浅析化工工艺设计中安全危险的问题

　我国经济处于高速发展阶段，化工企业作为我国经济发展的拉动型企业，发展速度迅猛，但是化工工艺生产具有一定特殊性。生产过程中安全问题较为突出，事故产生率较高。为避免安全问题频繁发生，保障化工工艺设计安全性，需具有良好的安全设计意识，保障规范的设计流程。本次研究将对我国化工工艺设计过程中存在问题进行分析，并提出相关的解决措施。
1 化工工艺设计概述
1.1 化工工艺简述
化工工艺是化学材料转化为产品的过程，化工工艺设计包含工业整体流程，首先对原材料进行处理，比如碾碎、提纯等。其次是设计化学反应过程。该步骤是化学材料向成品过渡的重要步骤，需处理好化学材料与化学反应间的关系，提升化学反应转化率。最后对化学产品进行处理，对化学反应生产的产品做出系列精制处理，使化学产品最终满足产品实用性需求，使得化学产品合理有效的运用于生活、生产中。
化工工艺设计作为化学材料反应制备过程，是化学工艺设计的重中之重。化工工艺设计内容较为复杂，不只涵盖工艺流程设计，还包含工艺流程的管理内容。化工工艺设计前，应当了解工艺设计原则，并提升安全意识。只有提升设计灵活度，才能保障工艺流程更加简练、安全、高效。
1.2 化工工艺设计特点
首先，为系统性特点。化工工艺流程为一项复杂且又系统的流程，涉及到化工生产的各个环节，贯穿整个化工工作流程。其次，为规模不一特点。化工工艺流程在设计过程中产品规模不同，化学原料及化学反应也存在差异。最后，为化工工艺设计资料不全特点。化工工艺为现代先进工艺，设计流程所能够参考的内容较少。
1.3 化工工艺设计分类
①概念设计也可称为假象设计，根据模拟的生产规模进行设置，该设计在中试前开展，设计目标为工艺条件及生产路线是否具有合理性，也能够将存在漏洞的部分补足，达到查缺补漏的目的。②中式设计任务及内容为检测小试剂确定工艺方向，观察产品的使用性能，观察考验工艺是否可靠，获取相关工艺需求的参数指标。验证放大后的模型，观察杂质是否能够对成型产品产生重大影响。③基础设计为技术开发过程中的成果获取阶段，能为生产提供所需的技术要点。④初步设计为化工工程设计的第一步骤，其中包括初步设计说明书及大体概述书。据基础设计及设计任务标准、厂址报告，对工程技术及经济成本进行总体测算。初步设计结果需要满足项目审查及施工条件，完成材料定制、项目招标，为投资建厂提供依据。⑤施工图设计根据初步设计的审核意见，确定设计中需要注意的事项及设计原则，根据建筑设计标准及相关要求，利用文字形式及招工形式设计组成部分，设置施工具体方法，将各个阶段存在问题的解决。
2 化工工艺特点对工艺带来的风险及控制
化工工艺在设计过程中，设计人员需要根据设计原则开展工作，安全设计原则需要贯彻设计始终。设计工艺在开展过程中，设计人员需要严格遵循相关标准、规范要求开展工作，工作需要做到有针对性、可操作性及经济性，使其中的细节能做到灵活应用，最终实现高效安全的生产。生产过程中，安全为首要保障，设计过程中应当对安全问题进行具体分析。但是实际工作往往与设计存在误差，使工作开展不够顺利。
2.1 化工工艺设计基础资料不够完全
通常开发新工艺包时，设计基础资料出自科研单位或者根据相关资料编制。编制过程中，未经过工作生产检验及完善，资料数据可靠性及完整性无法与成熟且安全运行多年的装置作对比。化工生产面较为广泛，需求的设备种类较为复杂，设备的规格等较为多样。设备功能在非标设备设计及定型设备选择方面具有严格要求。资料不够完善、不确切会使工艺细节要求和设备不匹配导致安全隐患滋生。
2.2 化工工艺设计工作量繁重
化工工艺设计过程中会涉及到大量投资，其中设备及管道等物料占比较大，管道设计需满足实际需求，部分管道要求特殊。在化工工艺设计中，需要按规范要求根据压力、温度等操作和设计条件来选定合适的设备和管道。但业主方为能够尽快占据市场，设计周期满足实际目标，时常打破常规的周期，应用设计与开发结合的方式，在建设过程中修改设计。
2.3 化工设计规模存在差异
工艺装置大小存在差异，为保障成本，所以要保障产品产量，致使设计规模较大，这时一些设计不可完全参照规范设计制定。化工工艺设计过程中针对上述特点及安全风险，对其自身的风险控制能力便显得较为重要，需要引起设计人员的重视。化工工艺设计过程中，管道、泵阀、仪表及自动化是其中关键环节。化工工艺设计具有技术含量高等特点。设计时需要了解工艺原料及产品自身性质。方便在设计过程中能够对号入座。化工相关规范中，物品危险程度化划分不同等级，设计人员需要根据化工物品的危险等级，确定防爆等级。化工物品危险程度等级在综合生产过程中，成品及原料、化学性质、数量是决定危险程度的关键因素。设备选用及仪表操作方式等会受到安全等级影响。爆炸危险区域中的仪表、控制器需选择具备防爆结构的或者正压通风结构的。散发毒气或者蒸汽时，需要监控报警装置，在爆炸危险区域中内仪表线缆采取非燃材料型及阻燃型。仪表配管及配线等根据仪表装置做出集中管理，仪表配管配线需与其他线路分开敷设。
2.4 化工设计危险识别及控制方法
危险因素是生产过程中引起安全隐患的导火线，也是导致正常生产过程中存在意外故事的不安全条件。化工工艺设计过程中对危险识别及控制，在保障项目工艺生产过程中产出物质具有较高质量的同时，并清晰认识到危险因素及不利相关因素，明确这些因素产生的方式、种类及可能的影响。提出可行性防范方案，从而降低装置带来的风险，提升安全运行建议。
此过程中需要避免单纯采取不安全路线、危险物品及工艺的使用。若特殊原因要求必须使用，那么需要设计及工艺安全方面采取防护措施，使危险因素不会转化为安全事故。化工生产装置工艺自身多样性使危险因素种类较为复杂，采取哪些方式能够合理控制危险因素，并保证装置设计安全，需做出着重讨论。
2.4.1工艺物料分析
工艺生产过程中生产原材料较为复杂，存在形式各有不同，具备一定风险性。化工生产原料及产品属于易燃、易爆物品，受到环境等方面因素困扰，物品可能在空气中形成混合气体。若产生火灾一般火势较为猛烈，对企业造成较大损失。生产中的原料、半成品及中间产品等物质分别以固体、液体和气体等方式存在，受到化学反应随机性的影响，物质在不同温度下危险性会不同，对固液气等物质进行危险特性分析是工作开展的基础。工艺在生产过程中对危险物质进行有效分析，能够站在稳定性及化学性等视角做出深入研究，使危险产生几率下降至最低。
2.4.2工艺路线分析
化工生产路线较为复杂，生产需要的连续性较强，操作条件较为苛刻，若存在某一环节故障，那么正常生产链便会遭到破坏，引发安全事故。设备检修使正常工作状态中断，设备工艺参数会发生系列变化，检修结束后设备工作状态会回归正常值，在此过程中容易操作失误引发设备故障，介质会渗漏到空气及水中，导致工作人员中毒事故产生，对环境造成污染。化工生产过程中存在多种工艺线路，需要选择减少危险物的工艺线路，在工艺设计过程中尽量保证无毒无害，降低危险性。若处于特殊情况下，则需要将条件适当缓和，减少危险材料的成分，将安全第一的思想贯彻于生产过程中，做到物尽其用，避免环境破坏。
2.4.3化学反应装置分析
化学反应是产品生产重心也是关键生产步骤，只有通过反应才能得到最终的产品，反应的同时存在一定风险性。
2.4.3.1反应器选择
反应器类型较为复杂，根据反应器物料情况，能够将其分为间歇型及连续型。根据物料流程，能够划分单程及循环两种。反应器结构类型可分为釜式、管式、塔式等多种形式。能够在不同反应类型中发挥作用，可以根据反应理论进行选择。反应装置特性受到构成装置设备特性及组成装置工艺流程的影响。工艺特性及设备特性紧密联系，设备在选型过程中，需要认真观察工艺特性，包括适应性及安全性，根据工艺应用范围及操作技术关系，对设备进行详细分析，确定设备型号。
2.4.3.2设备材料选择
设备使用材料需思考工艺温度及压力等各类腐蚀性因素，加工设备应当满足抗腐蚀性及强度要求。需要明确杂质可能对化学反应产生的影响，导致反应速度及效率异常，致使反应存在不稳定性及危险性。部分污染可能如同催化剂一般，产生特性反应，需要测试温度及压力，在选择接触物流时同样需要谨慎。
3 实例分析——精细化工风险事件及建议
3.1 精细化工风险事件
我国于2017年相继发生精细化工行业安全事故，引起社会的广泛关注。本年度两会期间石油及化工行业纷纷提出，提升精细化工行业安全已经迫在眉睫。2017年我国化工行业出现较大事故为12起，其中死亡人数数十人。精细化工故事伤亡人数占据其中一半，精细化工行业事故频发，使行业本质安全指标不完善、设计人员工作不细致、操作人员工作盲目性问题显现。安全失去屏障，环保问题便成为一纸空谈。所以提升精细化工行业安全本质应当自设计、安全意识、工作流程等方面入手，让化工工艺设计每一个细节都流程化、系统化，将化工安全生产放在生产的首要位置，使其在满足经济需求的前提下，保障生态文明建设。
连云港“12.9”事故使10人死亡，我国安监总局及化学安全协会对此展开讨论。并指出精细化工行业问题已经较为突出。
我国精细化工企业8000余家，化学产品3万多种，行业基础较为薄弱，化工工艺精细化迫在眉睫。我国现在整个化工产业环境所体现出的问题，就是精细化工安全设计水平与发达国家存在明显的差距，所以更应该透彻的分析这一问题，在国家的推动下建设出精细化工管理和发展体系。
大体看我国精细化工工艺中依旧存在较多的实际问题，比如污染严重、成本高及运输问题等。研究人员还需要不断努力，深入研究，建立相应精细化工工艺企业，使运输成本降低，提升企业经济效益，发展可持续道路，实现经济发展与环境问题的统一。
3.2 提升精细化工安全的建议
3.2.1落实主体责任制
责任制是保障安全的核心，企业应当明确岗位安全责任，精细化工工作开展的基础是设计，只有完成设计流程，后续工作才能正常开展，所以设计人员的安全意识及责任应当落实，将责任制落实后，需要在企业见到明显的效果。企业需实施《安全生产法》，树立安全生产的红线意识及底线思维，将效益最大化的错误思维摒弃，企业安全管理人员应当明确自身责任，在生产各个环节做好监督，认真履行法律责任。企业需主动学习安全生产相关制度，并明确安全生产的流程，具备事故应急处理能力。
3.2.2精细化工安全风险评估
国家相关组织规定，精细化工企业中设计重点危险化工工艺及金属有机合成反应的间歇反应及半间歇反应，若具有以上反应应当做出安全风险评估。新工艺的设计投入化工生产过程中首次使用需要作出评估，工艺线路及工艺参数装置发生变动后，若没有反应评估报告，需要重新作出评估。反应工艺产生过安全事故的，应当根据反应程度进行分级，设计阶段应用自动控制系统，并设置偏离正常的连锁控制系统，做到紧急事故终止反应，使风险得以控制，保障厂区周边的应急响应。工作人员职业素质需要着重提升，企业负责人员及相关设计人员、安全人员应当持证上岗。做到定期培训，保障安全风险控制在最低。
4 结语
化工生产过程中存在较多问题，这些问题对企业来讲造成困扰，对经济发展造成影响。化工生产的安全危险不只是对企业造成较大伤害，对职工生命安全也造成较大影响，员工的生命安全无法得到保障。只有对风险进行有效识别，在工艺设计过程中针对风险采取有效的措施，才能将风险防患于未然，才能使风险最大程度被规避，保障企业健康施工，满足对产品产量及品质的需求。精细化工是化工生产的组成部分，生产技术相对成熟，但是依旧存在较大开发空间，需要不断的创新，才能保障生产环节更加稳定，保障化工企业为我国带来更大的经济价值，推进我国化工领域进一步发展。