化工工艺设计风险防范措施探讨

赵军 李安帮（浙江省天正设计工程有限公司，浙江 杭州310012）

化工生产与其他生产领域比较具有较大的特殊性，在生产过程中存在较大的安全风险。如何有效控制风险的产生，技术人员进行了大量的研究。通过研究表明，在化工工艺设计过程中，对化工生产存在的风险进行有效性的识别，在根据风险内容在设计过程中加入预防措施，从而使化工生产具有的安全隐患达到最低，保证化工生产的顺利开展。

1 化工工艺设计概述

化工工艺是运用化学原理改造原材料，从而生成需要的产品。根据化工工艺的流程，可以将流程分为三个步骤：第一步，处理原材料，使原材料满足生产需求。在处理过程中，需要对原材料采取净化、混合、提纯的工序，目的是降低原材料中存在的危险性，从而促进化工生产的顺利开展。第二步，对处理后的原材料进行化学反应。化学反应步骤是化工工艺流程中最重要的环节，也是发生安全问题最多的环节。主要表现在，化学反应过程中，会产生有害气体并伴随着散热的现象，在操作时又具有复杂性，在控制方面具有较难控制的特点。第三，加工生产产品。加工生产产品是由于化学反应过程中会有杂质存在，通过加工可以让杂质去除，降低产品具有的有害性。

2 化工工艺设计的重要意义

在生产化工产品是需要对生产工艺进行设计，目的是通过工艺设计能够确定最佳的生产设备、原材料、生产流程，使生产而出的产品具备高质量特点。工艺设计中还要涉及设备的检查环节，采取定期检测的方式找出设备具有的危险性，再根据实际情况采取有效的改善措施，从而保证生产的顺利进行。另外，工艺设计会把设计重点放置于工作人员的安全性能上，设计的防护措施越有效，工作人员的安全性能越高效[1]。安全设计中会把生产过程中存在的所有危险因素考虑在内，使安全生产贯穿于整个生产过程中，从而实现化工生产的安全进行，促进化工行业的健康发展。

3 化工工艺风险影响因素分析

3.1 物料

化工工艺是要通过化学反应作用反原材料转变成半成品，再利用二次加工的措施使半成品转变成精致的商品，从而进入销售环节中。在生产过程中，由于产品的不同，需要的物料也尽不相同，每种物料之间具有的差异性较大。在生产过程中需要根据产品的需要选择物料种类，否则生产出来的产品具有质量问题及安全问题，不利于化工行业的发展。另外，物料在化工工艺加工过程中，会存在物理与化学反应，物料需要达到质量要求，如果物料存在质量问题，在物理与化学反应过程中会造成较大的影响。

3.2 设备

上述可知化工产品在生产时，需要经历化学反应这一重要步骤，化学反应的优质与使用的设备有较大的关联，并且设备的优劣也决定着化学反应是否存在安全隐患。优质的设备在化学反应过程中，会使化学反应顺利进行。如果设备存在缺陷，则会在反应过程中发生安全事故，造成化学反应失败，特别是实验人员会发生伤害。另外，由于化学反应过程中会发生光、热、气的反应，设备在此状态下，会受到超负荷、超高压的作用，如果设备存在缺陷，会在这两种作用下发生变形问题，对设备的结构造成影响。

3.3 路线

在生产过程中，环境因素会对化工产品的生产过程造成较大的影响。需要对生产现场的环境进行控制，把影响生产过程的各项因素有效性排除。在化工产品生产过程中，会存在较多的工艺环节，而且部分工艺环节的路线具有复杂度高的特点，而且存在的路线形式为交叉路线模式，在此情况下，存在的运行隐患很难有效确定，使故障的检测工作缺失了准确性，会为生产过程中埋下安全隐患。

4 化工工艺设计要求

在对化工工艺进行设计时，对设计的要求具有严格性的特点。在设计过程中，要保证设计的各个环节能够满足实际生产的需求，而且要保证生产过程中具有较高的安全性与效率性[2]。从设计需要遵循的原则可以总结出对化工工艺的要求内容：首先，要具备专业技能。化工产品及原料本身具有危险性，需要化工工艺设计人员具备较高的专业技能。另外，在实际设计过程中，要掌握生产要求及产品要具备的特点，根据这两点收集资料信息，使设计内容有所依据。其次，明确存在的危险。

5 化工工艺风险防范策略

5.1 以物料为设计基础

由于化工生产物料具有的种类繁多，且物料之间具有的差异性也较大。在设计工作中，要以物料为基础内容，使设计路线呈现灵活性，从而使工艺的实施过程具备安全性的要求。设计人员在设计时，需要对物料进行分析，分析的角度可以站在稳定性能、理化性能、毒副作用方面、爆炸方面、燃烧特性的角度去分析，把各种类的物料性能有效地分析，从而使设计路线能够以最小风险的方式进行，大大降低了安全隐患。

5.2 管道阀门与反应装置的设计

化工工艺生产中存在着较多的管道与阀门，如果管道与阀门的设计不到位，会产生较大的安全隐患。主要表现在：物料经过物理与化学反应后，产生的物质具有易燃性、易爆性、有毒性、腐蚀性，如果发生泄露现象，会引发安全事故。保证泄露问题不会发生的工具是管道与阀门。设计人员在设计过程中，要站在化学产品的特点角度去设计，对管道和阀门的材料、环境振动、布设方式、应力分布进行有效性分析，根据经验判断容易发生泄漏的部位，从而采取针对性的防护设计。

5.3 Hazop分析、Lopa分析、Sil分析

Hazop分析可以对工艺系统危害开展有效辨识、分析工作，可以让事故发生得到有效预防，对于提升措施合理性具有重要意义。在具体分析中，不同专业与差异化知识背景的工作人员可以一同开展工作，通过对生产运行工艺参数变动进行分析，对可能产生偏差进行控制，可以明确偏差原因，调整现有保护措施，其主要流程可以归纳为：节点划分→工艺参数选择→风险矩阵确认→建议措施。

Lopa分析作为风险评估方法具有简化性，主要是量化评估当前利用保护措施可靠性，进而对此保护措施降低风险与消除风险能力予以确认。一般情况下，在定性危害评估风险后可以对其进行采用。Lopa分析流程可以归纳为：后果识别→描述事故情景→情景事件确定→情景风险预估→独立保护层确认→附加保护层至可容忍风险需降级别确认。

6 工艺设计实现安全信息化管理模式

6.1 数据系统建设

在工艺设计时，安全系统能够保证工艺设计的质量。可以站在数据库系统的角度，建立数据系统，使设计人员具有风险防控意识。另外，数据系统在风险防范措施指导下，能够降低风险所带来的异常现象。实现了人机操作一体化的建设目标。

6.2 建立网络系统

信息技术的大力发展为化工工艺设计提供了较大的助力，设计过程中，可以借助网络系统对工艺设计进行改良，使风险防范能力实现最优化的目的。企业通过利用网络系统建立的工艺设计实现了完整化，从而促进了化工生产的顺利进行，推动企业快速发展[3]。另外，网络平台能够为化工工艺设计提供综合性的方案，使化工生产中存在的潜在危险进行消除，更有利于化工生产的安全性能。

7 结语

综上所述，化工生产过程中会存在较多的安全隐患问题，对生产的开展与工作人员的人身安全造成较大的威胁。在工艺设计过程中，要把存在的潜在危险进行识别，针对风险内容制定有效的设计，使潜在的危险在防护措施下进行消除，从而有效保证了化工生产过程中的安全性问题，促进了化工生产的顺利进行，推动了企业的健康发展。