浅谈化工工艺安全设计

2022-09-11

安全生产是企业运行的基础、发展的关键, 化工行业在众多行业中对安全的重视尤为突出, 对安全的要求更高, 因此对化工工艺设计中存在的安全问题应高度的重视。开展安全设计的出发点和落脚点是推动企业在建设项目阶段, 严格按照国家标准规范的要求进行设计。设计单位应提高安全设计质量, 尽可能从源头降低化工企业发生安全事故的概率, 安全生产才有坚实的保障[1]。

一、化工工艺设计理论概述

在化工工艺设计过程中3个非常重要的环节是绘制工艺流程图、设备的布置和配置管道。首先, 根据设备的参数、自动化控制装置的参数、泵和阀的参数、管道的参数及仪器仪表的参数进行相关的计算, 并绘制工艺流程图。其次, 根据工艺流程图完成各种化工设备的布置, 最后由配管专业结合设备的排布情况进行管道配置并绘制出管道布置图纸。化工工艺设计包括以下几种类型:概念设计、中试设计、基础设计、初步设计以及施工图设计等。这些不同种类的设计在化工工艺的实际应用中都起到了关键的作用, 是化工工艺设计中不可或缺的步骤。

二、化工工艺设计的指导思想

在整个化工设计过程中, 我们必须熟悉它的原则和精神, 并贯彻到设计工作中去;在化工工艺设计中灵活运用资源, 既符合规范, 又不造成对生产的违背, 实现对资源的最大利用。化工工艺的设计技术含量高、工艺流程独特, 设备种类繁多、规格特殊、设计周期短、基础资料不完整等情况, 造成潜在事故的发生几率大大增加。因此, 化工工艺设计的指导思想应突出危险识别和控制。

三、危险判定与风险控制

危险的定义是一种可能导致人身伤害、环境破坏及财产损失的状况。对于化工行业, 危险的三个因素分别为:

1. 物质的性质及发生化学反应失去控制时产生的威胁。

2. 由于工艺设计的错误导致设备出现故障产生的威胁。

3.由于气候条件及人为差错产生的威胁。

风险的定义是可能性与严重度的乘积, 即

风险=严重度×可能性

严重度与可能性是相互换转换的关系, 当对风险进行控制的时候就必须先对具体情况进行辨识并精确描述。

虽然风险控制本身带有很强的主观性, 但他是一个技术及经济方面都可行的化工工艺设计的要素。要检查生产工艺过程中的原材料、设备及配套设施, 及时发现潜在的危险和已经产生的危险的可能性及其产生的原因, 找到解决的办法这样才能降低危险性, 提高安全运行的效率。 (1) 材料的选用:化工生产中, 所使用的原料多属于易燃、易爆、有腐蚀性的物质。在生产、使用、贮运过程中如有操作或管理不当, 就容易发生火灾、爆炸、中毒及烧伤等安全生产事故。要增强对原材料稳定性、反应性质和毒性的识别意识, 提前做出正确的风险分析, 尽量防止或降低危害的发生 (2) 工艺安全设计:在工艺方案设计阶段, 要考虑选择采用尽量消除或降低危险因素发生的方案;使用无害的、低危险性物料;采用新设备、新技术, 考虑可回收循环使用或综合利用技术, 减少生产废料, 减少对环境的污染等。 (3) 对高温高压及严密性的考虑:从安全角度讲, 设备不仅要有足够的强度, 防止高温高压, 更要有足够的严密性, 防止泄露, 因为大量危险介质的泄露会引起火灾、中毒、爆炸。如果在设计制造中, 不按规范进行, 质量不合格或操作失误, 就将发生灾害性的事故。 (4) 管道设计:管道设计应从材料选择、管道布置、振动和应力分析等多方面考虑进行设计。管道输送的物料常具有易燃、易爆、腐蚀和毒性, 是安全生产的隐患。合理布置管道, 防止管道振动, 减少管道连接处的泄漏, 易燃介质管道应尽量减少拐弯。管道在室内外架空或埋地敷设时, 都必须设置合理的管架。管道材料选择也必须灵活运用工程学、材料学、腐蚀学等方面的知识定性定量的加以综合判断。 (5) 阀门的选择:阀门是用来调节介质的流量和压力系统的设备。阀门适用场合和范围也不同, 其功能包括介质的联通, 流量的控制及改变介质流向, 控制化工设备及管路内的压力。设计时应做到合理设置合理使用。 (6) 设备布置:设备布置应符合国家相关规范的要求, 考虑安全间距, 方便操作维修和消防作业, 有利与人员疏散。 (7) 电气设计:电气设计应满足工艺的要求, 根据现场环境的实际情况判断是否属于易燃易爆, 是否需要耐受高温高压等极端环境。采用相应的安全措施, 防止电气设备、电气线路由于设计不当引起危险事故。 (8) 仪表:整个设计过程中还要充分考虑到仪表的安全功能和控制功能的统一。仪表配管、配线应将仪表设置在仪表室内集中管理。设置各种危险监测及报警设施, 报警装置是迅速显示发生异常现象及状态的装置, 安装在需要对与安全有关的工艺参数进行检测的装置上[2]。

结论

化工工艺设计是化工企业的基础是化工安全生产的必要因素。只有意识到它的重要性, 并加强安全设计, 才能将风险降到最低。除了要严格、确地执行政府法规、标准规范, 还应将一切可能的危险因素纳入考虑范围内。尽量采用安全技术, 减少危险物质及设备的使用, 采用相应的控制手段, 合理改进工艺技术, 提出预防、降低甚至消除危险性的方案, 只有这样才能维护化工生产安全, 达到控制和防止危险事故发生的目的和作用。

摘要：在化工工艺设计时, 必须预测分析工艺过程中的潜在危险因素。通过安全设计把这些危险因素消除或控制在一定的容许范围之内。加强安全设计, 本着安全、稳定的原则, 完善对各个生产流程, 各个环节装置、设备的科学设计, 以此来确保各个零件及设备依照科学的程序持续、安全运行。

关键词：工艺安全,工艺设计,危险因素