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化工工艺的风险识别及安全评价初探

2020-01-15张洪武

化工设计通讯 2020年4期
关键词:化学原料化工设备硝化

张洪武

(黑龙江昊华化工有限公司,黑龙江齐齐哈尔 161033)

1 化工工艺概述及风险

化工工艺是指应用化工生产技术,使原料经过化学反应转化成为产品的方法。化工工艺主要包括三个步骤:第一,原料处理。即依据实际情况,对原料进行净化、提浓、混合等操作,使其状态、规格满足化学反应要求。第二,化学反应。即对已经处理过的化学原料,施加一定的压力、温度等条件,使其发生氧化还原、聚合等反应,从而得到符合要求的产品。第三,产品精制。即对经过化学反应得到的混合物进行分离、除杂等操作,获得符合规格的产品。

1.1 化学原料风险

化学原料是化工工艺的基础。但是化学原料中包含许多危险物质,具有较强的腐蚀、放射性、易燃性、易爆性,稍有不慎,则有可能引发安全事故。并且许多危险物质的形态并不固定,有液体、气体、固体等,进一步加大了危险物质的安全管理。比如对于有毒、易燃、易爆气体来说,在运输、存储、使用过程中都有可能出现泄漏、燃烧、爆炸事故,并产生有害的副产品。显然,这会造成严重的安全事故,影响到生态环境保护及人们的生命安全。

1.2 工艺风险

就目前来看,许多化学工艺本身就存在较大的安全风险。以硝化工艺为例,化学反应会在短时间迅速放热,且所用化学原料具有强腐蚀性、氧化性,与有机物接触会产生燃烧、爆炸等事故。若是不重视控制化工工艺的安全,提前做好防护措施,就有可能引发安全事故。况且,部分化工工艺不能彻底改变,只能加以优化。

1.3 化工设备风险

化工工艺的实施也离不开各种化工设备。虽然化工设备能保证化工工艺的顺序实施,但是它也增加了化工工艺风险。比如管道、反应装置出现了裂缝、磨损,就有可能导致有害气体的泄露、化学反应条件改变、安全设备失效等问题,以致于化工工艺的安全性无法得以保证。可以说,化工设备风险对化工工艺安全的影响也非常大。

1.4 管理风险

主要是指在化工生产中,技术人员不重视化工工艺管理或是忽略了某些关键点,以致于化工生产条件发生改变,进而引发安全事故。比如对温度、湿度的管控不严,导致化学反应失衡,出现安全事故;化学原料添加不及时,过量或不足,导致化学反应不够充分或是过度,以致于发生化学产物不符合要求以及燃烧、爆炸等安全事故。

2 化工工艺风险识别

2.1 原料风险识别

对于这一风险的识别,可先结合化工工艺实际,汇总出所需的各种化学原料。然后再对化学原料的物理性质、化学性质进行分析,确认这些化学原料存在哪些安全风险。接下来,还要进一步分析,化学原料相互之间是否会发生反应,且化学反应过程中是否会出现安全事故。这样进行统一分析、汇总之后,就能充分了解化学原料存在的安全风险。比如在硝化工艺中应先对被硝化的物质,如甲苯、苯酚等物质的特性进行分析。

2.2 工艺风险识别

对于工艺风险的识别主要是从温度、压力、腐蚀性、放热情况、操作等方面入手,确认化工工艺是否会引发燃烧、爆炸、腐蚀等安全事故。仍以硝化工艺为例,可重点对其反应过程进行分析:第一,硝化反应在低温进行,但是会产生大量的热。一旦出现投料速度过快、搅拌终止、冷却水不足等问题都会引发爆炸事故。另外,混酸制备也会产生大量的热,使反应温度达到90℃以上,甚至会造成硝酸分解。第二,反应组分分布、接触不均,导致局部过热,甚至会引发爆炸事故。第三,容易产生副反应、过反应。如磺化反应、水解反应、氧化反应,而这极有可能引发燃烧、爆炸等安全事故。第四,水和硝化物混合会产生大量的热,导致液态物料温度、气压迅速上升,进而发生爆炸。

2.3 化工设备风险识别

对于化工设备的风险识别应当从温度、压力、完整性等方面入手,确认化工设备是否存在影响正常化工工艺实施的不良因素。以炼油化工设备为例,其中包括加热炉、釜、储罐等。由于炼油生产涉及到诸多腐蚀性原料、产物,加热炉、釜等有可能出现设备腐蚀风险,以致于工艺安全无法保证。

2.4 管理风险识别

对于管理风险的识别可从温度、压力、操作、设计等方面入手,确认化工管理工作是否存在不安全行为。如在硝化工艺中,要提前对可能因参数设定不当、操作不规范、监管不到位等因素带来的管理风险进行分析,并提前制定防范 措施。

3 化工工艺的安全评价

3.1 安全评价原则

在进行化工工艺安全评价时,应依据以下原则:第一,目的性原则。即在充分保证化工安全生产的前提下,搭建化工工艺安全评价体系,明确化工工艺安全评价内容、方法。第二,科学性原则。即在进行安全评价时,要保证安全评价过程符合化工生产实际,安全评价结果能真实反应化工工艺的安全性,且能为化工工艺安全管理决策的制定提供可靠的数据参考。第三,综合性原则。即在进行化工工艺安全评价的过程中要结合实际,灵活选择评价方法,而不是局限于某一种评价方法,从而得到更为真实的评价结果。

3.2 安全评价方法

安全评价方法的选择对最终安全结果的真实性、有效性影响非常大。所以,在化工工艺安全评价中,工作人员应当灵活性安全评价方法。

常用的安全评价方法包括;第一,工艺装置泄露结果评价,主要是对化学品泄露行为、事故泄露、化学品扩散行为进行评价。具体包括对化学反应中的设备安全性、化学反应路线的安全性、安全防护设备的安全性进行评价。以化学反应中的设备安全评价为例,主要是指对物料运输、干燥、冷凝、过滤等工序进行分析,确认其中是否存在危险因素。化学反应路线安全性的评价内容是指对其中的反应物毒害及危险性、化学反应过程的危险性等进行评价。安全防护设备安全性评价是指对设备偏离正常运行状态可能出现的安全问题进行分析。第二,综合指数评价。可分为道化学火灾爆炸指数评价法、蒙德火灾爆炸毒性指标评价方法两种。第三,化学反应过程热风险评估法。主要用于放热反应带来的安全问题评价。

3.3 评价内容

化工工艺安全评价实质性运用系统的理论、方法,对化工工艺系统存在的安全隐患进行分析,并针对安全隐患作出科学的评估、防治措施。如果已经发生安全事故,则要进行事故责任的判定及事故原因分析、预防措施制定,从而有效提升化工生产的安全性。一般情况下,可依据化工工艺技术规范、化工工艺实际分析、总结化工工艺评价内容。比如依据我国制定的危险工艺辨识取值表,化工工艺危险性主要包括化工物质温度、压力、腐蚀、操作等内容。在此基础上,技术人员可进一步丰富评价内容,以便对化工工艺进行全面、客观地安全评价。另外,在确定评价内容后还可进行化工工艺风险识别的分级,进一步明确工艺危险程度,从而为制定有效的解决措施提供参考。总之,明确安全评价内容可以有效提升化工工艺安全评价质量。

4 结语

综上所述,在识别化工工艺风险之前,应先从原料、设备、工艺本身、管理等方面入手,分析化工工艺中存在哪些风险,然后再采取针对性的识别方法。只有这样才能全面、客观地分析出化工工艺风险,并以此为基础进行安全评价。但要注意应提前确定安全评价内容、方法,从而确保安全评价结果的真实性。

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