化工工艺设计中安全危险的识别及控制探究.pdf

第 52 卷第 8 期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.8 2023 年 8 月 Liaoning Chemical Industry August，2023 收稿日期收稿日期：2022-08-15 作者简介作者简介：朱亮（1981-），男，江苏省如皋市人，中级注册安全工程师（化工类），研究方向：化工安全。化工工艺设计中安全危险的识别及控制探究 朱 亮（南通联膦化工有限公司，江苏 南通 226001）摘 要：化工行业和社会各个领域的发展存在非常紧密的关联，化工工业属于非常重要的基础工业，对国家经济发展意义重大。从现阶段的实际情况来说，化工工艺设计过程中依旧存在很多危险性因素，如果没有引起充分重视，开展好危险识别和安全管控工作，必然会在很大程度上影响到整个化工行业的发展。基于此，结合实际工作研究，探讨了化工工艺设计中的危险识别和安全控制对策，以期能够进一步提升化工工艺设计水平，确保化工企业生产安全。关 键 词：化工工艺设计；危险识别；安全管控；对策 中图分类号：TQ086 文献标识码：A 文章编号：1004-0935（2023）08-1208-04 化工生产对安全的要求极高，在实际生产作业中必须要运用科学规范的化工工艺，同时在工艺设计时对可能存在的危险因素予以认真全面排查，识别危险后制定有针对性的安全管控对策，有效提升化工工艺设计水平，确保生产活动安全持续开展。化工企业必须要充分重视化工工艺设计工作，进一步提升对工艺设计全过程的安全监管力度，有效消除风险因素，降低事故发生几率，确保生产目标得以实现。1 化工工艺设计相关理论概述 1.1 化工工艺设计内涵分析 化工工艺设计即化工工程师按照企业产品生产基本流程展开数据分析计算，以保障化工生产活动安全有序推进为目标绘制工艺流程图。1.1.1 设施设备布置 化工工艺设计过程中应当对实际生产活动中涉及到的各种设备设施予以合理规划布置，从而确保各类设施处于安全良好的状态，以保障化工生产作业的顺利开展。对各类设施设备进行布置时应当根据化工产品的实际特征和生产需求来对其进行合理选型，确保设备参数类型符合化工产品生产需求，同时严格遵循化工生产目标来对具体设备参数予以调整，让各类设施设备能够在实际生产的全过程中都安全稳定运行，充分发挥其价值与作用。对设施设备进行布置时需要满足如下两方面的要求：一方面是选择布置的设施设备可以符合整个化工生产流程的需求，确保生产活动有序推进；另一方面是布置的设施设备应当从生产效率、生产质量和生产安全等各个方面都符合相关标准规范1。1.1.2 管道布置 化工工艺设计还应当对各类管道实施合理布置，这里所指的管道一般来说是化工产品实际生产过程中涉及到的不同传输管道，包含了水、电、气、网等诸多方面，确保布置的管道可以符合设备使用需求，同时根据化工安全生产要求对各种管道予以科学规划铺设，确保管道和设备之间可以稳定连接。在设置管道布设参数的过程中需要充分考虑到管道利用效率、安全稳定性、空间规划布局等因素，让化工生产活动的各类管道可以有效发挥其作用。1.1.3 工艺流程设计 工艺流程设计属于化工工艺设计的关键一环，工艺流程设计可以说是对化工生产整个流程的相关参数和技术指导，进行工艺流程设计时应当充分考虑到化工产品生产的实际特征，从生产原材料到成品全过程对相关工艺进行设计，主要关系到生产原材料的提纯、产品试验、化学反应、产品转化、加工包装、化工废物处理以及节能环保等相关内容。工艺流程设计能够全面反映化工产品生产的相关特征，也是根据化工产品生产需求来进行的动态化工艺设计。可以说，化工生产设备布置、管道布置和工艺流程共同构成了化工工艺设计的主要内容，针对化工工艺设计中的危险因素识别也主要从上述 3 点着手，制定更具有针对性的安全防控策略2。1.2 化工工艺设计的基本特征 对于化工生产活动而言，化工工艺设计相对于第 52 卷第 8 期 朱亮：化工工艺设计中安全危险的识别及控制探究 1209 其他各项工作表现出一定的特殊性。第一，化工工业设计属于生产安全的核心保障，也会在很大程度上影响到化工生产效率和质量，关系到作业人员的生命安全和化工企业的经济效益。第二，化工工艺设计包含的内容相对复杂，相关工作人员应当对所有细节之处进行深入研究和分析，得到准确丰富的数据支撑，从而制定有针对性的危险识别与安全防控方案，所以化工工艺设计属于一项系统性、复杂性的工作。第三，大部分化工企业为确保化工产品可以尽可能早地进入市场，促进自身经济效益不断提升，常常会选择将化工工艺设计和开发工作同步推进，即便如此一来可以进一步减少化工产品的入市时间，然而在工艺设计和开发同步推进时可能产生的安全隐患也必须要引起充分重视，所以危险性较高也属于化工工艺设计的突出特征。第四，化工工艺设计对于作业人员的专业素质能力提出了较高的要求，其涉及到多种专业学科知识，需要打造一支专业技术强、综合素质高的复合型人才队伍。2 化工工艺设计中安全危险的识别 2.1 管道中的危险识别 对于化工生产活动来说，管道肩负着重要的输送任务，不同管道可能输送不同类型的物质，包括液体、固体与气体，一般来说上述 3 类物质都表现出易燃易爆的特征，具有较高的危险性。另外如果管道出现泄漏事故，不但会对生产成本带来非常大的损失，污染附近生态环境，同时一旦出现泄漏，很容易造成安全事故，对化工生产作业人员的生命健康安全带来非常大的威胁。所以在管道运输环节必须要引起更多重视，开展好常态化检查维护工作，对其输送的物质有深入全面的了解，对可能出现的危险因素予以精准识别。2.2 化工生产中物料的危险识别 物料是确保化工生产活动有序开展的重要前提，化工工艺设计属于一项系统性的工作，由于化工生产作业包含了诸多复杂流程，对于各个生产流程而言往往需求不同的物料，而化工生产涉及到的物料也表现出各不相同的特征，例如毒性、易燃性、易爆性等。所以对于化工生产全过程所包含的物料应当开展好危险识别工作，对不同物料的基本特征有全面的掌握和了解，对可能存在的危险因素予以准确判定，如果存在隐患应第一时间进行处理。除此之外，还需要对不同物料进行安全存储与运输，确保化工生产作业的安全开展3-4。2.3 化工工艺路线的危险识别 系统化、规范化、科学化的化工工艺路线对于化工生产质量和生产安全具有非常重要的意义。所以在化工工艺设计中应当对工艺线路予以科学制定，同时认真仔细地做好排查审核工作。对于化工工艺路线设计而言，其中部分路线可能存在一定的关联性，如果其中某一路线出现问题，必然会对其他路线带来影响，甚至导致安全事故的发生，不利于化工生产活动的持续开展，也难以充分发挥出化工工艺设计对生产活动的价值与作用。2.4 电气仪表的危险识别 对于化工生产活动来说，对各类电气仪表的危险识别具有十分重要的意义，然而从现阶段的实际情况来说，很多时候常常会忽视这一问题。电气仪表直接决定了电路走向，而对电路走向的设计也应当结合实际生产需求来确定，在设计时应当保证电路走向的科学合理，如果存在失误很容易导致出现漏电事故、泄漏事故甚至爆炸事故5。在实际工作中应对电气仪表可能存在的危险因素进行精准识别，这是保障化工生产安全的关键一环。3 化工工艺设计中安全危险的识别及控制对策 3.1 管道方面 管道危险因素的识别与安全管控重点在于避免管道出现泄漏现象，因此需要根据化工生产实际来深入研究分析发生泄漏的原因，提前拟定好有针对性的管理策略。化工工艺设计需要开展好以下几点工作：对管道分支数量予以科学管控，尽可能避免出现监管死角，确保化学物料能够持续稳定传输；可适当应用大排放口，确保排放稳定；根据化工生产实际需求对小孔径支管予以优化；结合管道热膨胀特点，预先设计有针对性的伸缩方案，防止对化工生产作业带来影响；确保管道具备良好的密封性能，有效降低安全事故发生几率；对管道支撑予以合理设计，尤其重视安全阀检查，制定完善的防腐工作方案6。3.2 物料方面 对化工工艺设计而言，物料属于其中非常重要的环节，因此对物料的安全管控会对整个化工生产活动带来非常大的影响。化工工艺设计过程中需要结合不同物料的特征及其操作工艺要求来精准识别其中可能存在的危险因素。化工物料一般来说包括有机物料与无机物料两大类型，它们又能够细化为各种组别，对化工物料的危险因素予以识别，加强1210 辽 宁 化 工 2023 年 8 月 安全管控力度，需要从物料本身与物料相互反应着手。对于物料自身特点来说，部分物料表现出的化学性质并不是非常稳定，很容易受到外部环境影响而出现性质变化，从而存在反应异常现象，例如氯化工艺一般关系到放热反应，实际生产活动中使用的材料基本上具有易燃易爆属性，可能由于压力、温度等变化而发生安全事故。而对于物料之间的反应也需要做好安全管控，如硝化工艺中，硝化剂和有机化合物接触后可能产生燃爆现象，因此在工艺设计时需要充分考虑到此类因素7。3.3 线路方面 线路设计也是化工工艺设计的重要环节，针对危险因素的识别与安全管控方面，需要充分注重经济性与安全性这两个方面。在化工工艺设计过程中应当从全局着手展开分析研究，控制主要化学反应，保证工艺路线的科学与完整。如裂解工艺设计过程中，其各个流程都存在诸多化学反应，包括压缩、干燥、脱氢等，工作人员应当对其中的主要化学反应予以筛选，让分段工艺更加细化和完善。另外还应当明确了解化工生产过程中必须要重点管控的工艺参数，合理进行参数设计，形成有针对性的安全管控方案。3.4 装置方面 化工装置在化工生产活动中属于很容易发生安全事故、具有较多隐藏风险的一环，因此在化工工艺设计时必须要给予更多重视，准确识别潜在危险因素，制定科学的安全管控策略。第一，必须要清楚了解到化工生产活动包含的装置设备种类繁多，在工艺设计过程中应当对涉及到的各种装置设备进行深入剖析，全面掌握其危险特征8。第二，应当对工艺操作及相关规范予以分析，合理确定装置设备型号，选择科学的连接方式，保障化工生产安全。第三，需要对不同装置的特性予以分析，做好事故预防工作，如锅炉很容易出现磨损、积灰、裂缝等问题，进而导致事故发生，在化工工艺设计时应当提前做好预防准备工作，如涂抹保护剂、常态化监测压力、对温度进行调整等9。3.5 强化化工生产监督 应着重对化工企业生产活动的整个过程展开严格的安全监管，保证化工工艺设计能够贯彻执行，同时需要推进技术标准与行业标准的统一，保障化工生产的安全开展。在做好上述工作的前提下，化工企业还需要根据实际生产需求，对安全管理制度予以优化和完善，建立更加清晰的责任管理体系，确保安全监管责任能够真正落实到人。在化工生产活动中如果发生安全事故，要严格按照制度规定予以处理10-11。总之，唯有充分关注并开展好化工生产的安全监管，建立健全相关管理制度，才可以真正实现安全生产目标。4 结束语 综上所述，化工工艺设计对化工企业安全生产而言意义重大，根据当前化工工艺设计表现出的普遍性问题展开全面分析和研究，了解到在化工管道、物料、工艺路线、电气仪表等方面可能蕴含一定的风险因素，应当针对化工工艺设计的整个流程以及化工生产的实际情况来制定科学有效的安全管控策略。除了本文所提出的几点对策之外，还需要不断提升对化工生产的安全监管力度，结合化工生产的各个环节对相关设备设施予以合理选型，提供有效的安全防护，确保各类设备以及化工生产物料的安全性。与此同时，应当对化工企业生产各环节实施全面监控，确保化工工艺设计与化工生产之间能够形成循环管理机制，实现相互促进、共同提升，为化工企业的持续发展带来更多助力。参考文献：1成晨.化工设计与安全评价对化工安全生产的影响J.化工管理，2021（36）：7-8.2李朵朵.化工企业安全风险识别与评价探讨J.云南化工，2021，48（12）：144-145.3 张博，明永恒.化工工艺设计中应注意的安全问题构建J.清洗世界，2021，37（9）：134-135.4郇小春，张振亮，王恩祥，等.化工设计与安全评价对化工安全生产的影响探讨J.化学工程与装备，2021（9）：241-242.5付文文.化工工艺安全设计中危险识别和控制J.当代化工研究，2021（15）：149-150.6贾秀红.绿色化工技术在化学工程与工艺中的运用J.化工设计通讯，2020，46（12）：59-60.7王铭键，王代鹏，陈毅东.过程模拟优化在化工工艺设计中的应用分析J.冶金管理，2020（23）：73-74.8 康园丽.浅析化工工艺设计中安全风险的问题J.现代盐化工，2020，47（6）：72-73.9徐茂.传统化工工艺优化中节能减排措施分析J.石化技术，2020，27（11）：181-182.10黄健.如何做好化工工艺过程的安全管理J.现代职业安全，2020（11）：82-83 11 田宏，张海滢.化工工艺设备的本质安全化研究J.辽宁化工，2015，44（1）：95-96.（下转第 1236 页）1236 辽 宁 化 工 2023 年 8 月 土壤中重金属铬含量均可满足实验要求。ICP-OES具有精密度高、检出限低、干扰少、线性范围宽、可同时测定多种元素的优点；而对于低含量样品，ICP-MS 的准确度更高，干扰少，灵敏度高，它也兼具同时测定多种元素的优点，但是测定前需稀释样品，相比另外两种方法直接测定，操作步骤较繁琐；对于高含量样品，AAS 的准确度更高，对于测定单元素而言，它的测定速度也更快，效率更高，且仪器成本低，但在同样的前处理方法下，它只能进行单元素测定，且线性范围窄，抗干扰能力差10-12。另外，ICP-OES 和 ICP-MS 仪器价格昂贵，保养费用也较高，各实验室可根据实际情况选择适合自己的方法。参考文献：1孙秀敏，陈琼，张键，等.广东某区农田土壤重金属污染现状及潜在生态风险分析J.当代化工，2021，50（2）：293-297.2黄桂娟，王攀，周玉娇.土壤中铬污染修复技术研究进展J.皮革制作与环保科技，2022，3（3）：132-133.3 赵少婷，李建敏，杜宇.土壤中重金属铬的形态、价态评价综述J.农学学报，2022，12（4）：24-28.4GB 156182018，土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准S.5戚耀之.实验室间比对试验分析能力评价以土壤中铬为例J.广东化工，2021，48（22）：194-196.6崔永峰，张宝军，张凡.探究硝酸-氢氟酸-高氯酸三酸体系消 解-火焰原子吸收法测定土壤中的铬J.甘肃科技，2020，36（4）：35-36.7徐凌强.不同土壤消解方法对重金属铬检测结果的影响J.皮革制作与环保科技，2022，3（4）：113-115.8陈厚强.微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中铅镉铬含量J.广东化工，2021，48（17）：171-173.9DZ 0130.10130.1394，地质矿产实验室测试质量管理规范S.10戚振南，刘洁，任玲玲，等.ICP-AES 法测定镀锡板镀层中的铬J.河北冶金，2022（5）：31-33.11聂民娜，张维，刘旭阳，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定农村土壤中铅、镉、铬的方法J.医学动物防制，2022，38（1）：100-102.12倪伟茗.火焰原子吸收分光光度法（FAAS）和电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）对比研究J.环境科学导刊，2020，39（S01）：106-110.Comparison of Three Determination Methods for Heavy Metal Chromium in Soil XING Yun1,DUAN Xv1,LIU Xiao-yan1,XUE Hao-yue2（1.Shaanxi Institute of Geology and Mineral Resources Experiment Co.,Ltd.,Xian Shaanxi 710054,China;2.Northwest A&F University,Xianyang Shaanxi 712100,China）Abstract:The content of the heavy metal chromium in the soil was determined by ICP-OES,ICP-MS and AAS,respectively.The three methods were compared by comparing the calibration curves,method precision,accuracy and other parameters.The experimental results showed that all three methods met the corresponding technical and quality control requirements,but each method had its own advantages and disadvantages,and each laboratory should choose suitable method according to the actual situation.Key words:ICP-OES;ICP-MS;AAS;Heavy metal;Chromium;Soil （上接第 1210 页）Identification and Control of Safety Hazards in Chemical Process Design ZHU Liang（Nantong Lianphosphine Chemical Co.,Ltd.,Nantong Jiangsu 226001,China）Abstract:The chemical industry is closely related to the development of various fields of society.The chemical industry is a very important basic industry and is of great significance to the national economic development.According to the actual situation at this stage,there are still many dangerous factors in the process of chemical process design.If the work of hazard identification and safety control are not pay enough attention to,it will certainly affect the development of the entire chemical industry to a great extent.Based on this,combined with actual work,the hazard identification and safety control measures in chemical process design were discussed,in order to further improve the level of chemical process design and ensure the production safety of chemical enterprises.Key words:Chemical process design;Hazard identification;Safety control;countermeasure