1、探讨如何识别及控制化工工艺在设计中的安全危险因素摘 要：近几年来，由于我国的科技水平不断地更新、进步，让我们在目前的化工工艺设计时，越来越强调工艺的本质安全的设计，同时在设计时也必须要能够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。 关键词：识别 控制 化工工艺 危险因素 一、化工设计 设计特点：（1）工作量大。具有总体投资大、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。 （2）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。 （3）规模大小不一，一
2、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。 二、识别及控制危险因素 所谓的危险因素，指的就是在生产中所产生的事故隐患，具体地讲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和分析，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，提出合理可行的消除、预
3、防或降低装置危险性，提高装置安全运行对策措施及建议。尽量防止采取不安全的技术路线，避免使用危险物质、工艺和设备。如果必须使用，也可以从设计和工艺上考虑采取安全防护措施，从而使这些危险因素不至发展成事故。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.工艺物料 生产中的原料、材料、半成品、中间产品、副产品以及贮运中的物质分别以气、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、
4、毒性及健康危害等方面进行分析和辩识。 2.化学反应装置 2.1 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。反应装置的特性是由构成装置的设备特性和组成装置的工艺流程所决定的。工艺特性和工艺设备特性之间有着密切的关系，在设备选型时，要认真地研究工艺的适应性、安全性问题，应根据工艺总的操作范围和操作特性之间的关系，通过对各设备的分析来确定设备的型式。 2.2 设备材质 一般情况下，我
5、们在为设备选择材料时，理应考虑的便是工艺流体、流速、温度、压力以及流体反应特性和腐蚀特性等各种因素，选择满足耐腐蚀性、满足强度要求以及可加工性的材料。同时需要注意的是杂质也可能影响化学反应的温度，从而引发异常的反应速度，致使反应稳定并产生危险。有些污染甚至会起到同催化剂一样的作用，引起不需要的反应，因此一些测温测压、同样会接触物料的管件材质也应慎重选用。 2.3 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。由于缺少
6、物质的反应或分解速度及热效应数据，如何避免失控反应？一旦失控反应发生如何降低反应速度、将反应停止、或者放空？需要时如何迅速使反应物不参与反应或进行处理？都是潜在的危险因素。有些化学反应在一定的条件下是很稳定的，但如果出现：冷却效果变差或过量加热，搅拌能力失效，反应物的过量加入，反应物加入顺序不当，反应器外部火灾，传热介质漏入容器等，就可能发生失控现象。 设计时应确保温度等控制在预定的范围内，以免反应失控。在工艺设计中采用减少进料量、控制某种物料的加热速度，加大冷却能力如外循环冷却器的方法，或采用多段反应等措施来控制反应。如还不能避免，则应考虑其他的保护措施，如给反应器通入低温介质，使反应器降温
7、；向反应器内输入易挥发的液体，通过其挥发来吸收热量；往反应器内加入阻聚剂来抑制反应速度。当设备内部充满易燃物质时，要采用正压操作，以阻止外部空气渗入设备内等。 2.4 设备结构 当我们从设备的安全角度来看待问题时，特别是对于高压容器而言，不但要求有足够的结构强度，防止爆裂，而且要求密封必须良好，一定要有足够的严密性，防止泄露。因为大量介质的泄露会引起火灾或中毒，酿成巨祸。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仍要始终保持严密不漏。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遭到破坏，造成恶性事故。为了防止这种异常情况，一般在容器上装有安全压力
8、释放装置。 3.安全防护装置 装置在进行反应等化学工程学上的处理操作时，有时会偏离正常的运转状态而超温、超压。因此，在安全上需设置：压力控制装置，如安全阀、放泄阀、排泄管、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，如报警装置和与此联锁并用自动或手动进行动作的控制装置。装置中除了产品之外，还会有很多废物或泄漏物。这些废物或泄漏物都具有一定的危险性，也必须进行安全处理，常需设置排放设备、排水器、防空管以及废气、废液处理设备。 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。在一旦发生火灾、爆炸的情况下，能起到阻止事态扩大，减小事故
9、损失作用的设施有防火门、防火墙、防爆墙以及水封、阻火器、单向阀等阻燃阻爆设备、消防灭火系统等。同时须考虑维修安全性，如是否所有的管道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；还应考虑设置救护设施，如装置内是否需要设置洗眼区和安全淋浴。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。 4.电气 在选用电气设备时，应根据爆炸危险场所的类别和等级，爆炸混合物的分级、分组情况，选择适用的电气设备。考虑把电气设备和线路，特别是正常运行时会发生火花的电气设备，布置在爆炸危险场所的外面。当必须安装在危险场所时，应布置在危险性较小的地点。而且在爆炸危险场所内应尽量少采用携带式电气设备。电气配管配线时，应将开关、电缆集管设置在没有危险的地方，平面布置时也应考虑到不使动力线的保护层受腐蚀性介质的侵害。建筑和设备，应有可靠的防雷接地措施；可能产生静电的设备、管道应有防止静电积聚的措施。 四、结束语 综上所述，对于化工生产得以实施而言，化工工艺设计是其基础，当然除了要求能够严格、正确地执行政府法规、标准规范，还应通过以上几个方面找出过程中的潜在危险因素，发现设计缺陷并及时加以改进，以达到控制和防止事故的发生，实现本质安全的目的。
