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【摘 要】在化工生产中常会使用一些危险品化学品，特别是在化工工艺中由于反应条件多为高温高压，反应激烈，释放大量热量，产生气体，进而引发一些安全事故，如火灾、爆炸等。因此在化工工艺中需要采取一定的措施最大限度地避免安全问题的出现。本文对化工工艺的设计阶段有可能存在的安全问题进行了分析，对安全问题的防治进行了探讨。
【关键词】化工工艺；安全问题；工艺设计
就我国当前的大多数化工工艺设计情况来看，在化工生产中存在许多的安全问题，而工艺设计中的安全问题又是影响化工工艺的重要因素，因此在化工工艺设计中需要对安全问题进行控制。在化工工艺设计与生产过程中需要严格按照相关的政策进行，同时对化工工艺设计中存在的安全问题进行控制，严格控制化工工艺设计，促进化工工业的快速稳定发展。
1 关于化工工艺设计
1.1 化工工艺设计的内容
化工工艺设计主要涉及三个方面：工艺流程、设备布置、和管道布置，设计人员需要通过工艺计算并绘制工艺流程图，而后由工艺计算和流程图提出设备条件交给设备专业绘制设备图纸的相关参数，并提供工艺控制方面的参数以作为自控专业仪表选型，工艺专业再根据工艺流程图完成初步的设备布置，最后由管道专业根据设备布置图配管完成最终的管道布置。
1.2 化工工艺设计的特点
化工工艺的设备种类有很多，规格又有不同，这就对设备的选用提出了更多的要求，因此化工工艺的设计工作量很大，但是设计时间又有限制，这也是化工工艺设计的主要特点。对于化工工艺来说，一般总体投资都很多，反应装置、设备系统又很复杂，在化工工艺中涉及的物料都比较特殊。为了能够在短期内就占领市场，化工工艺设计一定要尽可能地提高工作效率，减小工艺设计的周期。很多化工企业为了缩短建设周期，常常会出现边开发边设计的情况，这样一来工作人员往往忽视安全问题，对化工产品的使用埋下安全隐患[1]。
由于不同化工工艺的规模不同，为了节约投资，一些工艺设计在实际的操作时没能严格按照规定去做，为了测得所需的工程数据，化工工艺设计的规模也就随之增加[1]。化工工艺设计时最为重要的便是要充分考虑化工生产过程中潜在的安全问题，对危险要进行严格的识别和控制。
2 化工工艺设计中的安全问题
2.1 化工反应装置方面的安全问题
化工反应是化工产品的生产核心，在化工反应过程中会存在许多的安全问题，甚至引发严重的安全事故，特别是在化工反应装置方面存在许多的不可控因素，在设计时需要进行严格的科学分析和计算[2]。
化工工艺设计时需要充分考虑反应物的反应速度与产生的热效应，为了控制化工反应，在工艺设计时应严格控制进料量，控制加热速度，加大冷却能力或者采用多级反应来控制反应。在实际的生产过程中，化工反应器常会因超温超压而变形，进而引发安全事故，因此化工反应装置上应安装压力释放装置。
2.2 化工工艺路线方面的安全问题
一般的化工工艺设计都会涉及多条工艺路线，在化工设计时需要充分考虑这几条路线中存在的安全问题，尽可能地将危害降到最低。化工工艺路线的设计主要是针对生产物料、生产条件、设备进行设计，在设计时需要选择无害或者危险性低的物料，降低因生产条件变化对反应的影响，对于化工生产的设备和技术也要尽可能降低污染物的排放，降低环境污染。
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2.3 管道方面的安全问题
化工生产时管道输送的物料都为易燃、易爆、易腐蚀的物品，如果管道在生产过程中有任何部分出现渗漏，有毒物质就会流出，对环境造成污染，对化工生产本身来说也存在很大的安全隐患，因此在管道设计时需要充分考虑管道的材料以及应力分析等可能造成管道渗漏的因素[2]。这里需要强调的是在管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，这些地方是管道易出现危险物品泄露的部位，需要格外重视这些地方的材料和管径选择。
此外，在管道设计中应避免水锤、气液共存产生柱塞流等危害管道安全的情况发生。
3 加强化工工艺设计安全控制的措施
3.1 加强对化工工艺路线的安全设计
化工生产实际上具有很强的连续性，工艺路线也是非常复杂，化工工艺设计时需要加强各个环节的安全控制，因为如果一个环节出现了设备故障就很有可能影响整个生产路线，因此化工工艺路线的安全设计可以结合化工反应的类型选择合适的化工工艺路线。
在化工工艺设计时应尽可能地选择低危险性的物料和反应方式，在有多条化工工艺路线可以选择时，设计人员要坚持本质安全的理念，选择涉及危险品最少的工艺路线，切实提高工艺路线的安全可靠性。
3.2 积极改善生产环境
在化工生产过程中，污染问题是极为严重的。在化工工艺设计时需要最大限度减少污染源，并对生产过程中产生的污染物做好回收处理[3]。化工工艺设计时需要提高化学反应速度以及能源分离效率，这样可以有效提高化工生产的能源利用率，减少能源在生产过程中的损失。化工工艺设计需要积极改善化工生产的环境，采用新方法改进和更新装置，节约能源，做好污染物的回收利用，这样既可以增加产业效益也可以最大限度地节约能源。
3.3 化工工艺反应装置的选择
化工生产涉及多个化学反应类型，如置换反应、取代反应、裂解、聚合、氧化、还原、缩合反应等等，不同的反应类型也有不同的特性，产生的热效应不同，既有放热反应也有吸热反应，有的反应需要催化剂，有的反应需要引发剂，有的反应反应过程剧烈，有的反应则比较慢[3]。在化工工艺设计时需要针对不同的化工反应设计或选择合适的反应装置，使反应处于可控状态，避免出现因反应不可控而造成的超温、超压甚至化学爆炸的情况。
化工工艺反应装置的类型有很多，按照物料的投料流程可以分为间歇式或连续式，按照反应器自身结构可以分为管式反应器、塔式反应器等等不同形式的反应器。在设计或选择化工工艺反应装置时需要以满足化工反应要求为前提，充分考虑生产工艺的适用性与安全性，选择合适的反应器类型。对于化工工艺反应装置的设计或选择必须要充分考虑化工生产这个不同化学物质的反应条件。对于一些反应速度快且放热较多的化工反应，反应装置设计需要充分考虑避免反应失控的问题，化工反应装置设计需要设计紧急冷却系统、反应终止系统，这样就可以在生产过程中及时控制化工反应。除此之外，化工生产还可以设计相应的保护措施来控制化工反应，比如在聚合反应生产过程中，可以在物料中添加一些阻聚剂，抑制化工反应的进行，降低化工反应的速度[2]。为了阻止外部空气进入化工反应装置内部，化工工艺设计还可以采取正压操作，避免在化工装置中发生燃烧、爆炸。对于高温高压的反应，化工反应装置需要格外重视高压容器结构的安全设计，保证高压容器的结构强度和结构的严密性。此外，高温高压反应的化工工艺设计还需要做好反应装置的泄压工作，设置安全阀、爆破片、紧急排放系统以及回收系统等，避免压力容器发生爆炸，造成安全事故。
一些典型的化工反应过程如氯化反应、硝化反应、氟化反应等由于其具有较大的危险性，国家安监总局将其列入了重点监管的危险化工工艺目录，在此类化工反应设计时，应严格按照文件规定的安全控制要求、重点监测的关键工艺参数和推荐的控制方案进行设计，在设计时应尽量采用成熟的控制方案。
4 结语
化工生产过程涉及许多的危险化学品，且反应条件多为高温高压，极易引发化工生产中的安全问题，因此在化工工艺设计时，设计人员需要格外重视安全问题的控制，严格控制化工工艺设计，改善生产环境，将工艺设计理论研究与实践相结合，进一步提高化工工艺生产的高效运转，促进化工工业的快速稳定发展，创造更多的产业效益。
论文作者:田莉,李香玲
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/17
标签：化工论文; 工艺论文; 安全问题论文; 装置论文; 管道论文; 路线论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年第03期论文;