化工工程设计中安全问题的研究

吕龙

摘要：随着社会科技的快速发展，化工工程愈来愈受到国家的重视。然而，在近些年的调查中发现，化工工程设计工作存在着较大问题，其中安全问题较为严重。本文对化工工程设计中安全问题进行了研究分析。

关键词：化工工程设计 安全问题 研究

一、化工厂的选址与布局安全设计

（一）危险和防护的一般考虑

危险按潜在或直接的危害分一级危险和二级危险。对一级危险，在正常条件下不会造成人身或财产的损害，只有触发事故时才会引起损伤、火灾或爆炸。二级危险是在一级危险失去控制后发展成的，会造成人身或财产的直接损失。

防护危险的措施：第一道防护线：为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。一是把火源置于易燃物质释放点的上风侧；二是为人员、物料和车辆提供充分的通道；第二道防护线：当二级危险发生时，将人身和财产损失降至最小程度。一是把危险区域与人员常在区域隔离开二是在关键部位安放灭火器材。第三道防护线：发生人身伤害事故时，提供有效的急救和医疗设施，使受到伤害的人员得到迅速救治。

（二）工厂选址的安全问题

隔开距离，把厂址选择在一个孤立地区。如果客观条件不允许，可以依据主导风，把工厂置于社区的下风区。工厂的高建、构筑物要留有一定的间距，防止物体砸伤行人、汽车司乘人员或临近的设施。

工厂产生的废液要经处理后排放。工厂的出入口要格外小心，避免严重的交通事故，或车辆离开高速公路冲入工厂。临近有释放毒性或易燃气体的工厂，则建在其上风侧。保证有充足的水源。最好附近有河流、湖泊，至少保证有消防管网。地形方面，厂区内不应有低洼地，否则会形成毒性或易燃蒸气或液体的积聚。

二、工艺设计与单元中过程物料的安全评价

过程物料的选择，应该就物料的物性和危险性进行详细地评估，对一切可能的过程物料做总体考虑。过程物料可以划分为过程内物料和过程辅助物料两大类型。过程内物料是指从原料到产品的整个工艺流程线上的物料，如原料、催化剂、中间体、产物、副产物、溶剂、添加剂等。过程辅助物料是指实现过程条件所用的物料，如传热流体、重复循环物、冷冻剂、灭火剂等。 在过程设计中，需要汇编出过程物料的目录，记录下过程物料在全部过 程条件范围内的有关性质资料，作为过程危险评价和安全设计的重要依据。

三、工艺设计安全校核

机械设计、过程和布局的微小变化都有可能出现预想不到的问题。

（一）物料和反应的安全校核。如查询过程物料的毒性，确定过程物料在所有过程条件下的有关物性，鉴别一切可能的化学反应，对预期的和意外的化学反应都要考虑。

（二）过程安全的总体规范。如过程的规模、类型和整体性是否恰当。过程的放大是否正确。

（三）非正常操作的安全问题 。如考虑偏离正常操作会发生什么情况，对于这些情况是否采取了适当的预防措施。

四、单元区域的管线配置

（一）管线配置的防泄漏设计

工厂化学品的主要泄漏与以下各项成比例：管线的长度、排放口的数量、管线的复杂性。管线的复杂性，一般反映在连接的泵的数量以及再循环物流的数量两个方面。

减少管件泄漏的简单的设计规则如下： （1）减少分支和死角的数量。（2）减少小排放口的数量。（3）按照相同的规范设计小口径的支管，和主管一样进行严格的检验确保小的支管在交叉点得到加强，并有充分的支撑。（4）考虑到管件或容器的热膨胀，管线需要有一定的伸缩性。（5）直接卸料的排放口，应该设在操作者能够观察到的地方。工作系统对这些排放口应该进行定期核查和报告。（6） 保证密封垫在最大内压下也能够紧缩密封。（7）减少真空管线（如真空蒸馏塔上的冷凝器）上的法兰盘数量。（8）在阀式取样点应该配置可移动的插头。 （9）要有充分的管道支撑，从放料或从安全阀检验管道的作用力。 （10）设置管道应该避免通过可能使其受到机械损伤的地方。（11）应该有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。（12）紧固承受高温的大法兰盘.应该采用高强度的螺栓。

（二）软管系统的配置

对于油船、罐车等的液体物料的装卸，软管的选择和应用需格外谨慎。应考虑的是：（1）软管的适用性，并结合有关软管的标准。（2）设置紧急状态下迅速隔离的设施，如对于油船卸货，在软管的一端要设紧急隔离阀，在另一端要设止逆阀，用过流阀替代远程隔离阀等。 （3）应该使用螺栓固定的软管夹，不宜使用侧卸式的软管夹。（4）软管系统应用时要有充分的保护和支撑设施，不用时要防止软管的压破或损坏。（5）所有高于大气压操作的可移动软管，都应设置排空阀，以便降压时防止软管的折断。

（三）管线配置的安全考虑

通常用于管道工程的橡胶支撑物不能用于设备，设备重心之下的水平连接法兰需要用钢性板支撑。管件和阀门配置的简单和易于识别，是安全操作的重要因素。对于常设的设备管线，应该有低压报警或高压报警。在设备管线上应该安装止逆阀，以防止管线中流体的回流。

对于泵体或设备极有可能泄漏以及大量物料从设备无限制流出的情形，应该考虑安装远程操作的紧急隔离阀。

五、压力容器定期检验

压力容器的定期检验，由当地锅炉和压力容器安全监察机构授权或批准的检验单位进行。从事检验的人员应经当地劳动人事部门考核批准。

（一）检验周期

压力容器的定期检验周期，可分为外部检查、内外部检验和全面检验三个类型的周期。检验周期内使用单位根据容器的技术状况和使用条件自行确定。但至少每年作一次外部检查，每二年作一次内外部检验，每六年作一次全面检验。

（二）检验内容

1.外部检查：保温层、防腐层及设备铭牌；容器外表面；焊缝、承压元件及可拆连接部位；容器开孔；安全附件；紧固螺栓；设备基础和管道支撑等。

2.内外部检验：内外表面的腐蚀、磨损情況；应力集中部位，有无裂纹；衬里有无突起、开裂、腐蚀或其他破损；高压容器的主要紧固螺栓应进行宏观检查并做表面探伤。

3.全面检验：除包括内外部检验全部款项外，还应该做焊缝无损探伤和耐压试验。

六、结束语

从某种程度上讲，化工工程当中的安全问题是始终贯穿到化工工程整个规划过程、设计过程、建厂过程以及试车过程中的，扮演着非常重要的角色。所以，化工工程设计阶段应高度重视安全问题。

参考文献

[1]曹卫龙.对化工工程设计中安全问题的研究[J]. 化工设计通讯

Chemical Engineering Design Communications，2016年01期.endprint