成。

由于没有经过工业化生产的检验和完善，其数据的可靠性和完整性都不如常规装置。

由于化工装置工艺流程一般较独特，包括的设备种类繁多，规格特殊，设备的功能化无论是对非标设备的设计，还是对定型设备的选用都提出了特殊要求。

首先工作量较大。

其总体投资大、设备多、管道多，且处理的物料都较特殊，其管道设计也要作特殊考虑。

其次设计周期短。

为了尽快占领市场，缩短建设周期，化工工艺设计往往要打破正常的设计周期，边开发边设计，边建设边更改设计的现象较普遍。

再次规模大小不一，一般情况装置的规模有大有小，为节约投资，某些设计不可能完全按照规范、规定去做。

但有时为了测得所需的工程数据或获得一定的产量，往往也需要较大的规模。

化工工艺设计的以上特点，造成潜在事故隐患有增大的趋势。

因此，化工工艺设计的危险识别和控制就显得尤为重要并越来越为人们所重视。

4 结束
在目前的化工设计中，强调工艺的本质安全已经成为设计的主体，对化工工艺发生安全事故的潜在原因要彻底进行研究。

也就是说要用设计来消除或控制危险发生。

如何识别与控制化工工艺设计中的安全与危险控制，本文做了简便的一番浅析供大家参考。

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