化工工藝設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制
時(shí)間:2022-02-26 04:39:26
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摘要:在分析化工工藝設(shè)計(jì)流程及產(chǎn)生工藝風(fēng)險(xiǎn)因素的基礎(chǔ)上,提出了化工工藝設(shè)計(jì)中安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制的必要性和對(duì)策建議,對(duì)提升化工項(xiàng)目生產(chǎn)安全水平具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞:安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別;安全風(fēng)險(xiǎn)控制;化工工藝
據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年我國(guó)共發(fā)生化工事故176起,死亡223人。從地區(qū)分布來看,事故總量位居前列的省份有山東、江蘇、遼寧等化學(xué)工業(yè)發(fā)展較為發(fā)達(dá)的省份。從時(shí)間分布來看,以往主要集中在夏季及歲末年初,2018年事故發(fā)生起數(shù)較為平均,未有集中多發(fā)時(shí)間段。這就要求做好化工工藝設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,提前做好安全防范預(yù)案,將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。
1化工工藝設(shè)計(jì)
從圖1可知,化工工藝設(shè)計(jì)是指原材料經(jīng)化學(xué)反應(yīng),最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛ぎa(chǎn)品的過程。其中,首要環(huán)節(jié)是原材料處理。即,將化工原料進(jìn)行凈化、提濃、混合、乳化、粉碎等處理后使原料質(zhì)量滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。其次是化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)。即原材料經(jīng)預(yù)處理后,使其在相應(yīng)的壓力、溫度條件下完成化學(xué)反應(yīng)的過程,這一過程包括化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和收率。再次是產(chǎn)品精制環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié),主要利用化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)混合物的分離,并去掉其中的雜質(zhì),以及沒有利用價(jià)值的廢棄物。產(chǎn)品精制的工藝主要包括萃取、提純等,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品凈化,獲得符合相關(guān)規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。化工工藝設(shè)計(jì)包括概念設(shè)計(jì)、中試設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)等。其中,概念設(shè)計(jì)多為試前進(jìn)行,概念設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是檢查生產(chǎn)路線及工藝條件是否合理。中試設(shè)計(jì)的任務(wù)則主要是檢驗(yàn)小試所確定的工藝路線及條件,以及試制產(chǎn)品考核使用性能,為實(shí)際生產(chǎn)時(shí)獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)提供便利?;A(chǔ)設(shè)計(jì)的任務(wù)則是技術(shù)開發(fā)階段的最終研究成果,主要為后期實(shí)際生產(chǎn)時(shí)提供裝置建設(shè)所需的技術(shù)要點(diǎn)。初步設(shè)計(jì)作為精細(xì)化工藝設(shè)計(jì)的第一環(huán)節(jié),其初步設(shè)計(jì)的最終成果包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、總概算書等。施工圖設(shè)計(jì),主要任務(wù)是依據(jù)化工項(xiàng)目的審批意見、建筑與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作的相關(guān)要求,把初步設(shè)計(jì)所確定的相關(guān)設(shè)計(jì)原則、方案以文字、圖樣等方式把化工工藝及設(shè)備不同部分布置進(jìn)行具體化[1-2]。
2產(chǎn)生化工工藝危險(xiǎn)的原因分析
2.1物料管理不當(dāng)。從化工工藝設(shè)計(jì)的概念來看,原料構(gòu)成了工藝實(shí)現(xiàn)的初始環(huán)節(jié),也是化工工藝的重要組成部分。化工原料的屬性特殊,管理不當(dāng)極易造成原料性質(zhì)、屬性的改變,從而在后期的工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)誘發(fā)各種危險(xiǎn)?;の锪瞎芾聿划?dāng)主要表現(xiàn)有:物料運(yùn)輸未按照物料性質(zhì)及特點(diǎn)選擇相應(yīng)的運(yùn)輸方式,執(zhí)行存儲(chǔ)相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn),化工原料存儲(chǔ)條件不符合安全規(guī)定,分解或釋放出有毒有害物質(zhì),造成安全事故等。2.2工藝設(shè)計(jì)不合理?;すに囋O(shè)計(jì)需要綜合考慮原材料、生產(chǎn)工藝、反應(yīng)容器、設(shè)備、安全保障等多個(gè)方面因素,工藝設(shè)計(jì)是否科學(xué),會(huì)直接影響到整個(gè)化工工藝生產(chǎn)是否安全。工藝設(shè)計(jì)不合理的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)主要有:未對(duì)工藝進(jìn)行對(duì)比選擇;未經(jīng)有資質(zhì)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單復(fù)制過往類似工藝設(shè)計(jì),未充分、全面辨識(shí)工藝可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn),將不合理的化工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中,誘發(fā)各種安全風(fēng)險(xiǎn)事故。2.3反應(yīng)器選擇失當(dāng)?;瘜W(xué)反應(yīng)作為化工工藝設(shè)計(jì)的重要參考因素,其反應(yīng)效果如何會(huì)直接決定著工藝生產(chǎn)的成或敗,因此,未能合理選擇最佳的反應(yīng)器,將難以有效保證工藝中化學(xué)反應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果。尤其是沒有結(jié)合化工原料的性質(zhì)及屬性,以及反應(yīng)器自身的特點(diǎn),導(dǎo)致沒有根據(jù)實(shí)際情況選擇不同物質(zhì)反應(yīng)器,誘發(fā)安全事故。
3化工工藝設(shè)計(jì)危險(xiǎn)識(shí)別及控制必要性
化工工藝設(shè)計(jì)危險(xiǎn)識(shí)別及控制,是指針對(duì)化工項(xiàng)目生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)、過程及配套設(shè)施中生產(chǎn)、使用及生產(chǎn)出物質(zhì)、設(shè)備及操作環(huán)境的深入分析,針對(duì)分析的結(jié)果準(zhǔn)確預(yù)判出工藝生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),并根據(jù)分析出的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查處理,選擇合適的方法將風(fēng)險(xiǎn)排除?;ば袠I(yè)生產(chǎn)具有其特殊性,其中有毒性、腐蝕性和易燃易爆性是其典型特征。在化工生產(chǎn)過程中常常會(huì)面臨著高壓、高溫等特殊環(huán)境,這也增加了化工生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)性。這就需要從化工生產(chǎn)的最初設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開始,對(duì)后期各個(gè)環(huán)節(jié)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行充分的分析、研判和考量,做到防患于未然,將危險(xiǎn)隱患排除。化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)作為化工安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,應(yīng)按照不同化工行業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)和要求,做好各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),確保工藝設(shè)計(jì)符合安全標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益雙贏。
4化工工藝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制對(duì)策建議
針對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)及特點(diǎn),其風(fēng)險(xiǎn)主要產(chǎn)生于物料、工藝路線、反應(yīng)裝置、管道及相關(guān)的安全防護(hù)裝置等,重點(diǎn)要做好這些環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,并提供具體的對(duì)策措施,確?;ろ?xiàng)目生產(chǎn)過程的安全、零事故。4.1物料?;どa(chǎn)中原料使用種類多,且不同原料在化工生產(chǎn)過程中發(fā)生快速變化,原材料在原料—材料—半成品—中間產(chǎn)品—副產(chǎn)品—成品等環(huán)節(jié)中發(fā)生不同演變,在不同的演變流程中,原材料會(huì)改變其物理性狀和化學(xué)性狀,物料保管、處置不當(dāng),極易造成安全事故。因此,在識(shí)別出不同物料可能在某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)時(shí),應(yīng)提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備。即,全面掌握原料屬性特點(diǎn),根據(jù)其穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、燃燒特性、毒性、爆炸特性、腐蝕性等,提供相應(yīng)的處置措施[3]。4.2工藝?;どa(chǎn)工藝的不同,原料在各個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的化學(xué)、物理反應(yīng)也有著較大差異。因此,除了選擇安全系數(shù)高的原料外,要高度重視化工工藝的選擇,結(jié)合原料的理化特點(diǎn),尤其是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中的副產(chǎn)品是否存在毒性或腐蝕性等,對(duì)其作出相應(yīng)的處理。盡量減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)原料的存儲(chǔ)量,最大限度地提高原料利用效率,減少化工生產(chǎn)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。4.3裝置。在化工生產(chǎn)過程中,原料在不同變化過程都會(huì)在反應(yīng)裝置中完成。多數(shù)產(chǎn)品是通過化學(xué)反應(yīng)獲得,反應(yīng)裝置也是各種風(fēng)險(xiǎn)因素聚集地。因此,控制好化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生及過程中尤為重要。一方面,要結(jié)合工藝設(shè)計(jì),在初始環(huán)節(jié)對(duì)化學(xué)工藝鏈中可能誘發(fā)安全事故及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查分析,據(jù)此選擇更加合適的反應(yīng)器,以供化工生產(chǎn)所用,降低化工生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)[4]。4.4管道?;どa(chǎn)過程中各種工藝鏈的連接主要以管道方式實(shí)現(xiàn),其中易燃易爆易腐蝕、有害物質(zhì)借助管道實(shí)現(xiàn)物料輸送,也極易在輸送過程中發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)事故。因此,需要將管道進(jìn)行封閉處理,防止有毒有害物質(zhì)外泄。要做好化工工藝生產(chǎn)過程中管道設(shè)計(jì)工作,尤其是要結(jié)合原料及生產(chǎn)工藝,推測(cè)出可能發(fā)生泄漏的可能環(huán)節(jié)處,重點(diǎn)需要從管道連接、管道材料選取、管道受力分析等方面,防止發(fā)生泄漏安全事件。此外,還要根據(jù)管道實(shí)際,控制流經(jīng)管道中的腐蝕介質(zhì)最大流速(表1)。尤其是化工項(xiàng)目投產(chǎn)生產(chǎn)前,要認(rèn)真地對(duì)管道控制閥門材質(zhì)進(jìn)行檢查,以及管道的密閉性進(jìn)行檢測(cè),合理布設(shè)管道,防止因布設(shè)不合理,如震動(dòng)等外力因素導(dǎo)致流經(jīng)管道的有毒有害物質(zhì)外泄事故。4.5防護(hù)。隨著安全意識(shí)的增強(qiáng),在化工生產(chǎn)過程中人們?cè)絹碓街匾暟踩雷o(hù)工作,提前辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn),以及配備必要的安全防護(hù)措施,如滅火器、防護(hù)服等。在選擇滅火器型號(hào)、數(shù)量時(shí)應(yīng)結(jié)合化工生產(chǎn)的規(guī)模及原料特性進(jìn)行選擇。在一些生產(chǎn)工藝危險(xiǎn)系數(shù)較高、使用低閃電溶劑的環(huán)節(jié),要求生產(chǎn)作業(yè)人員統(tǒng)一著防護(hù)服(酸堿、靜電)。高危生產(chǎn)及崗位盡量選擇自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù),確保安全。
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作者:鄭霽 單位:湖北固潤(rùn)科技股份有限公司