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化工行业比较特殊,有较大的危险存在于化工工业生产及工艺设计中,容易出现事故。针对这种情况,在化工工艺设计开展中,需要对存在的各种安全隐患因素深入了解和判断,采取相应的措施,严格控制与管理化工工艺设计整个流程,避免出现较大的安全事故。
1化工工艺设计概述
具体来讲,化工工艺设计指的是结合化学反应的工艺流程、反应条件及材料等,科学设计化工工艺中的安全设备、工艺管道、仪表以及泵阀等产品。在化工产品设计过程中,需要对每一种产品的化工工艺设计要求、设计原则等深入了解,严格依据相应的安全规程,保持谨慎认真的态度开展化工工艺设计。在具体实践中,需要对化工工艺设计原则与设计精神充分把握,对化工工艺设计中的各项细节灵活运用,保证与相关安全规范所符合,同时方便化工生产的顺利开展,以便保证化工生产的安全性与高效性。
2化工工艺设计特点
化工工艺设计具有较高的科学技术含量与独特的工艺流程;研究我国现阶段化工工艺设计,可以总结出这些特点:化工工艺设计基础资料不够完善,一般情况下,由科研单位人员结合现有的资料整编出来,作为化工工艺设计基础资料,没有通过大量的实践来检验和完善部分资料,这样就无法保证资料数据的可靠性与完整性。具有较大的工作量;化工工业具有较多的设备管道,且对废物处理及原材料处理提出较高的要求,这样就需要较多的总体投资成本。部分化工企业为了促使建设周期得到缩短,扩大市场占有率,往往会对正常设计周期进行缩短,开发、设计同时进行,甚至在建设过程中,设计还会遭到更改。且具有不统一的设计规模,化工生产装置具有不同的规模,为了促使投资成本得到就业,部分人员没有严格依据相应的规范要求来开展化工工艺设计。
3化工工艺设计中安全危险的判断
3.1化工工艺物料管理
原材料管理在化工工艺设计中是非常重要的一项内容,其为工艺流程体系的基础和开始,要将安全原则贯彻到物料选择、运输以及使用等各个环节内。在不同的形态下,化工工艺材料的化学性质也呈现差异,那么就需要对不同状态下物料的毒害情况有机明确,采取相应的措施稳定其性质,科学判断当前的安全危险状态。
3.2化工工艺设计途径
采取同样一种原材料,生产同样的化工物品,也可以采取多元化的途径;在设计途径选择中,需要紧密结合生产环境条件,将最安全及最优化的化工工艺途径找出来。综合考虑各个方面的因素,有效平衡产能与安全,积极应用新工艺和新技术,避免污染到环境,且促使中间环节出现的副产品得到减少。
3.3化工生产设备
一般情况下,结合设备开展化工工艺设计,要在设备内部进行原料、添加剂或者半产品反应,化学原理作用下,有一系列变化出现,进而导致设备环境比较恶劣,高压、高热等。此外,还有一些潜在安全问题存在,需要充分重视设备安全。
4化工工艺设计中危险因素的控制
在具体实践中,要紧密结合化工工艺流程特性,将针对性的措施运用过来,严格控制化工工艺设计安全危险因素。具体来讲,可以从这些方面着手:
4.1工艺原料
在储存及运输化工生产各种原料、半成品、中间产品以及副产品时,具有不同的形态特征,如气体、液体、固体等;不同形态的化学产品,物理性质、化学性质也存在差异,且具有不同的危险性。那么相关工作人员就需要充分熟悉了解化工工艺原材料的特性,对其危险环节有机把握,科学辨别、分析以及评价危险。
4.2工艺路线
化工工艺设计实践中,需要逐步将危害性较高的原材料发展为无毒无害材料,也可以采取较低毒害性的材料;要对化学反应过程苛刻条件有机缓和,对催化剂合理选择,通过稀释那些特别危险的物料,促使化学反应剧烈程度得到有效降低;结合时展要求,将一系列新技术、新设备运用过来,对危险化学品储存量有机减少,避免有过多的废料产生于化工生产过程中,且尽量重复利用可以回收利用的材料,避免过大程度上破坏到周围环境。
4.3管道运输
因为易燃易爆、剧毒、腐蚀为化学产品的主要特点,那么就需要避免有安全事故发生于化工产品的运输过程中,严格要求管道运输。在设计管道时,需要综合考虑管道材质的安全性、地质条件等,科学设计,避免出现化工产品泄露问题。此外,要合理选择泵和阀门,紧密结合相应的安全生产规范来选择与安装泵和阀门,设计人员需要全面综合考虑,充分掌握不同运输材料的差异化性质,提升选择科学性,保证运输生产的安全性。
4.4安全防护装置
化工行业具有较大的危险性,那么化工厂需要投入相应的资金成本,对安全防护装置合理有效的设计,如果有危险事故发生,能够控制事故扩大态势,促使财产损失及人员伤亡等得到减少。
5结语
【关键词】化工工艺;工艺问题;安全评价
引言
化工自诞生以来就伴随着不可避免的危险性。化工生产过程对化工工艺要求较高,而化工工艺是化工生产中最复杂、最难管理、最容易产生问题的部分。化工生产通常是在比较严苛的化工工艺条件下进行,相对于常温常压而言,更容易发生安全事故,并且安全事故通常影响范围比较大、伤亡人数较多。长期以来化工领域的专家们一直致力于安全性更高、生产成本更低、环境更友好的生产工艺。
1 化工工艺概述
化工工艺通常指的是化工原料进行化学反应并生产出化工产品的一系列过程和方法。通常化工工艺包括三个步骤:化工原料的预处理、化工原料向化工粗产品的转化、对化工粗产品的纯化。对化工原料的预处理主要是为了达到化学反应要求的规格和条件,通常包括:净化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等不同预处理手段。化工原料向化工粗产品的转化主要是指通过一定的反应条件使得化工原料发生化学反应并转化为粗产品。对化工粗产品的纯化主要是通过蒸馏、萃取等分离手段将杂质除去,得到纯度较高的化工产品。
2 我国化工工艺的现状及问题
2.1 我国化工工艺现状
经过几十年的发展和对外开放,我国不断引进新的化工生产技术,化工工艺日趋成熟。就目前而言,我国已基本掌握一般性化工生产工艺,但我国对一些特殊化学材料的生产工艺掌握尚不完全,在一定程度上还长期依赖外国技术。由于我国制造业发展水平还不是很高,许多国产化工设备不能完全满足严苛的反应条件。我国在化工工艺前期设计、化工工艺流程建设、化工工艺后期维护等方面的发展正处于新的变革时期,整体上还有许多需要提升之处。由于化工企业规模大小不一,导致我国化工工艺没有统一的改革方向和技术研究方向。
2.2 我国化工工艺存在的问题
总体而言我国化工生产中的化工工艺还存在许多问题。对化工物料而言,化工物料的存放安全性不高,在化工物料的预处理过程中对于可能造成环境污染的因素未进行排除。对化工工艺路线而言,目前我国存在的问题较多。由于我国国有体制改革,许多化工企业私有化,企业在化工厂的新建和扩建过程中急功近利,对化工工艺路线的选择十分潦草,未全面考虑生产过程中的需求,埋下了长期的安全隐患。对化工设备而言,在化工厂建厂初期选购化工设备的时候,一味追求低成本忽略了化工设备的质量和规格问题。在化工设备的安装过程中通常随意性较大,在化工设备安装后不及时进行维护和安全检查。
在化工生产监管上,我国化工生产管理的信息化程度偏低,大部分依靠化工人员的现场监管,导致生产信息的监控不及时,这在很大程度上加大了化工生产的危险性。以上诸多问题只是我国化工工艺存在问题的冰山一角,存在的其它问题就不一而足了。
2.3 我国化工工艺安全评价的意义
安全生产一直是化工行业不懈追求的目标,对于任何一个化工企业而言,企业利润的持续,很大程度上依赖于安全生产。定期进行化工工艺安全评价可以有效保证化工生产的安全性。同时定期进行化工工艺安全评价可以及时发现和排除安全隐患,使得化工生产的连续性得到有力保证,提高了化工生产效率。化工工艺安全评价作为一种危险预防性措施,能够降低化工生产的安全成本、降低化工生产过程中的伤亡。化工企业在有效的化工工艺安全评价指导下,能够高效率地进行化工生产管理,降低化工生产的管理成本。
3 我国化工工艺存在问题及安全评价的对策
3.1 化工物料存在问题及安全评价的对策
化工物料通常包括:化工生产原料、反应中间体、反应副产物、反应产物等等。一个化工厂通常存放着种类繁多的化工物料,不同物料的物理化学性质各异。需要建立所有化工物料的数据库并及时更新。对于危险程度较高的化工物料,需要单独管理和监控。要安排专门的化学人员对化工物料的性质、危险系数、处理方法等进行收集和更新,使得化工物料所产生的危害降到最低。
3.2 化工工艺路线存在问题及安全评价的对策
化工工艺路线的选择是化工生产安全的重要保证,工艺路线的选择出现失误将产生长期的安全问题。工艺路线的选择应当遵循安全系数高、生产成本低、环境污染程度低等原则。工艺路线的选择同时也应当结合生产场地、化工原料的来源、化工原料的价格、化工设备的承受程度等化工生产中的实际因素。在当前我国环境污染严重的情况下,化工工艺路线还应当增加物料的循环利用环节、副产物的回收处理环节、化工生产的后续处理环节等。
3.3 化工工艺设备和装置存在问题及安全评价的对策
3.3.1 反应装置存在问题及安全评价的对策
化工生产通常包含物料传递、动量传递、热量传递和化学反应几个部分,俗称“三传一反”,反应装置主要解决“一反”的问题,是化工生产的核心设备,对化工生产产量起决定性作用。对反应装置而言前期的选择需要经过周密的评估和计算。为了保证反应装置内部平衡和稳定,反应装置在安装完成投入使用后要合理的控制物料的进出、合理设定反应温度和压力。对于反应装置内的温度、压力、物料体积、反应速率、进出口物料流量等要严格检测并记录,对于异常现象要及时报告并进行有效地控制。此外,为了减小反应装置的生产压力,可以采取多级并联式反应装置排列方式,保证反应装置不因局部出现问题而导致停产。
3.3.2 传输管道存在问题及安全评价的对策
由于大多数化工物料易受空气等外界因素影响,化工物料的传输通常采用管道输送。传输管道通常会产生物料传递、动量传递、热量传递的“三传”过程。在传输管道的铺设之初应当充分考虑到物料的流量、温度、速率等因素。对于易燃易爆易分解的化工物料,需要单独铺设管道进行传输并标记。在化工物料传输管道铺设完成后,要及时监测管道各个部位的温度、流量等参数。由于大多数化工物料传输管道的材质是钢铁,化工物料通常对传输管道有一定的腐蚀性,因此,需要定时对化工物料传输管道各个部位进行监测和维护。
3.3.3 安全防护装置存在问题及安全评价的对策
化工生产安全防护装置是有效降低化工生产危险系数的必要设备,安全防护装置包括危险控制装置和危险检测装置。对于易于产生高温、高压的反应装置和传输管道需要安装降温减压安全防护装置,以保证化工物料的稳定性。对于易燃易爆的反应部位应当安装防爆阻燃装置。在整个化工工艺流程中的人工检测部位,应当设立化工人员防护装置,保证化工人员的安全。
4 结语
随着科学研究和化工生产的不断发展,化工工艺不断发展,日趋完善。但是,世界上很难存在绝对安全的化工工艺,日常管理和安全评价成了化工生产的必要工作。同时,国家和企业应当根据化工生产的实际需求,设立化工工艺研究专项基金,加强化工工艺的理论研究,才能不断发展和完善我国化工工艺水准。
参考文献:
[1]李跃进,董喜红.浅析化工工艺设计中安全为先的识别与控制[J].科教信息,2009(08).
[2]任巍.化工工艺设计的现状及存在的问题探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2013(08).
【关键词】化学工艺;安全性;评价体系
随着国民经济的不断发展,化工产品的需求量不断提升,化工行业迎来快速发展期。化工产业作为高危行业,发生事故的几率和危害性非常严重,保证化工生产的安全性受到广泛的重视和关注。化学设备的安全一直是化学工艺的关键问题,不合理使用化学设备会威胁着操作者的生命及财产安全。因此,建立健全的化学工艺及设备安全性评价体系极为重要。一个完善的安全评价体系能预防化工生产中存在的隐患,控制整个化工生产过程,提升化学工艺及设备的安全性。近几年,化工事故频繁发生,通常一次事故就会为企业或个人带来巨大的损失,必须重视化工生产的各个环节,保证化学工艺及设备的安全性。只有保障其安全性,企业的化工生产质量才会稳步提升,保证化工产品及人身的安全,降低化工生产事故的发生率。
1.化学工艺及设备建立安全评价体系的意义
随着科学技术的快速发展,我国的化工事业也迎来一定的发展期,化工工艺及生产设施的种类。数量有所扩大,从而为高质量的化工生产奠定坚实的基础。从企业发展角度来说,化工生产技术也是促进企业发展的源动力,能促进企业化工生产快速实现自动化效果,从而提升整个企业的经济效益。值得注意的是,不论是化工生产或生产自控,安全性评价都发挥着重要作用。实际生产时必须做好相应的监督和管理工作,保证化工生产安全展开,为生产企业赢得良好的信誉。所以,化工企业必须创建一套完善的安全性评价体系,通过该评价体系对化学生产工艺及设备进行评价,保障化工工艺及设备的安全运行。
2.化学工艺的特点及危险识别
2.1化学工艺的特点
化工生产最重要的环节就是进行合理的化学工艺设计,化学工艺设计效果好坏对提升化工生产的安全性有重要影响。企业生产出来的化工产品被广泛应有到生活不同角落,确保化工产品的安全性,不单单是化工安全生产的要求,对于整个社会也有独特的意义。进行生产时,需要设计最佳的化学工艺,为保证化学工艺的合理性和实效性,要遵循国家相关规定展开设计,化学工艺设计完工后实施相对应的检查,保证整个设计不存在缺陷。化工工艺设计具有以下特点:①基础资料不全面:进行化工设计时,设计资料是整个设计的重要内容,所用的资料大多由各个科研单位提供,如:化工实验方法等。化工设计必须借助大量的资料展开,保证设计资料的准确性。目前,化工设计经常出现资料收集不全的情况,不能作为化工生产或检验的指导文件。②独特性:化工工艺与其他工艺相比较,化工工艺包括大量的仪器、设备资料,规格与性能也具有一定的特殊性。这些设备种类多种多样、工作量大,实际生产时要依照各个设备的特点做好相对应的控制,保证整个化工工艺设计的安全性和可靠性。③设计周期不长:为了适应市场发展的需求,进行化学设计时,通常会不断缩短化学工艺设计周期。由具体设计过程可知,多数企业并未严格根据正常周期展开化学工艺设计,为提升化学工艺设计的速度,部分企业一般在生产过程中展开设计,从生产中出现的问题适时改革设计思路,从而提升企业的市场竞争能力。
2.2化学工艺的危险因素
化学工艺及设备有可能出现的事故或损失都被称之为不安全条件,影响其安全性的因素又被称作危险因素。化工工艺危险识别就是在实际生产中,合理分析化工工艺及设备出现的故障,找寻影响工艺安全的诸多因素,及时采用恰当的措施进行解决,保证化工生产过程的安全。基于上述问题,企业应该建立完善的危险识别系统,合理控制整个化工生产过程,提升化工生产的安全性。
3.化工工艺及设备安全性评价的内容
3.1反应过程工艺及设备的安全性
通常来说,化学反应过程。物料的干燥、蒸发、冷却、过滤等环节组成化工装置的操作部分。化学反应容器中不单单存在化学反映,也会有传热、流体转动等物理变化过程,上述过程存在比较复杂的相互影响。所以,反应器作为整个化工装置的核心,挑选的反应过程与化工装置的安全性有必然的联系。间歇工艺具有较大的弹性,整个过程比较简单,实际设计时无需使用详细或精确度极高的数据,同时实际开发周期较短。
3.2防护装置的安全性
防护装置在进行各项处理操作时,可能出现偏离正常运转状态的情况,从而产生严重的超温、超压现象。从安全角度出发,压力控制装置,如:通风管、排泄管、安全阀等装置的设计与安全系数有必然联系。同时,稳定装置和应急装置的设计对化工生产的危险系数也有较大的影响,实际生产中容易产生大量的废物或泄漏物质,这部分位置具有相应的危险性,给予合理的处理非常重要,例如:安装排水设施、废气设施等。
3.3化工反应路线的安全性
在化工生产中,一种反应一般可以选择不同的工艺。为有效降低危险系数,生产时必须挑选危险性最小的化工工艺,并采用无害、无毒的材料替代所用的危险材料,保障整个化工生产的安全性。尽可能选取最佳的催化剂和稀释危险物质材料达到降低剧烈反应的效果,使用高新技术和设备,从而降低危险程度。
4.结束语
总之,化工工艺及设备中存在大量的危险因素,对化学工艺展开安全评价非常重要,建立完善的安全性评价体系能降低化工生产中事故发生率,对确保化工生产的安全展开发挥着重要作用。
【参考文献】
[1]吴美艮.浅析化学工艺及设备安全性的评价体系[J].机电信息,2014,(26):48-49.
[2]闫磊.化学工艺及设备安全性的评价体系[J].黑龙江科技信息,2014,(6):108-108.
[3]董树强,胡现杰.化学工艺及设备安全性的评析[J].商品与质量・建筑与发展,2014,(12):477-477.
关键词:化工工艺;风险;风险防范策略
引言
近年来我国化工行业迅猛发展,并取得许多成就。化工工艺是化工生产的重要环节,它是化工生产顺利进行的保障,完善化工工艺设计有助于促进提高化工生产效率和生产安全性。但是基于化工行业自身的特点,化工工艺设计过程中也存在许多风险因素,导致化工生产过程中频发安全事故[1]。和普通生产事故相比,化工生产事故造成的危害更大、更持久,产生的社会负面影响也更大。因此,必须加强化工工艺设计中的风险控制,积极采取有效措施防范风险,避免安全事故发生。
1.化工工艺设计中风险识别及控制现状研究
一般而言,化工工艺设计中的潜在风险识别是一项系统的工程,需要经过多个环节工作相互配合。一是化工设备的风险识别及控制。化工工艺设计过程中,化工设备是基础条件,也是工艺设计前需要首先考虑的因素。主要原因在于化工生产原材料多为高腐蚀、易燃、毒性等材料,化工生产各个环节都存在安全隐患。当前关于化工设备危险识别控制的研究较多,并且智能化危险识别系统已经用于化工设备风险识别及控制,智能化识别控制系统具有直观性特点,可以直观描述和反映设备的风险,智能化识别系统在发达国家得到广泛应用[2]。二是安全防护措施的安全性。识别化工工艺设计过程中的潜在风险不仅需要对基础条件进行鉴别,还需要检验安全防护设施的安全性。主要原因在于化工生产环境与传统生产环境不同,化工生产环境多为高温高压环境,化工生产过程中必须采取有效的防护保护化工生产环境,也对工作人员起到防护作用[3]。目前安全措施防护主要体现在安全标志,例如在重点区域贴上标志物,警示工作人员。例如在排水阀、隔离带设备、通风口等区域。三是逆向工程设计风险。逆向工程一种产品设计技术再现过程,该工程已在新产品开发中广泛应用。逆向工程的诸多优点使其在化工工艺设计的多个环节也有许多应用,如设计、仿制和质量分析环节。在生存和发展期,逆向工程不仅可以缩短产品研发时间,提升产品更新速度,还能降低企业研发成本,加快新产品设计开发。但是逆向工程也容易带来生产风险,还能引发法律纠纷,因而安全风险控制也需要重视逆向工程风险控制。四是能源化工工艺设计风险控制。随着技术提升和新能源兴起,能源在化工工艺设计中的作用不断提升。尤其是能源技术的使用,新能源及可再生能源开发利用在化工工艺中的比例越来越高,化工工艺生产技术呈多样化趋势发展,也给化工工艺设计增加了风险和挑战。
2.加强化工工艺设计风险防范的策略
基于化工生产的特点,化工工艺设计中必然存在许多潜在风险,风险是指为生产过程中可能出现的不确定性情况整个事件造成损失的不安全要件。化工工艺设计的风险识别及控制是对化工生产各个环节的主要设备、操作条件的分析,查明主要设备和操作条件存在潜在风险的类型、原因,剔除有害因素或危险因素,或采取其它措施应对有害因素和危险因素,消除或减少风险的危害,提高化工生产的安全性,保证人员、财产安全,保障化工生产顺利进行。
2.1加强化工材料甄别,根据化工材料选择工艺路线
化学设计过程中,需要首先考虑化工材料选择问题,化工工艺设计也需要充分重视化工工艺物料选择问题。鉴别化工工艺物料材性能时,可从物料的理化性质、稳定性、反应活性、燃烧和爆炸特性、毒副作用等方面分析,根据以上特性评价化工工艺物料的性能。此外,还需要重视工艺路线选择[4]。工艺路线选择与化工物料的性能有关,因而工艺路线选择时应参考化工工艺物料的特性,以最小化降低危险因素的物质量作为参照标准。
2.2合理设计化学反应装置
化学反应在化学生产中发挥了重要作用,原材料经过化学反应工序可获得所需产物,但是原材料的化学反应过程也存在危险因素,化学反应过程也必然存在安全风险。因此,产品生产期那需要对充分分析化学反应过程存在的安全风险,在通过反应器设计和选型过程规避风险,做好充足准备。即考虑化学反应过程可能发生的事故,再采取预防措施。例如原材料在化学反应程序中产生大量热量,反应器设计及选型过程需要考虑排热和散热问题。基于对安全的考虑,反应器不仅需的具备一定的强度,预防爆裂,还需要具备高度密封性,预防有害物质泄漏,防止发生中毒问题。对于高压密封结构设备,需要设置利压力释放装置,保障设备安全。
2.3完善管道阀门设计
化工生产过程工艺存在各类管道和阀门,化工生产环节形成大量易燃、易爆、高腐蚀性和毒性等特殊物质,这些物质对管道及阀门的质量和性能有更高要求。因而管道及阀门问题也是风险高发区域,设计过程也需要重视管道及阀门设计。管道及阀门设计过程中需要结合化工生产产物的特性科学设计,如根据化学生产产物的特性,从管道材质、布设方式、环境振动、应力分布等方面进行分析,预判可能发生泄漏的部位,再进行针对性改进设计。数据管道在生产工艺中的操作条件、介质性质和工艺要求[5]。如若管道运输易燃物料,管道设计尽量采用直线设计,避免管道拐弯,或使用内壁光滑、曲径大的弯头。对于架空敷设管道,必须做好接地设计。阀门是调节介质流量或压力物质,阀门调节能力与介质流量、压力的匹配程度与否也容易引发安全施工。因此,阀门设计也需要参照管道设计方法,根据介质流量、压力特点合理设计阀门。
2.4完善园区整体规划,加强现代化管理
化工工艺设计的风险因素不仅包括技术方面,也包括管理方面,因而也需要从管理层面入手,通过强化管理规避风险。园区规划是影响化工工艺设计的重要因素,目前我国化工工业园区规划、设计及监督环节存在许多问题和不足,园区整体规划设计缺少有效的监督及危机管理制度、系统,及时部分化工园区整体规划存在监督和危机管理机制,监督及危机管理机制之间缺少联系性,无法形成统一整体。因此,园区整体规划有必要建立统一的监督和危机管理系统,创造完整的安全生产监管模式区域标准,形成以政府为主导,以社会组织和企业为主体的管理系统。建立可视化的安全生产整体解决方案,提升解决方案的网络化水平,将被动管理向主动管理转变,形成三维的安全试生产系统,提升化学工业现代化管理水平[6]。
3.结语
总而言之,化工工艺设计作为护化工生产质量的重要保障,化工工艺设计过程必须重视风险因素识别及工资,在严格遵循法律法规的前提下分析肯化工工艺设计风险因素,及时发现问题及缺陷,保证技术路线的安全性,才能控制并预防安全事故,保证生产安全。
参考文献
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[2]应讷江.化工工艺设计风险的防范策略研究[J].山东工业技术,2015,06:271.
[3]王景.化工工艺设计中的安全风险及控制策略[J].化工管理,2016,16:124.
[4]赵英杰.化工工艺设计中安全危险的判断及对策分析[J].山东化工,2014,02:129+135.
[5]朱晓东.浅析化工工艺设计中安全危险的识别与控制[J].化学工程与装备,2011,05:176-177.
关键词:化工工艺;安全设计;危险因素;解决对策
在现阶段的化工工艺设计过程中,对于化工工艺设计过程中的安全性越来越重视,在实践中要对相关工艺安全设计存在的危险因素进行系统的分析,对其存在的问题进行探究,进而提出具有一定实践意义的解决对策。
1化工工艺设计的主要类别
1.1概念设计
所谓的概念设计就是通过模拟具体的工业生产设备状况开展实施的一种技术手段。概念设计一般会在设计过程中开展并实施,其主要目的就是要提升整体的工艺条件以及相关生产路线的合理性。
1.2中试设计
中试内容与相关任务主要就是对小试中已经确立的相关条件以及工艺路线进行系统的检查,对于具体的产品进行系统的考核,了解其主要性能,对于具体的工艺系统的持续性以及可靠性进行探究,进而收集到相关工艺需求的数据,这些内容与系列内容可以作为整个检验部分,也可以对其进行部分的检验,具体操作要根据实际情况开展。
1.3初步设计
初步设计就是基于相关化工项目设计中的初始阶段进行优化,其主要成果为总概算书以及初步设计的说明书。主要是对相关化工工艺的设计的技术与经济进行计算。
1.4施工图设计
主要就是根据相关审批意见,将初步设计过程的具体设计计划与原则进行确定,在实践中要基具体的操作要求,明确具体的布置以及施工方式,明确具体的方法,解决各种初步设计问题。
2化工工艺设计中的安全问题与对策
化工工艺设计中主要存在的安全问题就是在生产过程中存在的各种安全隐患以及一些可以造成安全损失的不稳定要素。对此要提升对整个化工工艺设计的重视,加强对其危险意识的重视,通过科学的方式与手段,对其进行系统的控制,避免各种安全隐患问题的出现,在操作过程中,要尽可能的应用一些具有一定安全性的工艺技术与手段,要避免危险产品的应用,同时,在化工工艺设计中要采取与其相匹配的安全措施。
2.1化工工艺相关物料中存在的安全问题与控制对策
化工工艺在生产过程中要使用不同的原材料与半成品,这些物料应用中都是通过各种不同状态存在的,主要可以分为气态、液态以及固态三种形式。在相关物质具备特定的物质与化学性质与特定的状态之下,才可以判定其是否具有危害。因此,要对一些具有一定危害特征的物质进行详细的分析,对其具体状态进行了解与掌握,进而了解此种物质的稳定性与化学反应,对其毒性进行识别,通过科学的分析与评价,在一定程度上降低各种危险问题发生。
2.2化工工艺设计路线存在的安全问题与控制对策
化工工艺设计中的一种反应会对多种不同的工艺路线产生影响,对此在相关设计过程中,要对其进行综合考量,选择较为合适的生产路线,要尽可能的将各种危害降低到最小。工艺设计要对相关物料以及生产条件与设施等因素进行综合考量,要尽可能的使用一些危害相对较低的物料。同时要通过各种全新的设施与技术手段,降低废气、废水以及废渣的总排放量,要在合理范围之内对其进行回收时候,提升资源的最大利用率,进而避免对环境造成过度的污染。
2.3化工工艺设计中反应设备存在的安全问题与控制对策
化工反应是产品生产过程中最为关键的内容,在实践中主要就是通过各种化学反应获得一定的产物,整个过程在操作过程中存在着诸多的安全性问题,如果不足够的重视,会导致各种安全事物问题的产生,对此在进行相关反应设备的设计与选择过中要进行科学的设计与分析,避免各种问题的出现。在相关化工设计中存在着各种不同种类的化学反应,这也就直接给安全控制与管理问题带来了一定的挑战。同时,在化工反应过程中也存在一定的反应失控危机,也就是说提升对相关反应物的整体反应速度与热效应的控制,是十分重要的。
3结束语
在化工工艺设计过程中,要严格执行相关法律政策,保障操作的标准性,提升整个工艺设计的安全性,加强重视,对设计方案中的漏洞与缺点进行完善,在根本上避免各种事故与问题的产生。熟练掌握相关设计与生产过程中存在的各种安全隐患,保障化工工艺的整体安全性。
作者:孟佳 单位:众一阿美科福斯特惠勒工程有限公司宁夏分公司
参考文献
关键词:化工工艺;设计分析;防范对策
1化工工艺设计分析
化工工艺设计是指化学工程师依据单一或数个化学反应,设计出一个能将原料转变为客户所需求产品的生产流程和工厂。由于化工生产使用的材料大多是易燃易爆、有毒、有害及腐蚀性的,所以化工的生产一般都是在易燃、易爆、易中毒的条件进行。为了降低化工工艺产生的风险隐患,须提高工艺设计效率,从多个角度采取科学的处理方式,防治工艺设计失误带来的不利影响。因而,化工工艺设计决策中,要考虑风险隐患及控制措施。
2化工工艺设计风险防范原则
2.1技术原则为了发挥高端技术的应用优势,需考虑风险防范及控制因素,降低整个风险控制体系的应用效果。设计人员要充分利用技术平台优势,解决传统设计流程存在的问题,把化工风险控制在最小范围内,这样才能更好地完成工艺设计目标。2.2生产原则工艺设计是提高区域资源利用的有效方式,按照区域生产环境布局特点,提出切实可行的设计与化工方案,实现区域资源利用率的最大化。“高科技”是工艺设计与开发的新支撑,充分发挥信息技术在设计作业中的应用,体现了当代科技对化工开发的引导作用。2.3效率原则由于早期化工模式存在的局限性,高端工艺设计需考虑效率原则,按成本投入与实际效益比例,实现风险防范目标。对现有化工工艺来说,工艺设计需考虑多种影响因素,才能更好地控制产品质量。
3化工工艺设计风险控制措施
3.1器材方面。化工生产技术通常是对一定的产品或原料提出的,例如氯乙烯的生产、甲醇的合成、硫酸的生产、煤气化等。因此,原料和生产方法的选择,流程组织,所用设备的作用,结构和操作。为保持生产流程的有序性,要考虑器材选用与控制,才能更好地完成工艺设计方案,对一些潜在性的器材风险进行综合控制,这些都是降低工艺设计风险的有效方式。3.2生产方面。按传统生产工艺来说,化工工艺设计具有不确定性,尤其在生产工艺决策方面,选用风险控制计划具有产业价值意义。通常,化工工艺设计以基础科学理论、化学工程原理和方法及其他有关的工程学科的知识和技术。对高难度的工艺设计,需从技术、工艺、理论等方面展开设计,才能更好地完成风险控制方案。同时,生产工艺流程要符合科学编排需求,以节能、高效、安全等为原则,提出切实可行的战略计划方案。3.3技术方面。化工技术水平落后,不仅制约了工艺设计工作流程,对整个风险方法也起到了阻碍作用,影响了工艺平台设计效果。现代化工工艺设计思想中,把科学技术作为先进要素,从工艺学角度进行综合控制,确保风险控制与防范的实效性,这些都是化工设计需要考虑的问题。设计人员要掌握先进的技术要点,从多个方面进行工艺改良,确保产品工艺符合生产设备要求,进一步提高工艺设计质量水平。3.4监督方面。化工工艺设计需配套监督方案,从多个方面对工艺成品进行监督审查,确保工艺方案符合国家化工产品质量要求。例如,对于高腐蚀性的化工原料,其生产工艺及设计方案必须达到安全指标要求,才能更好地完成工艺设计体系。面对工艺结构设计中的要求,风险防范也要做好安全监督与审查工作,及时消除潜在性的工艺隐患。
4工艺设计安全信息化管理
4.1数据系统。安全系统是保持工艺设计质量的关键,从数据库系统角度出发,有助于提高风险控制意识,为化工工艺设计做好了充分的准备。基于风险防范措施指导下,数据系统可降低风险带来的异常隐患,实现人机操作一体化建设。4.2网络系统。借助网络系统实现工艺改良设计,体现了风险防范的最优化,帮助企业建立相对完整的工艺设计体系。网络平台具有广泛的利用价值,帮助化工工艺设计执行综合方案,消除潜在性的风险隐患。同时,化工工艺设计信息化也是科技转型趋势,按照数字化平台解决传统设计的不足,这些也是风险防范需要考虑的问题,对网络系统实施改造也是必然的选择。4.3管理系统。我国要从设备、技术、人员等方面进行工艺化转型,增强自主创新及研发能力,从多个角度研究化工利用模式,为风险控制做好充分的准备工作。赋予技术单位法律功能,有效制止不法数字平台的违法活动。结合3D技术对化工资源设计提供科学指导,提出切实可行的化工设计体系,体现了数字化工技术应用特点,实现了设计模式及改造的一体化建设。
5结论
总之,化工工艺是一项复杂的工程,实际设计要考虑工艺布局特点及风险隐患,提出切实可行的改良措施,才能更好地完成设计决策。面对传统工艺设计存在的问题,需及时调整工艺设计方案,提出切实可行的改良方法。同时,充分发挥信息技术对工艺设计的指导作用,综合实施风险控制与防范对策。
作者:简洪涛 闫国庆 单位:贵州开磷设计研究院有限责任公司
关键词 化工生产;工艺;自动控制
中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)35-0148-01
1 危险化工工艺改造现状
化工生产企业属于危险性较大的行业,化工生产企业中涉及危险化工工艺的生产装置通常具有较大的潜在危险性,因此,开展危险工艺辨识、落实危险工艺生产装置安全措施、强化日常管理,对于改善整个化工行业的本质安全性具有极为重要的现实意义。如今我国一些企业通过在涉及强放热反应的生产装置配备自动报警、连锁等安全设施后,大大提高了这些生产单元的安全可靠性,参与推动危险工艺自动化改造工作的工程技术人员和安全管理人员也注意到,由于目前还没有出台有关涉及危险工艺生产装置自动化控制的国家标准或行业标准,推行过程中遇到了一些在技术上有争议的问题,因此,危险工艺改造的范围及具体做法还应当进行调整、充实和完善。
2 危险工艺范畴
2.1生产装置
涉及硝化、氯化、氟化、氨化、磺化、加氢、重氮化、氧化、过氧化、裂解、聚合等危险工艺的生产装置。
2.2储存设施
涉及剧毒、易燃易爆化学品的储罐区、库区;构成重大危险源的液化气体、剧毒液体等重点储罐。
3 工艺危险特点
1)高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽,气体物料一旦过氧(亦称透氧),极易在设备和管道内发生爆炸;
2)高温、高压气体物料从设备管线泄漏时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料与裂(喷)口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸;
3)气体压缩机等转动设备在高温下运行会使油挥发裂解,在附近管道内造成积炭,可导致积炭燃烧或爆炸;
4)高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织,还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀及渗氮,加剧设备的疲劳腐蚀,使其机械强度减弱,引发物理爆炸;
5)液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒,遇明火还会发生空间爆炸。
4 常用的自动化控制方式
4.1自动控制和安全联锁的作用
化工生产过程中高温、高压、易燃、易爆、易中毒、有腐蚀性、有刺激性等危险危害因素是固有的。自动化操作不仅能严格控制工艺参数、避免手动操作的不安全隐患还能降低劳动强度、改善作业环境,而且能更好的实现高产、优质、长周期的安全运行。
4.2常用的自动控制及安全联锁方式
对高危作业的化工装置最基本的安全要求应当是实行温度、压力、流量、液位超高(低)自动报警、联锁停车,最终实现工艺过程自动化控制。目前,常用的工艺过程自动化控制及安全联锁主要有:
1)分布式工业控制计算机系统。分布式工业控制计算机系统简称DCS,也叫做分散控制系统。DCS是采用网络通讯技术,将分布在现场的控制点、采集点与操作中心连接起来,共同实现分散控制集中管理的系统;
2)可编程序控制器,简称PLC。应用领域主要是逻辑控制,顺序控制,取代继电器的作用,也可以用于小规模的过程控制;
3)现场总线控制系统,简称FCS。FCS是基于现场总线的开放型的自动化系统,广泛应用于各个控制领域,被认为是工业控制发展的必然趋势。尤其本质安全型总线,更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所,减少系统发生危险的可能性;
4)各种总线结构的工业控制机,简OEM。总线结构的工业控制机的配置灵活,扩展使用方便,适应性强,便于集中控制。
5 危险工艺自动控制改造措施
5.1对危险工艺单元进行定性和定量分析
化工生产装置自动控制是一个较为复杂的技术问题,较全面地掌握系统的工艺特征特别是热力学数据、动力学参数是开展自动控制方案设计的基础,对于一个涉及强放热反应的危险工艺单元,必须掌握其反应放热量,在缺乏动力学参数的情况下,至少应参照类似的反应体系,借助能量衡算建立一个简化的动力学模型,进而,找出一个安全可操作域,只有这样,自动控制方案才会有可行性和可信度;对于一些在异常情况下可能发生爆炸的生产装置,应针对工艺过程的潜在危险性,尽可能找出温度、压力等敏感性工艺参数的监控方案。
5.2对相邻生产单元的工艺、设备及人员情况进行综合分析
危险工艺单元采用DCS后,相邻的其他单元怎么办?许多企业都会遇到这一问题,在可能情况下,宜对整个生产车间布局进行适当调整,将危险工艺单元布置在厂房的边缘处,使其相对集中,在此基础上,在与其他单元之间采取隔离措施,如在与危险工艺单元相邻处布置危险性相对较小、操作与观测频率较低的设备,以此加以缓冲,此外,还应对原有的疏散通道进行调整,避免紧急疏散时通过危险性较高的区域。
5.3调整安全操作规程和安全管理制度
采用自动控制手段后,操作人员和管理人员的关注点都发生了变化,所以,要对原有的工艺规程、安全规程、管理制度、日常安全检查表、班组安全活动内容等进行修订,使之适应新的工艺控制要求。
参考文献
[1]牛正玺,冯西平.浅析化工安全中几个重要概念的误区[J].科技资讯,2009(27).
为加快推进“科技兴安”战略,切实提高化工生产过程本质安全水平,有效控制化工企业事故的发生,逐步实现化工生产过程安全自动化控制,确保我市危险化学品安全生产形势根本好转,根据《中华人民共和国安全生产法》、《*省安全生产条例》等法律法规和*省人民政府批转省安委会《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》【浙政发(2009)27号】要求,结合我市实际,就推行化工生产过程自动化安全控制系统提出以下实施意见:
一、充分认识自动化安全控制系统在化工生产过程中的重要作用
化工生产过程大多涉及高温高压、易燃易爆和有毒有害,一些化工反应工艺过程复杂且蕴含着巨大的能量,一旦生产过程出现异常且控制不当,将会给人身和财产安全造成严重后果。安全科技是安全生产的重要基础和技术保障,自动化安全控制系统能对化工生产装置和设备可能发生的危险或措施不当行为致使继续恶化的状态进行及时响应和保护,使生产装置和设备进入一个预定义的安全停车工况,从而使风险降低到可以接受的最低程度,保障人员、设备和生产装置的安全。这类安全控制系统以其可靠适用的设备和先进的控制技术已被发达国家石油和化工企业普遍采用,为此,在化工相关行业中推行自动化安全控制系统对有效控制事故的发生,对我市危险化学品安全生产形势根本好转具有十分重要的战略意义。
二、推行自动化安全控制系统的总体要求和主要目标
(一)总体要求
对自动化安全控制系统总体要求为,一要具有很高的可靠性和灵敏度,当生产装置出现紧急情况时,安全控制系统能在允许的时间内作出响应,及时发出保护联锁信号,对现场设备及装置区域进行安全保护;二是根据不同装置工艺安全等级的保护需要,选择相应安全等级的安全控制系统;三是不管是独立设置还是混合设置的安全控制系统,其安全联锁保护功能模块在生产过程中始终处于静态,不需要人工动态操作。
(二)主要目标
到2010年末,全市已建或新建、改建和扩建化工生产项目涉及硝化、氯化、氟化、磺化、加氢、重氮化、过氧化以及聚合、裂解等且有高温高压、放热或深冷等工艺过程的;对其它装置或项目工艺过程,采用道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法(第七版)评价,经现有的安全措施补偿后,其危险等级仍在很大及以上(火灾爆炸指数≥128)的;对不适用道化学法评价的项目可采用危险度评价法,其危险等级在高度及以上(危险度分值≥16)的,要根据安全风险程度等级选择安装不同类型的安全控制系统。
到2013年末,其他项目或装置特别是涉及易燃易爆介质、剧毒、高毒和极度危害介质,或构成重大危险源的生产储存设施,其危险等级为中等程度及以上(火灾爆炸指数≥97),或其危险度评价法危险等级为中度及以上(危险度分值≥11)的,均要安装相应的自动化安全控制系统。对项目工艺(装置)确实安全、稳定等特殊情况不需要安装的,须经设计单位或安全评价机构出具不需要安装的技术报告。
涉及上述情况的新建、改建、扩建项目,必须同时设计、安装相应的自动化安全控制系统。
三、加快化工生产自动化安全控制系统推行步伐的工作措施
(一)新建、改建、扩建化工建设项目,其设立评价报告应对建设项目工艺及装置进行安全风险等级评价划分,对符合化工生产自动化安全控制系统安装要求的,项目建设单位在委托安全设施设计时应同时进行生产过程自动化安全控制系统的设计。
设计单位在编制《危险化学品建设项目安全设施设计专篇》时,要根据建设项目设立评价报告对项目工艺及装置的安全风险分析、风险级别和安装自动化安全控制系统的技术建议,设计中要充分体现重要参数的测量、报警、自动联锁保护及事故状态下的紧急停车等自动化安全控制措施。
(二)进入施工和试生产阶段的新建、改建、扩建化工建设项目,建设单位要委托相关技术机构在《项目设立安全评价报告》和《安全设施设计专篇》中补充有关自动化安全控制系统方面的专项评价报告和专项设计专篇,并在本《意见》规定的期限内作出安装自动化安全控制系统的承诺。
(三)对已建成项目工艺及装置的企业应对对照本《意见》,对安装装置、工艺和依据安评机构按照道化学火灾爆炸危险指数评价法或危险度评价法得出的结果进行自评自报,并须经安评机构和设计单位确认,报当地安全生产监管部门。符合安装要求的,当地安全生产监管部门要按照本《意见》要求督促企业限期完成安装。
(四)2009年12月底后危险化学品安全生产许可证到期的企业,符合化工生产自动化安全控制系统安装要求的,换发许可证前必须安装自动化安全控制系统。
(五)本《意见》下发之日起,生产装置发生化学品爆炸、火灾、泄漏,致使人员伤亡事故的化工企业,且符合化工生产自动化安全控制系统安装要求的,必须安装自动化安全控制系统。
(六)在本《意见》规定的期限内符合安装自动化安全控制系统要求的而未安装的所有化工企业,规定期满后,视为安全设施配置不符合安全生产要求。
(七)自动化安全控制系统安装完成后,安装业务技术机构要向建设单位提交自动化安全控制系统安装技术报告书,内容主要为:设计和安装期限、该企业的生产工艺、安全工艺控制参数及控制点、安全控制工作原理、采用的逻辑控制单元、检测变送单元等、能达到何种生产安全控制要求、安全质量保证责任范围以及系统日常维护要求等。为便于对自动化安全控制系统推行工作的管理,报告书同时报送当地安全监管部门。
(八)2009年后受理的危险化学品安全行政许可申请,其安全评价报告必须有专题内容对其项目工艺及装置开展自动化安全控制系统安装方面的评价。
1.新改扩危险化学品建设项目设立评价报告,要对项目工艺及装置的安全风险进行分析,采用道化学火灾爆炸危险指数评价法或危险度评价法评估其风险级别,按照本《意见》提出是否需要安装自动化安全控制系统的技术建议。
2.新改扩危险化学品建设项目竣工验收评价报告,要对建设项目是否按建设项目设立评价和安全设施设计专篇的要求安装自动化安全控制系统作出评价。内容包括:安全工艺控制参数及控制点、安全控制工作原理、采用的逻辑控制单元、检测变送单元等;其设计、安装单位名称及资质,并分析评价控制系统在试生产期间的调试、运行情况等。