化工工藝設計中相關安全性問題的控制論文

　　就我國當前的大多數(shù)化工工藝設計情況來看，在化工生產中存在許多的安全問題，而工藝設計中的安全問題又是影響化工工藝的重要因素，因此在化工工藝設計中需要對安全問題進行控制。在化工工藝設計與生產過程中需要嚴格按照相關的政策進行，同時對化工工藝設計中存在的安全問題進行控制，嚴格控制化工工藝設計，促進化工工業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

　　1 關于化工工藝設計

　　1.1 化工工藝設計的內容

　　化工工藝設計主要涉及三個方面：工藝流程、設備布置、和管道布置，設計人員需要通過工藝計算并繪制工藝流程圖，而后由工藝計算和流程圖提出設備條件交給設備專業(yè)繪制設備圖紙的相關參數(shù)，并提供工藝控制方面的參數(shù)以作為自控專業(yè)儀表選型，工藝專業(yè)再根據(jù)工藝流程圖完成初步的設備布置，最后由管道專業(yè)根據(jù)設備布置圖配管完成最終的管道布置。

　　1.2 化工工藝設計的特點

　　化工工藝的設備種類有很多，規(guī)格又有不同，這就對設備的選用提出了更多的要求，因此化工工藝的設計工作量很大，但是設計時間又有限制，這也是化工工藝設計的主要特點。對于化工工藝來說，一般總體投資都很多，反應裝置、設備系統(tǒng)又很復雜，在化工工藝中涉及的物料都比較特殊。為了能夠在短期內就占領市場，化工工藝設計一定要盡可能地提高工作效率，減小工藝設計的周期。很多化工企業(yè)為了縮短建設周期，常常會出現(xiàn)邊開發(fā)邊設計的情況，這樣一來工作人員往往忽視安全問題，對化工產品的使用埋下安全隱患。

　　由于不同化工工藝的規(guī)模不同，為了節(jié)約投資，一些工藝設計在實際的操作時沒能嚴格按照規(guī)定去做， 為了測得所需的工程數(shù)據(jù)，化工工藝設計的規(guī)模也就隨之增加�；�工工藝設計時最為重要的便是要充分考慮化工生產過程中潛在的安全問題，對危險要進行嚴格的識別和控制。

　　2 化工工藝設計中的安全問題

　　2.1 化工反應裝置方面的安全問題

　　化工反應是化工產品的生產核心，在化工反應過程中會存在許多的安全問題，甚至引發(fā)嚴重的安全事故，特別是在化工反應裝置方面存在許多的不可控因素，在設計時需要進行嚴格的科學分析和計算。

　　化工工藝設計時需要充分考慮反應物的反應速度與產生的熱效應，為了控制化工反應，在工藝設計時應嚴格控制進料量，控制加熱速度，加大冷卻能力或者采用多級反應來控制反應。在實際的生產過程中，化工反應器常會因超溫超壓而變形，進而引發(fā)安全事故，因此化工反應裝置上應安裝壓力釋放裝置。

　　2.2 化工工藝路線方面的安全問題

　　一般的化工工藝設計都會涉及多條工藝路線，在化工設計時需要充分考慮這幾條路線中存在的安全問題， 盡可能地將危害降到最低�；�工工藝路線的設計主要是針對生產物料、生產條件、設備進行設計，在設計時需要選擇無害或者危險性低的物料，降低因生產條件變化對反應的影響，對于化工生產的設備和技術也要盡可能降低污染物的排放，降低環(huán)境污染。

　　2.3 管道方面的安全問題

　　化工生產時管道輸送的物料都為易燃、易爆、易腐蝕的物品，如果管道在生產過程中有任何部分出現(xiàn)滲漏，有毒物質就會流出，對環(huán)境造成污染，對化工生產本身來說也存在很大的安全隱患，因此在管道設計時需要充分考慮管道的材料以及應力分析等可能造成管道滲漏的因素。這里需要強調的是在管道連接處和拐彎處彎頭的材料和管徑選擇，這些地方是管道易出現(xiàn)危險物品泄露的部位，需要格外重視這些地方的材料和管徑選擇。

　　此外，在管道設計中應避免水錘、氣液共存產生柱塞流等危害管道安全的情況發(fā)生。

　　3 加強化工工藝設計安全控制的措施

　　3.1 加強對化工工藝路線的安全設計

　　化工生產實際上具有很強的連續(xù)性， 工藝路線也是非常復雜，化工工藝設計時需要加強各個環(huán)節(jié)的安全控制，因為如果一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了設備故障就很有可能影響整個生產路線，因此化工工藝路線的安全設計可以結合化工反應的類型選擇合適的化工工藝路線。在化工工藝設計時應盡可能地選擇低危險性的物料和反應方式，在有多條化工工藝路線可以選擇時， 設計人員要堅持本質安全的理念，選擇涉及危險品最少的工藝路線，切實提高工藝路線的安全可靠性。

　　3.2 積極改善生產環(huán)境

　　在化工生產過程中，污染問題是極為嚴重的。在化工工藝設計時需要最大限度減少污染源，并對生產過程中產生的污染物做好回收處理。化工工藝設計時需要提高化學反應速度以及能源分離效率，這樣可以有效提高化工生產的能源利用率， 減少能源在生產過程中的損失�；�工工藝設計需要積極改善化工生產的環(huán)境，采用新方法改進和更新裝置，節(jié)約能源，做好污染物的回收利用，這樣既可以增加產業(yè)效益也可以最大限度地節(jié)約能源。

　　3.3 化工工藝反應裝置的選擇

　　化工生產涉及多個化學反應類型，如置換反應、取代反應、裂解、聚合、氧化、還原、縮合反應等等，不同的反應類型也有不同的特性，產生的熱效應不同，既有放熱反應也有吸熱反應，有的反應需要催化劑，有的反應需要引發(fā)劑，有的反應反應過程劇烈，有的反應則比較慢。在化工工藝設計時需要針對不同的化工反應設計或選擇合適的反應裝置，使反應處于可控狀態(tài)，避免出現(xiàn)因反應不可控而造成的超溫、超壓甚至化學爆炸的情況。

　　化工工藝反應裝置的類型有很多，按照物料的投料流程可以分為間歇式或連續(xù)式，按照反應器自身結構可以分為管式反應器、塔式反應器等等不同形式的反應器。在設計或選擇化工工藝反應裝置時需要以滿足化工反應要求為前提， 充分考慮生產工藝的適用性與安全性，選擇合適的反應器類型。對于化工工藝反應裝置的設計或選擇必須要充分考慮化工生產這個不同化學物質的反應條件。對于一些反應速度快且放熱較多的化工反應，反應裝置設計需要充分考慮避免反應失控的問題，化工反應裝置設計需要設計緊急冷卻系統(tǒng)、反應終止系統(tǒng)，這樣就可以在生產過程中及時控制化工反應。除此之外，化工生產還可以設計相應的保護措施來控制化工反應， 比如在聚合反應生產過程中，可以在物料中添加一些阻聚劑，抑制化工反應的進行，降低化工反應的速度。為了阻止外部空氣進入化工反應裝置內部，化工工藝設計還可以采取正壓操作，避免在化工裝置中發(fā)生燃燒、爆炸。對于高溫高壓的反應， 化工反應裝置需要格外重視高壓容器結構的安全設計，保證高壓容器的結構強度和結構的嚴密性。此外，高溫高壓反應的化工工藝設計還需要做好反應裝置的泄壓工作，設置安全閥、爆破片、緊急排放系統(tǒng)以及回收系統(tǒng)等，避免壓力容器發(fā)生爆炸，造成安全事故。

　　一些典型的化工反應過程如氯化反應、硝化反應、氟化反應等由于其具有較大的危險性，國家安監(jiān)總局將其列入了重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄，在此類化工反應設計時，應嚴格按照文件規(guī)定的安全控制要求、重點監(jiān)測的關鍵工藝參數(shù)和推薦的控制方案進行設計，在設計時應盡量采用成熟的控制方案。

　　化工生產過程涉及許多的危險化學品， 且反應條件多為高溫高壓，極易引發(fā)化工生產中的安全問題，因此在化工工藝設計時，設計人員需要格外重視安全問題的控制，嚴格控制化工工藝設計，改善生產環(huán)境，將工藝設計理論研究與實踐相結合，進一步提高化工工藝生產的高效運轉，促進化工工業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展，創(chuàng)造更多的產業(yè)效益。

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