化工工艺设计危险识别及安全管理控制

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摘要：根据目前的经济发展形式，化工工业在我国经济建设中占有很大的比重，但是传统的化工工业中存在诸多问题，这些问题一直是整个化工生产中的隐患。为此很多国家都在为完成调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和优化化工工艺设计的战略，而大力发展和研究化工工艺设计中的安全管理问题。安全管理危险的识别及其控制关乎整个工艺的安全生产问题，是从业人员所必须研究和克服的问题，主要就此展开讨论和探究。

关键词：化工工艺设计；安全管理；识别；控制 

化工工业品具有非常高的经济价值和重要的工业地位。化工工业分为大化工和精细化工。大化工包括石油裂解、石油裂化和煤化工等。精细化工品包含医药中间体、催化剂和各种助剂、农药、染料、涂料（包括油漆和油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）、食品和饲料添加剂、黏合剂、日用化学品等。化学在工业和日常生活中都扮演着重要角色，致使化工品合成的化工工艺成为很多化工行业工作者探究的问题，探究如何让化工工艺设计更好地提高国家经济和人民生活的水平。

1化工工艺设计的概论

1.1化工工艺设计

化工工艺设计是为了完成目标产品及产量，在运用现有的技术和条件或者对现有的技术和设备进行升级然后组成的一条完整生产工艺路线。化工工艺设计是全面的、完整的一条生产路径。但是化工工艺设计中也存在很大差别，主要分为两种：大化工工艺设计和精细化工工艺设计，二者的区别在以下几个方面，①精细化工产品生产量小，大化工产量大，例如：生活中常见的化工厂，年产量通常在几十万吨，一些大的化工厂年产甚至能达到千万吨级别；而精细化工品合成的产品年产多在百吨千吨左右。②精细化工生产存在间歇性，大化工生产具有持续性，例如：炼油厂可能会几年如一日的不间断进行石油炼化，而精细化工品合成因其产量小、技术更新换代快、产品种类繁多等因素所以生产会存在间歇性。③精细化工的工艺路线长，大化工的工艺步骤相对较短，例如：像煤化工中的水煤气生产，只要经过脱硫→脱碳→制气三个步骤就可以得到水煤气，而精细化工品合成一般都有十几步合成步骤，一条工艺路线做完至少需要一两个月的时间。④精细化工产品的附加值高，大化工的产品附加值相对较低，例如：化肥厂的产品就是化肥，而化肥只能用来提高粮食产量，但精细化学合成的产品会被添加到医药、化妆品和各种助剂中，这样就会使其具有更高的附加值。精细化工品合成主要就具备这几种特点，归纳这些特点的目的是为精细化工品合成达成化学应用这一目标做准备。

1.2化工工艺设计中的安全管理

化工工艺设计中的安全管理是对生产过程中各个环节的安全进行管控和治理，从而确保生产的安全进行，这其中就包括：物料安全管理、用电设备安全管理、管道及输送设施安全管理和反应发生装置安全管理等。物料安全管理包含：原料和产品存储、易燃易爆存储及使用、有和腐蚀品的存储及使用；用电设备的安全管理包括：电动机、搅拌器、排气扇和干燥器等；管道及输送设施的安全管理包括：流体输送管道、气力输送管道和公用工程管道等。反应发生装置包括：反应釜、精馏塔、搅拌釜等。

2化工工艺设计中安全管理危险的识别

2.1化工工艺设计中工艺路线的危险因素识别

化工工艺设计中的工艺路线是整个设计的指导思想，所以在进行工艺路线的设计和推导时必须确保路线符合化工科学理论，同时路线必须具有可操作性，路线中的各个步骤必须安全可靠，同时具有良好的适应性，只有确立良好的科学的工艺路线才能确保整个工艺的成功。目前主流的做法是在项目立项初期，由化工行业协会组织专家，与建设方、设计方共同进行“项目工艺安全可靠性论证”，在论证过程中，识别工艺路线的危险因素。根据论证建议，修改工艺设计，最终获得“工艺技术安全可靠，生产过程安全风险可控，可以按照核准规模进行项目建设和工业化生产”的论证结论。依据《重点监管危险化工工艺目录》与《第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部份典型工艺的通知》，也可以辨识工艺路线是否属于重点监管的危险化工工艺，从而根据“通知”中的具体工艺，辨识工艺路线中的危险因素。

2.2化工工艺设计中物料的危险因素识别

化工工艺中的物料品类多样，数量多少不一，几公斤到几十吨不等，但是这些物料在存储和使用时都要做到安全第一，物料的安全管理危险因素要根据物料的本身性质可以确定为以下几点。状态：对于固体稳定物料可以进行合理的叠放，液态物料则不可以进行叠放；易燃易爆：此类物料必须单独存储，同时控制存储数量和密度，适量降低存储密度，注意不与禁忌物同库存储，注意建构筑物的泄爆，从而确保安全；有：存储时必须远离厂前区，取用时必须做到双人管理，帐、卡、物一致，确保使用安全；腐蚀品：包装是否符合存储条件，取用时防护用具必须佩带整齐。除此外，整个存储区需配备专业安全人员管理，备齐消防设施，做好日常巡查，为此才能做好物料安全存储。根据《国家安全监管总局关于公布<首批重点监管的危险化学品名录>的通知》（安监总管三〔2011〕95号）、《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知》（安监总管三〔2013〕12号）辨识危险化学品，并按照“通知”中的要求，对重点监管的危险化学品进行辨识，采取相应的安全措施和设施。

2.3化工工艺设计中用电安全的危险因素识别

用电安全是化工工艺设计中必须考虑的问题，用电安全的危险因素主要有用电设备、电源开关和输电线路三方面。用电设备：配备的设备要符合国家规定的生产使用标准，保证设备的防静电、防水等性能正常；电源开关：电源开关选择疏通性能好，符合安全要求，不会产生电火花等危险；输电线路：工业用电的线路必须符合国家规定，确保线路不会过载过热，及时检查线路老化等。同时，需确保在爆炸危险区域内（气体或粉尘）的用电设备，根据爆炸危险介质的情况，选用符合的防爆电机或防爆电器。

2.4化工工艺设计中管道及输送设施的危险因素识别

化工工艺设计中物料的主要运送方式为管道运输；管道运输过程中的危险因素有：管道材质无法满足物料的腐蚀要求、管道壁厚无法满足物料的输送压力、管道尺寸无法满足物料的流量要求、高温或低温管道的柔性设计、管道的振动或脉动、蒸汽管道的水锤现象等。所有的输送设施必须配备专业技术人员进行巡检，确保生产现场的输送设施运转正常。压力管道必须满足国家规范，并按照要求进行报备报检报验、定期维护等工作。

2.5化工工艺设计中反应发生装置的危险因素识别

化工工艺设计中反应发生装置是核心设施，反应发生装置的危险程度也最高，因为化学反应伴随着能量的吸收和放出，这对反应发生装置也是一种考验，反应发生装置的危险因素识别包括：反应器所能承受的最大压力、温度；反应器的耐腐蚀性；反应器的供热或冷却能力；反应器的温度、压力、液位等的监控设施；反应中催化剂添加过程的监控与急停；反应中止剂的紧急添加等。这些都是识别反应发生装置的一些危险因素，所以为了化工工艺的顺利进行必须确保反应发生装置的安全。

3化工工艺设计中安全管理危险的控制

传统的化工工艺设计中对安全管理的控制主要体现在化工生产环节的安全控制、化工生产中对危险因素的监管控制和化工生产安全观念。但是，随着科技的发展，传统的化工工艺设计中对安全管理的控制也要发生重大改变。网络信息和新闻媒体的高速发展，使得工厂的整体实力变得透明化；多媒体讲解和推演系统的运用让化工生产中的安全意识深入人心；电子监控和报警装置的运用，让化工生产中的危险因素更容易被发现；综合以上三点可以看出，新背景下的化工工艺设计中对安全管理的控制主要在化工生产环节。化工生产环节的最核心的部分是化学反应部分，根据化学反应时能量的变化，可分为吸热和放热两种反应类型；根据化学反应的速度，可以分为慢速反应和快速反应；还有的反应会产生大量气体。所以在化学反应进行时对其反应速率进行控制就成为控制反应安全的关键，控制住反应速率就能控制住放热速率，控制住反应速率也就能控制住放气速率，进而就能控制住反应发生装置内的温度和压力，这样就能防止反应器因高温高压产生物理爆炸。目前在化工生产环节的安全控制也有了很多新型的技术和替代手段，最常用的新技术包含：离子分离技术、催化剂技术、提纯技术和精准复配技术等。气体离子拆分为精细化学合成带来非常大的助力，例如：在精细化学的有机合成中进行硝基还原时需要高纯度的氢气，之前的工艺就是通过分离提纯尾气、再进行压缩，这种方式得到的氢气纯度不高且非常危险，而气体离子拆分技术通过对甲烷气体进行拆分得到高纯度氢气，既能提高产品纯度又能保障相对的生产安全。在使用催化剂的生产过程中，要时刻注意反应速率不可失控，要有随时切断催化剂进料的安全措施，并保证反应中止剂可以随时进入反应系统。提纯技术的应用，要时刻关注其工艺安全性，尤其是针对提纯后目标产品的燃爆性、毒腐性等因素，配备必要的安全措施和设施，保证提纯工艺的安全可靠性，尤为重要。复配工艺的发展，也提高了原始工艺的本质安全，同时减少了投入，为工业化生产带来良好的推动作用。

4结束语

从当今化工工业整体发展形势看来，化工生产绿色化、安全化，逐步成为化工行业的一种发展趋势，化工工艺设计不能仅限于应用化工原理等单一的理论基础作为指导，同时需要吸纳生物技术和催化技术等其他先进实用的技术。设计者也要注重自身能力的提升，提高职业素养，开阔自己的眼界，多学习相关技术的优点，思路开阔头脑灵活地看待问题。总之，设计者要通过在工艺设计中安全管理危险的识别及其控制的不断完善和改进，达到化工生产过程中绿色安全的目的。

参考文献

[1]顾杰.化工工艺设计中安全危险的判断及对策分析[J].科技风，2017（25）：152.

[2]高子龙.浅谈化工工艺设计中安全管理危险的识别及其控制[J].当代化工研究，2016（9）：92-93.

作者：张杰 单位：东阳工程（上海）有限公司