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摘要:化工企业作为我国安全事故发生率较高的企业之一,对于社会的安定
团结会带来一定的负面影响,例如化工工艺的实际生产过程可能会产生部分对人
体有害的化学物质,化工企业应该重视化工工艺设计,确保在已有生产设备和技
术的支撑下进一步提升化工工艺设计水平,最终实现对安全风险的有效识别,促
进化工企业的安全生产,助力全面发展。
关键词:化工工艺设计;安全风险;措施
引言
作为高危行业代表之一的化工行业,其产品生产所用的化工原料绝大部分都
具有强烈的毒性、腐蚀性、易燃易爆性等特征,一旦生产环节中部分因素控制不
得当,就会由此带来的火灾、爆炸、化学物质泄漏、中毒等事件,在带来人员伤
亡的同时,对于生态环境的破坏也十分严重。化工产业在追求安全、可持续发展
过程中,化工工艺安全设计作为把控各个生产环节安全的有效途径,只有在全面
解决其中危险因素的前提下,方能真正实现化工产业的安全生产目标。本文立足
化工工艺安全设计危险因素,探讨了这些危险因素的实际解决策略,以期为今后
我国化工产业安全生产工作的持续推进提供参考。
1化工工艺设计概况
化工工艺设计的内容既包含将单一或数个新的现有化学反应(或旧的化学生
产过程),设计生产开发转变成一个全新的满足生产需求的组织环节,也包含对
整个专业生产流程进行优化和总结设计,根据整个专业生产流程以及厂内环境变
化条件,选择适当的一套配合整个生产厂区内现有设备、管线、仪器等的基础配
套设施,并同时自行设计一套配合整个生产工厂的现有建筑结构修建以及改造配
套工程,将整个生产厂内的现有建筑结构布局设计最终合理化与厂内环境最终舒
适化,最终结果可以保证使整个生产工厂如期圆满完工顺利完成投产。因此整个
工艺设计具备经济性、操作性、合理性、可靠性与安全性。化工工艺设计的过程
中会把化工火灾发生危险性要素分为五个基本层次,层次划分的依据在于化学原
料、产品数量、危险群体问题、材料使用特性等,目的在于保障国内化工企业和
各种产品厂商合理使用各种化学测试仪器设备,同时便于专业技术人员准确掌握
工业化工生产材料使用性质以及与其对应危险要素等级以提高化工防范火灾意识。
就化工工艺设计本身而言,许多工序环节存在着重大的技术复杂性,且危险设计
要求指标高系数多。以化学介质为例,其在使用的过程中不仅存在易燃易爆特性,
且对化学反应温度、压强等各种技术参数也存在着一定的特殊要求,尤其在危险
性要求系数很大的工业化学设计制造中,此类安全设计风险引发的重大化学安全
事故问题尤其明显。
2化工工艺设计中安全风险控制的作用
考虑到化工生产过程存在复杂性,一些危险因素往往难以避免,如生产对压
力与温度等参数要求严格的、易燃易爆的产品时安全风险较大,致使化工生产中
的安全工作形势愈加严峻。如果能够在化工工艺设计环节就做好安全风险的识别
和控制工作,必然可以从源头与初始环节就有效地预防可能发生于化工生产过程
的危险、安全事故等,及时妥善解决,确保高效开展化工生产工作。与此同时,
在化工工艺设计环节的安全设计中识别危险,做好控制操作,可以为化工生产提
供环境安全保障,从而为生产者、管理者打造优良的作业条件。因为人身安全对
于化工生产乃至整个化工行业的发展而言都是第一原则,通过安全设计加强危险
的识别和控制就充分体现了以人为本的理念。这样还可以降低在化工生产环节发
生事故的概率,促成对化工材料以及其他资源的科学有效使用,对化工企业提高
经济效益、实现可持续发展均有至关重要的作用。
3化工工艺中安全因素的识别
化工工艺生产,主要是通过一系列的化学反应将化学原材料加工成为另一种
半成品材料,之后通过净化、包装、去杂质等加工环节,可以获取相应化学产品
的一种生产方式。在化工工艺生产进程中,化工原材料是至关重要的,如果无法
确保化工原材料的安全性,就可能会影响整个工艺生产过程的安全性。同时,直
接将原材料转化成为产品,还会牵涉到很多物理反应和化学反应,这些反应可能
会产生有害物质,或是出现吸热与放热,带有一定的危险性。所以,作为设计人
员要对原材料的基本性能有全面的了解,并且设计针对性的反应、运输和存储的
容器,最终进行合理有效的防范处理。
如果工艺路线存在差异,就会造成不同程序的风险。在化工工艺中,路线作
为重要组成部分,如果不能够及时进行排查,就会直接影响整个化工工艺。所以,
在工艺路线上要注重安全检查,并且设计对应的化工工艺路线,再搭配多方考察
和研究,可以实现化工工艺路线的优化与完善。
在化工工艺设计中布置化工管道至关重要。作为化工工艺的连接通道,化工
管道一般会涉及大量化工原料的运输,但是因为性质的差异性,对于管道本身的
性能要求也比较高。如果在化工管道设计之中没有全面的设计与选择管道性能,
那么在后期的使用中就可能会出现功能问题。如,管道因为性能的差异,会受到
化工物料的腐蚀,从而被损坏,造成化工物料泄漏,并且会给管理人员带来人身
安全方面的影响。管道结构的布置不合理,如果弯曲与拼接太多,就会影响严密
性,进而出现物料泄漏或者物料反应条件被破坏的问题。
4提升化工工艺设计中危险因素控制水平的措施
为了能更有效地管控化工工艺设计中的危险因素,加强设计人才的培养是重
要举措之一,借此方式帮助他们掌握更多的理论知识,提升实际操作能力,增强
危险因素的识别及控制能力。为此,化工企业应定期组织设计人员参与培训活动,
为他们提供高校进修、外出学****等机会,帮助他们持续学****新理念、新知识,最
大限度地提升自身的专业素养与整体能力,对相应的化工生产流程及设备等有全
面了解,及时采集相关数据,建立相应的化工生产资料体系,为后期相应工作推
进提供可靠参照,快速、精准地辨识出化工工艺内存在的各种危险因素,通过编
制及实施相应控制方案进行规避,逐渐实现化工工艺的安全设计。
化工生产过程中很容易发生安全事故,造***员伤残情况,折损化工企业的
社会形象,使其承受巨大的经济损失。只有加大化工生产流程的管理控制,明确
要求技术人员严格按照设计规程操作工艺物料、路线及反应设备等,才能确保化
工生产活动规范、安全推进,将毒害产物对现场人员身体健康带来的损害降到最
低。首先,技术人员要精准辨识工艺物料的理化性质,以此为据准确选出相应的
运输管道和工艺路线。其次,若涉及电气操作控制环节,则要预测火灾、爆炸事
故的发生率,编制相应的控制及预处理方案。再者,技术人员要结合生产实况编
写技术指导书及现场监督责任书,详细阐释化工生产实践中物质的耗损与产出,
指出化工安全生产要满足的基本操作条件。最后,主管人员要加大生产现场的监
查力度,持续提升技术人员的安全意识及质量责任意识。
化工生产水平是影响化工设计中危险因素识别及控制效果的主要因素。所以,
应持续完善化工生产技术体系,提升技术应用的先进性与成熟度,这样方能提升
现场生产效率,协助化工企业创造出更多的经济利润。将安全生产理念融合至化
工技术应用实践中,加大实现安全生产必要性的宣传力度,全面增强技术人员的
安全意识,规范操作。严控化工生产中使用的设备、试剂及药品质量,确保其和
现行安全生产标准相吻合。
这种办法的实施,有助于提升化工装置的使用性能,增加设备技术的成熟度,
以上是实现化工工艺安全设计的重要基础。首先,分析不同工艺物料的理化性质,
为其配置应用不同的化学反应设备。其次,做好化工设备的研究和升级工作,结
合化工现场生产需求有针对性地完善反应装置的使用性能。最后,指派专人加强
化工反应条件的控制,借此方式将反应装置及有关设备的功能作用发挥到最大化。
工艺的监视和控制离不开仪表系统的安全可靠的运行,为此仪表类型的合理
设计、选型、安装和维护也是工艺安全的重要组成部分。首先,在工艺设计中仪
表的设置要合理有效的检测工艺过程;其次,仪表选型要符合工艺要求、适用环
境等;再次,基本过程控制系统和安全系统的独立性,避免因环境温度、压力等
共因失效引起的系统失效;然后,设计简洁明了的人机接口画面,对操作人员的
操作任务要符合职业要求,并且安排有效的培训。
一方面应该由专业工作人员来对化工原料所具备的安全性能进行科学合理的
评价,并对其物理化学性质进行严格的检验。另一方面要评估化工工艺反映的稳
定性、活性和燃烧性,为设计者带来更加充分的数据支持。除此之外,要对反应
催化剂所具有的重要作用进行充分考虑,防止因为催化剂活性问题而使得化学反
应激烈度过大,进而导致安全风险的发生。
对于化工企业而言,需要通过信息技术的合理利用来建立具备自动化和智能
化功能的监控预警系统,从而实现对化工工艺的动态监控,对其中存在的安全隐
患问题进行及时的识别和处理。与此同时,具备自动化和智能化功能的监控预警
系统能够实现更加高质量的识别安全风险,从而降低事故发生的概率。
在工艺设计工作中,加强设计程序管理,明确各专业条件和责任要求,提升
专业素质。开展内部自查、专业审查、多专业会议评审,以及外部的审查、安全
监督管理机构审查、预开车安全审查。不同阶段安全设计审查内容不同,前期工
作,主要审查工艺设计文件、项目选址和总平面布置方案;在基础设计阶段,安
全审查包括总平面布置图、装置设备布置图、危险区域划分图、工艺管道和仪表
流程图(P&ID)、公用工程管道和仪表流程图(U&ID)、火炬和安全泄放系统设计、
消防系统设计、《建设项目安全设施设计专篇》等对安全设计影响重大的设计文
件的审查,以及HAZOP审查、安全仪表系统(SIS)审查;在详细设计阶段,安全
审查主要包括修改或新增部分的安全审查、操作手册审查以及HAZOP审查。对设
计变更进行评审、验证和确认,如有重大安全设计方案变更时,应进行重新审查。
在役化工装置,要按期进行安全设计诊断和审查。不断在实践中总结,以满足最
新安全法规、标准和规范,形成符合工艺安全设计要求的适用参考资料。
结束语:化工工艺安全设计直接决定着化工企业的未来,化工工艺设计要达
到最佳流程与设备单元及其间的最佳组合,并创造最佳操作条件,在此条件下使
产品成本降低。所有这些目标的实现,离不开化工工艺的安全设计。深入认识化
工生产过程中存在的风险、有害因素及危险源、并对潜在的风险进行分析,才能
科学、合理性地采取管控措施,消除隐患、降低风险,保证企业与社会人员生命
与财产安全。
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