化工工艺设计中的安全风险及控制

刘曙光

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摘要：化工工艺设计下安全风险问题的存在直接影响化工生产工作有序开展，为降低这种因素导致的不良影响，还要重视安全风险分析与风险控制管理。文章对化工工艺设计安全的重要性进行分析，探讨安全风险问题与有效控制策略。

关键字：化工工艺；工艺设计；安全管理；安全风险

引言

当前我国化工产业发展迅速，为我国的经济发展作出了巨大的贡献。然而，由于在生产过程中，一些工作人员缺乏相应的安全生产设计意识，或者企业没有加强安全管理，导致安全事故时有发生。这不但损害了企业的经济效益，更威胁了工作人员的人身安全。因此，如何尽量从源头上避免化工事故的发生，做好化工安全设计，确保化工生产的安全性，成为当前化工行业必须重视的问题。

1化工工艺安全设计特征分析

化工工艺是通过一定化学变化、物理变化将原材料转化为化工产品的过程，这一过程工况相对复杂需要合理把控潜在危险因素，确保生产出质量合格化工产品。化工工艺流程包括原材料运输、存储、配比设计，化学反应设备选型、产品制备过程等多个生产环节，需要结合生产实际制备复合预期的化工产品，尤其所得产物中包含副产物、杂质等混合物，还需要进行产品精制。因此工作人员需要严格按照标准规范执行每个工序步骤，确保原材料在特定设备及工艺流程下完成化工生产过程。所以，在化工设计过程中，通常会对其安全性进行考量，尤其是对危害状况的辨识以及对其进行安全控制[1]。通过加强化工工艺的安全设计，可大幅减少安全意外的发生率。

2化工工艺设计中的安全风险分析

2.1化工物料风险

化工物料是化学工业生产过程中的核心组成部分。从原材料到中间产品，再到最终产品，每一阶段的物料都携带其特有的风险特性。易燃、易爆和有毒物料在误操作或设备故障时可能导致火灾、爆炸或有毒泄漏。例如，许多有机溶剂具有低闪点，这意味着在某些条件下，它们可能会在空气中迅速蒸发并形成可燃混合物。有毒物料如氯、氨和硫化氢在泄漏时可能对操作人员和周边环境造成重大伤害。物料的储存也是关键的风险点，不适当的储存容器、不恰当的储存条件，或者将不相容的化学品放在一起，都可能引发危险事件。例如，强酸与强碱的接触会产生剧烈反应，导致溅出或容器破裂。物料的传输，如泵送或管道输送，也可能因为物料的腐蚀性、毒性或其他危险特性而增加事故风险。

2.2生产设备危险因素识别

在化工产品生产过程中，需要大量仪器以及化工设备的帮助，所以化工工艺安全设计需要对设备方面是否存在危险因素进行重点关注，从而确保整个生产流程可以安全地进行。在化工工艺生产阶段，设计人员要在了解原材料特性的基础上，合理选择化工仪器与化工设备，并对操作条件进行严格约束，保证化学反应可以正常完成的同时，不会引发泄漏或爆炸等安全事故。此外，在化工工艺安全设计过程中，设计人员需要对所用仪器或设备的特点进行深入了解，合理搭配仪器或设备，确保所选择的相关仪表或设备可以满足化工工艺生产流程，杜绝安全事故的出现。

2.3化工工艺路线设计方面的安全风险

在不同的原料和操作条件下，同一种产品可以有不同的加工方法。有毒、易燃、易爆等原料的应用，会对企业的生产安全环境产生不利的影响；生产过程中，如果采用不合理的方法，不仅会导致产物得率的下降，而且还会导致能源消耗的大幅上升。化工工艺路线的特点是流程复杂以及连续性强。化工工艺路线是否科学、合理、规范，将对工艺生产的品质与效率产生直接影响。在化工工艺路线的设计过程中，工艺路线往往互相关联，任何一部分出现问题，都有可能产生连锁影响，影响整体工艺生产的顺利进行，对化工企业的经济效益也产生重大的影响。

3化工工艺设计中的安全风险控制措施

3.1妥善处理化学反应原材料

控制原材料配比，严格遵循相关安全管理和处理方案，规范使用和处理原材料，面对突发事件要做好应急预案同时积累相关经验，不断提升对化学反应的实践理解，在提高化工产品生产效率的同时，严格把控温度、压力等影响化工安全生产的决定性因素，保证化工工艺设计的标准和规范，保障企业安全生产。物料的储存也是关键的风险点，不适当的储存容器、不恰当的储存条件，或者将不相容的化学品放在一起，都可能引发危险事件。例如，强酸与强碱的接触会产生剧烈反应，导致溅出或容器破裂。物料的传输，如泵送

3.2化工生产设备风险识别

化工生产涉及众多复杂、大型的设备，这些设备在操作过程中都可能带来特定的风险。正压力容器是化工设备中最常见的一种，用于储存或处理在高压下的液体和气体。不当的设计、制造或运行都可能导致压力容器发生爆炸，造成重大伤害。加热器和热交换器是另一类关键设备，用于控制反应过程中的温度，温度控制不合理时可能导致反应失控，产生有毒或易燃的气体，或导致设备过热和损坏。泵和压缩机也是风险点，用于传输化学品，这些设备的故障可能导致化学品泄漏，造成火灾、爆炸或环境污染。

3.3工艺路线优化

在不同的原料和操作条件下，同一种产品可以有不同的加工方法。有毒、易燃、易爆等原料的应用，会对企业的生产安全环境产生不利的影响；生产过程中，如果采用不合理的方法，不仅会导致产物得率的下降，而且还会导致能源消耗的大幅上升。因此，在实际生产中，如何制定出一条既能保证生产效率，又能保证生产安全的生产工艺，成为生产过程设计者必须思考的问题。一般而言，在进行工艺设计时，对原料的选择要进行全面的考量，包括原料的来源、生产成本以及对环境的污染等，要尽可能地使用具有较高纯度、较少杂质以及较小危害的原料，并且在进行过程的设计时，要尽可能地将危害到的半产品和副产物的生成降到最低；在工艺技术上，要选择成熟的工艺，尽可能地缩短工艺流程，减少生产材料泄漏等风险，减少污染物的排放。特别是针对“洋葱头”模式，提出了以反应与分离体系为核心的研发与设计；在过程设计中，通过控制反应条件，降低给料速度，控制加热程度，改善冷却条件，从而达到控制反应过程中的产物类型及生成速度的目的，避免反应失控。

3.4对化工管道的管控

在化工工艺设计过程中，要根据实际工艺需求选择合适的管道材料。在生产过程中，由于长期运输化工物料，管道会受到一定的腐蚀和磨损，因此需要定期对管道进行检查和维护。特别是对管道弯头以及管道之间连接处等较为薄弱环节的检查，尽量降低因管道泄漏导致安全事故风险的概率，在确保管道的运行状态正常的情况下才能投入生产使用。此外，管道的敷设需根据实际工艺需求进行优化，这就需要设计人员熟练掌握物料性质，分析物料在运输过程中可能会与管道发生的反应或对管道产生的影响，从而根据总体的情况来确定管道的合适的材料。同时，设计人员还需对管道运输存在的安全问题进行预判，在设计过程中考虑如何应对管道爆炸以及腐蚀性的问题。积极使用无毒或者危害程度低的化工物料，以此来减少对工艺设备以及对管道的腐蚀。当生产过程中化学反应较为强烈时，对管道的设计应尽可能地考虑容错的原则。

结语

综上所述，化工工艺安全设计在现代工业生产中处于关键地位。在风险识别方面，除了物料和设备，工艺流程和操作也存在隐患，管理制度和操作系统不完善均可能导致安全事故。由此还要从原材料、设备、工艺路线的多方面加强管理，降低安全事故发生的可能性，提升化工生产的高效运行水平。

参考文献

[1]张路向.化工工艺设计中的安全管理与危险识别[J].化工管理，2022(8):140-142.

[2]陈翔.化工工艺安全设计中危险识别和控制策略[J].化工管理，2022(3):46-48.

[3]王小强.化工工艺安全设计中的危险识别与控制[J].化工管理，2021(1):185-186.