李有臣(济南石油化工设计院，山东 济南 250100)

0 引言

化学工业泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。化工生产是一个危险系数高、事故发生率高、财产损失大，且短时间内难以恢复或无法恢复的高危行业。搞好工程设计与安全评价，是贯彻落实安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用(简称“安全三同时”)，预防及减少安全生产事故，保障人民群众生命财产安全的重要手段。

1 工程设计与安全评价概述

1.1 工程设计概述

工程设计是指为项目建设提供有技术依据的设计文件和图纸的整个活动过程。基于行业特点及其危险特性，化工建设项目的设计内容相对比较复杂，需要在进行可靠性、可操作性、合理性、经济性与安全性评估的基础上，根据工艺流程及操作条件选择适当的设备、设施、管线、仪器等，设计出一个能将原料转变为产品的生产装置和工厂。

1.2 安全评价概述

安全评价的目的是实现安全，主要采用安全系统工程原理及方法，辨识分析存在于工程、系统及生产经营活动中的风险因素，预测发生事故的可能性及其危害后果，进而提出合理可行、科学合规的安全对策措施与建议，并做出客观公正的安全评价结论。

1.3 “安全三同时”的相关要求

做好化工生产安全管理，从源头做好工程设计和安全评价十分必要。为保障建设项目“安全三同时”要求的贯彻落实，国家规定了安全生产条件审查、安全设施设计审查、安全设施竣工验收三个管理环节，并对危险化学品生产企业实行发证许可制度。需要具有相关资质的评价、设计单位，分别编制安全预评价报告、安全设施设计专篇、安全验收评价报告、安全现状评价报告等项目管理技术资料。

2 工程设计对化工企业生产安全具有基础和保障作用

2.1 工程设计在“安全三同时”中处于核心地位

建设项目“安全三同时”是安全生产重要的事前保障措施，也是一项重要的基础性工作，有助于有效预防、控制和消除建设项目中的危险有害因素。工程设计是“安全三同时”的核心、基础和保障，有了一个符合法规标准和项目实际要求的工程设计，才能保证安全设施的全面、准确、合理、适用，才能保证安全设施与主体工程同时施工、同时投入生产和使用。

2.2 安全设计诊断工作反衬工程设计的重要作用

鉴于一些没有进行设计或者未经具备相应资质的设计单位进行设计的化工装置，往往存在许多缺陷或隐患，导致生产安全事故多发。原国家安全监管总局等部门发文要求，对未经正规设计的在役装置进行设计安全诊断，全面查找并重点解决生产工艺流程、自动控制系统不能满足安全生产要求，设备、管道、管件的选型选材不符合相关标准要求，总图及装置布局不合理等安全隐患问题。之后，国家又将“在役化工装置未经正规设计且未进行安全设计诊断”列为重大生产安全事故隐患。这些工作部署安排，进一步表明了工程设计在化工生产安全中的重要作用[1]。

2.3 工程设计能够提高建设项目的本质安全程度

本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，使各种危害因素始终处于受控状态，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故。本质安全应当从源头做起。化工工程设计要从建设地点选址、工艺路线选择、设备设施选型着手，认真落实“机械化换人、自动化减人、独栋厂房限人、二道门防人”的安全措施，提高建设项目的本质安全程度。

(1)项目选址和总图布局合理。厂址选择，应满足防灾、安全、环境保护及卫生防护的要求；要开展风险外溢安全评估，按照GB36894《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》和GB/T37243《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》等标准规范，通过计算等方法确定外部安全防护距离，充分考虑风险外溢与叠加等因素，模拟构建巨灾情景，分析事故波及范围和伤亡人数，完善并落实相应安全防控措施。总图布局，应结合化工项目各组成部分的生产特点和火灾危险性，根据生产流程顺序，结合风向与地形条件，合理进行功能分区与集中布置，满足生产组织及防火防爆、安全卫生间距要求；应考虑不同装置、设施间的上下游关系；可能泄漏有害、腐蚀性气体及散发烟、雾、粉尘等污染物较多的装置和设施，宜布置在厂区下风侧；汽车装卸设施、危险物质灌装站及各类物品仓库等机动车辆频繁进出的设施应布置在厂区边缘等。

(2)工艺技术路线成熟先进。提高建设项目本质安全程度，化工工艺设计非常关键，要兼顾安全性与可靠性。应主动使用无害或低危险性物料替代传统的高危险性物料(如选用甲苯、二甲苯代替苯溶剂)，积极应用新工艺技术选用更有效、低毒的催化剂，大大降低工艺装置的燃爆危险和毒性危害；应尽量减少危险物料的暴露程度，采用密闭储存、输送、加料、放料、离心、包装等；应尽量减少危险物料的在线量，限制计量罐容积、过程设备容积等；换热类设备两程介质的选择，应尽量避免可发生化学反应，特别是剧烈化学反应；工艺路线及管道设置，应尽量考虑冗余容错原则等。

(3)生产设备设施安全可靠。化工生产的主体过程是化工反应过程，可能同时存在多种化学反应和物理反应，各种反应之间还存在相互作用和影响，其安全状态直接影响着整个化工生产的安全状态。化工设备选型，应注意与化工工艺需求相一致，特别要注意体现工艺对设备的特殊要求；应尽量选用微通道反应器、管式反应器等本质安全程度较高的设备，特别是涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化等危险工艺的化工装置。化工生产涉及理化性质多样的原辅材料，涉及温度、压力、流量、液位、停留时间等众多工艺参数，应充分考虑温度、压力、腐蚀的影响，合理选择设备、管道、管件材质，优先考虑安全可靠性。

(4)自动化控制系统完整有效。化工生产装置及其储存设施，应设置自动化控制系统、紧急切断装置、可燃有毒气体泄漏检测报警装置，并保持完好投用；对危险性较高的化工装置还要优先考虑全流程自动化控制措施，最大限度地减少工作场所作业人数。要在全面开展危险与可操作性分析(HAZOP)基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求(SIL定级)，设置安全仪表系统并保证其功能能够满足风险降低要求(SIL验证)。

(5)安全设施及措施齐全完备。要从预防事故、控制事故、减少与消除事故影响三方面，设置完善的安全设施及措施。如负荷限制器、行程限制器、防雷、防静电等设备安全防护设施；防爆型电气、仪表，氮封等抑制助燃物品混入、易燃易爆气体和粉尘形成的防爆设施；安全阀、爆破片、放空管、止逆阀等泄压和止逆设施；紧急切断、分流、排放、吸收、中和、冷却，以及加入惰性气体、反应抑制剂等紧急处理设施；阻火器、安全水封、防火堤、防火墙、防火门、蒸汽幕、水幕等防止火灾蔓延设施等。

3 安全评价对化工企业生产安全具有引导和督导作用

3.1 对建设项目“安全三同时”的指导和验证作用

安全评价活动贯穿项目建设全过程。建设项目前期开展的安全预评价，通过辨识分析建设项目潜在的风险及危险有害因素，检查判定建设项目与法规标准的符合性，预测可能发生的事故及其严重程度，从总体布局、功能分区、工艺路线、设备设施等方面提出安全技术对策措施，从物料物品管理、生产运行调度、组织机构设置、从业人员管理、事故应急救援等方面提出安全管理对策措施。建设项目竣工后开展的安全验收评价，通过检查建设项目“安全三同时”落实情况、试生产运行状况和安全管理情况、规章制度制定及健全情况、事故应急预案编制及演练情况，审查确定建设项目是否满足安全生产要求[2]。

3.2 对企业安全生产管理的验证和督导作用

生产运行阶段进行的安全现状评价，针对企业生产经营场所的实际状况、生产运行及安全管理情况，通过定性、定量安全评价，确定事故隐患部位、情形及其法规依据，模拟事故发生时的危害程度和严重后果，为企业拟定隐患整改方案、完善规章制度规程、修订事故应急预案提供指导，并通过对隐患整改情况的复查，督导企业提升安全管理水平。

4 结语

综上，工程设计和安全评价是化工企业安全生产的重要支撑，在化工生产的初始阶段，需要做好工程设计工作，并将安全评价贯穿项目建设、运行始终。这是保证化工生产安全稳定运行的有效措施，便于全方位梳理和优化企业生产流程，促进配套制度体系健全和完善，及时发现和整改消除安全隐患，降低事故发生几率，提高企业本质安全程度，提升企业安全管理水平。