周音，张沅(浙江工程设计有限公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

在经济快速发展的21世纪，我国各个行业领域都得到了一个显著的提升，其中化工行业发展最为突出。针对于化工工艺设计，在具体实施过程中，存在的不可控因素比较多，危险因素占据大半，不确定性非常大，要从多个方面做好化工工艺设计中的危险识别工作，利用科学技术对化工工艺设计进行全面监测，采取措施进行预防和管控。化工行业对于我国经济发展起到一个推动作用，在生活的很多方面都会涉及到化工产品的应用，所以在化工工艺安全设计中，要注重安全性设计规划，注重危险识别，针对于不同的风险因素采取合适的控制措施，最大程度上保证化工工艺设计的有序性和稳定性。

1 化工工艺设计概述

在化工工艺设计中，包含的主体内容比较多，需要对化工生产方法进行选择性规划，化工工艺种类较为多样化，不同的化工工艺其性能优势不同，需要进行合理的调控。化工工艺设计具有一定的显性特点，整体的技术含量水平比较高，化工设计指标具有唯一性，工艺流程标准化。部分工艺设计具有一定的局限性，化工工艺设计是从科研机构成果中演化而来，因为没有涉及到工业化生产的标准性检验，单纯依靠实验数据资料，对其进行放大以后可能导致达不到原先的预期，或稳定性存在一定缺陷。我国的化工生产工艺水平与国外化工生产工艺水平偏差比较大，有些化工生产工艺是从国外引进的，所以在基础设计资料方面上存在一定的限制，数据资料并不是完整的，也正是基于这种情况，国产化生产中会省略一些无用装置，这种方式可能会使得设计结果无法达到预期标准。

化工装置在运行的时候，都是有流程化指令进行控制的，其中设备种类较为多样化，不同设备其规格不同，设计标准也存在差异性，对于一些特殊设备有不同的定性要求。在化工生产中，涉及化学品活性比较强的物质，或具有易燃易爆等属性，工艺操作过程中涉及反应有高温高压的特点。化工工艺设计本身具有一定的复杂性，在操作过程中，整体设计工作量比较大，化工项目的投资力度比较大，为了更加贴合市场变化需求，一般采用动态设计的方式。也正是因为化工工艺设计的多样性，使得化工设计存在一些安全隐患，如果在设计中没有做好危险因素识别及控制工作，很容易导致安全事故的发生[1]。

2 化工工艺安全设计中的危险因素识别

2.1 化学反应装置中的危险因素识别

在化工工艺生产设计中，存在的危险因素比较多，危险因素种类较为多样化，这个过程中需要使用的化学反应装置比较多，这些化学反应装置也是存在一定危险系数的，我们需要对化学反应装置中的危险因素进行识别，判断反应类型，如对照国家安全监管总局公布的《重点监管危险化工工艺目录》，判断是否涉及氧化、氟化、重氮化、加氢、硝化等工艺等。不同的化学反应装置其性能指标和作用优势是不一样的，具有较大的差别，所以对于化学反应装置的危险识别，对技术人员的整体能力指标有着较高的要求，从技术人员的角度出发，要知道化学反应装置的组成结构，知道如何从结构化的角度出发，对其装置危险因素进行分析。

在化学工艺流程中，各个流程之间存在一定的连接关系，其中需要注意的就是工艺流程中发生的化学反应。化学反应是一个动态变化的过程，作为设计人员，需要对工艺反应装置进行全面重点的评判，要从多个角度出发，对每一个环节的可能存在的危险因素进行识别评估，判断装置在开停车、实际生产等过程中运行是否稳定，从而保证整个装置的安全[2]。

2.2 管道中的危险因素识别

对于化工工艺设计，包含的内容比较多，化工工艺流程较为复杂，存在不同的工艺环节，其中管道是主要输送部件，不管是气体、液体、固体颗粒等工艺物料都通过管道进行输送，大部分化学物质的活泼性比较高，本身具有强酸、强碱的性质，装置长期运行后对管道具有腐蚀、冲击等，对其稳定性有着极大的影响。如果管道出现破损的情况，会导致工艺物料泄漏，可能引起火灾甚至爆炸事故等，对工艺人员的生命安全和国家和企业的财产安全造成威胁，甚至进一步污染破坏环境，影响周边人口居住生活。也正是基于这种情况，对化工工艺设计的危险因素识别，要着重考虑管道危险因素识别，从多个方面进行管控，管道选择方面，需要根据输送物质的性质、操作参数等进行区分，选择合适的管道材质、管径、壁厚等，并且在设计文件中对每一根管道的性能和用途进行明确表述，对压力试验、施工及验收规范等进行约束。

2.3 化工工艺物料中的危险因素识别

化工工艺是一个综合性的流程，在这个过程中，不仅包含了多个操作环节，更是涉及了多种工艺物料，这些工艺物料种类较为多样化，应用范围比较广，这些化工物料的化学性质比较活泼，具有很强的活跃性，危害性比较高，不少物料具有高毒性、易燃易爆的性质，有的还涉及重点监管的危险化学品。对于化学物料的危险识别要仔细，对工艺流程中每一种使用到的介质，应该详细查出其理化性质，同时通过工艺要求明确其使用的温度、压力范围等。如果某种介质危险性较高，且在其他项目中使用的情况比较少，则应重点关注该介质，若缺少理化数据，应委托有资质的科研机构等出具相应报告。

2.4 化工工艺路线中的危险因素识别

化工工艺设计涉及的内容非常多，是一个综合性的过程，其中化工工艺路线比较多，不同路线之间错综复杂，存在一定的连接性，在化工工艺流程规划中，设计人员需要对每一个工艺环节进行把控，路线规划要全面，环节衔接要协调。每个工艺环节之间都是存在一定联系的，要做好各个环节的对接工作，任何一个环节出现问题，都会影响化工工艺设计的稳定性，引发一系列的安全事故，给企业造成严重的危害，其经济损失是一个无法预估的数值。基于此，技术人员必须要对化工工艺路线有一个直观的了解，掌握复杂的化工路线，将每个细节上的处理工作落实到位，化工工艺上尽量选择危害性低的物料和较安全广泛的工艺路线，有效降低其危险系数。

3 化工工艺设计中的危险因素控制措施分析

3.1 开展危险与可操作性分析(HAZOP分析)

HAZOP分析是对分析对象存在的危险因素进行全面、系统的评判，通过分析使项目参与者对项目的危险因素有更加彻底深入的认识从而使其更具可控性。HAZOP分析的过程一般是：HAZOP分析小组收集工艺专业的仪表及管道流程图(P&ID图)，将其划分成若干节点，对照节点、设计意图、操作条件等进行讨论，并通过使用引导词和偏差，识别出造成偏差的所有原因和每个原因导致的后果，最终确定出适用的防范措施。对照HAZOP分析的结果和建议措施，设计人员可以清晰地认识到各个阶段存在的危险因素，从而在设计上合理优化改善，通过完善安全措施甚至选择新的工艺路线等，将事故发生的概率控制在最小程度[3]。

3.2 完善自动化控制系统

化工自动化控制系统在化工设计中是不可或缺的关键要素。根据其控制原理不同，主要有DCS系统、PLC系统等。化工工艺流程中采用控制化系统，可以有效调节控制工艺参数，使其稳定在工艺要求的安全范围内。如：精馏釜的塔釜设置温度集中显示、高限报警，塔釜温度高高联锁切断加热物料等，可以防止塔釜温度过高，产品质量、产量发生变化甚至发生事故。在精馏的塔中部适当位置设置压力集中显示、高限报警，塔顶、釜压差设置集中显示、高限报警等，可以有效控制塔压，防止超压引起的事故。在塔顶冷凝器的冷却水管设置控制阀，用物料出口温度控制冷却水流量，可以防止物料出口温度过高，有效预防参数异常或事故发生。

3.3 完善图纸管理和设计变更管理

设计单位在日常管理中应该建立规范的图纸管理流程。设计文件根据不同安全等级分别设置设计、校对、审核、审定等相关设计人员及专业负责人、设计经理等相关管理人员的多级签字，并转由其他相关专业设计人进行会签。在设计过程中，注重图纸版次的更新；在设计完成后，注重文件整理归档等。由于一些项目周期紧张，在施工过程中，往往存在“边设计、边施工”甚至施工进度快于设计进度的情况，此时施工情况与设计预期不一致，难免会出现不可控的安全隐患，这种情形应该尽力杜绝。正常状态下，需要建立完善的设计变更管理体系，施工中产生的所有变更都应由原设计单位经过严格审查，达不到设计要求的，应由业主责令施工单位重新施工；若确认能够满足设计要求后，方可出具正式的变更文件，并做好变更文件的归档工作[4]。

4 结语

化工行业对于推动我国经济发展起着至关重要的作用，所以在设计中对化工工艺的危险因素要进行全面的管控，落实安全设计工作，规范化操作化工设计，在具体实践过程中，优化和完善工艺设计的各个环节，提高整体化工装置运行安全性，确保化工行业的可持续发展。