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在現階段的化工工藝設計過程中,對于化工工藝設計過程中的安全性越來越重視,在實踐中要對相關工藝安全設計存在的危險因素進行系統的分析,對其存在的問題進行探究,進而提出具有一定實踐意義的解決對策。
1化工工藝設計的主要類別
1.1概念設計
所謂的概念設計就是通過模擬具體的工業生產設備狀況開展實施的一種技術手段。概念設計一般會在設計過程中開展并實施,其主要目的就是要提升整體的工藝條件以及相關生產路線的合理性。
1.2中試設計
中試內容與相關任務主要就是對小試中已經確立的相關條件以及工藝路線進行系統的檢查,對于具體的產品進行系統的考核,了解其主要性能,對于具體的工藝系統的持續性以及可靠性進行探究,進而收集到相關工藝需求的數據,這些內容與系列內容可以作為整個檢驗部分,也可以對其進行部分的檢驗,具體操作要根據實際情況開展。
1.3初步設計
初步設計就是基于相關化工項目設計中的初始階段進行優化,其主要成果為總概算書以及初步設計的說明書。主要是對相關化工工藝的設計的技術與經濟進行計算。
1.4施工圖設計
主要就是根據相關審批意見,將初步設計過程的具體設計計劃與原則進行確定,在實踐中要基具體的操作要求,明確具體的布置以及施工方式,明確具體的方法,解決各種初步設計問題。
2化工工藝設計中的安全問題與對策
化工工藝設計中主要存在的安全問題就是在生產過程中存在的各種安全隱患以及一些可以造成安全損失的不穩定要素。對此要提升對整個化工工藝設計的重視,加強對其危險意識的重視,通過科學的方式與手段,對其進行系統的控制,避免各種安全隱患問題的出現,在操作過程中,要盡可能的應用一些具有一定安全性的工藝技術與手段,要避免危險產品的應用,同時,在化工工藝設計中要采取與其相匹配的安全措施。
2.1化工工藝相關物料中存在的安全問題與控制對策
化工工藝在生產過程中要使用不同的原材料與半成品,這些物料應用中都是通過各種不同狀態存在的,主要可以分為氣態、液態以及固態三種形式。在相關物質具備特定的物質與化學性質與特定的狀態之下,才可以判定其是否具有危害。因此,要對一些具有一定危害特征的物質進行詳細的分析,對其具體狀態進行了解與掌握,進而了解此種物質的穩定性與化學反應,對其毒性進行識別,通過科學的分析與評價,在一定程度上降低各種危險問題發生。
2.2化工工藝設計路線存在的安全問題與控制對策
化工工藝設計中的一種反應會對多種不同的工藝路線產生影響,對此在相關設計過程中,要對其進行綜合考量,選擇較為合適的生產路線,要盡可能的將各種危害降低到最小。工藝設計要對相關物料以及生產條件與設施等因素進行綜合考量,要盡可能的使用一些危害相對較低的物料。同時要通過各種全新的設施與技術手段,降低廢氣、廢水以及廢渣的總排放量,要在合理范圍之內對其進行回收時候,提升資源的最大利用率,進而避免對環境造成過度的污染。
2.3化工工藝設計中反應設備存在的安全問題與控制對策
化工反應是產品生產過程中最為關鍵的內容,在實踐中主要就是通過各種化學反應獲得一定的產物,整個過程在操作過程中存在著諸多的安全性問題,如果不足夠的重視,會導致各種安全事物問題的產生,對此在進行相關反應設備的設計與選擇過中要進行科學的設計與分析,避免各種問題的出現。在相關化工設計中存在著各種不同種類的化學反應,這也就直接給安全控制與管理問題帶來了一定的挑戰。同時,在化工反應過程中也存在一定的反應失控危機,也就是說提升對相關反應物的整體反應速度與熱效應的控制,是十分重要的。
3結束語
在化工工藝設計過程中,要嚴格執行相關法律政策,保障操作的標準性,提升整個工藝設計的安全性,加強重視,對設計方案中的漏洞與缺點進行完善,在根本上避免各種事故與問題的產生。熟練掌握相關設計與生產過程中存在的各種安全隱患,保障化工工藝的整體安全性。
作者:孟佳 單位:眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司
參考文獻
危險等級的劃分依據主要是根據化工生產過程中所使用的原材料,儲存原材料的環境、原材料經生產加工后所形成的新的產品特性,如物理性、化學性等。根據不同危險等級的化工產品,確定各種類型化工產品在生產過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標準,在化工工藝設計過程中選擇滿足生產需求的操作方式,防火材料及防火設備。
二、化工工藝設計分類介紹
1.概念設計。
概念設計是指抽象性的設計,概念設計一般是在擬建化工生產裝置前進行,概念設計的主要目的是為了通過建立化工生產裝置模型,根據模型檢查化工生產工藝中存在影響正常生產的因素,包括生產線路的設置的合理性,生產環境條件是否滿足安全生產要求等,避免因化工工藝中某個環節存在不合理性給化工生產埋下安全隱患,同時根據概念設計建立模型檢驗所的的數據為進一步的化工工藝設計提供數據參考。
2.中試設計。
中試設計是為了檢驗小試所確定的工藝路線及相關運行條件。檢測試制產品的功能穩定性;檢驗工藝系統的連續可靠性運行;獲得化工生產工藝設計所必須的工藝參數;考察設計方案投入生產過程中所產生的雜質對成品的影響等。
3.基礎設計。
基礎設計是化工工藝設計的重要階段。基礎設計是化工工藝生產裝置及配套設備安裝及規劃設計的技術支持。
4.初步設計。
初步設計是在基礎設計完成后的精細化設計。初步設計的成果是設計說明書和工程總概算書,也可以說是從初步設計是化工建設的指導思想,以此為依據進行化工生產線的構建;結合基礎設計和有關單位批準的設計任務書、化工廠的選址報告,從經濟性和技術性角度出發,對化工生產線建設進行總體研究和計算,滿足化工生產線安全生產的同時又能取得良好的經濟效益和社會效益。
5.施工圖設計。
施工圖設計是化工工藝設計的最后階段,設計過程中應根據有關部門對初步設計的審批意見,結合初步設計中確定的化工工藝方案,以圖樣及文字的形式將化工工藝技術要點和各個設備的原理、布置進行一一明確。并對初步設計中待解決的一些問題提出科學合理的解決方案,做到施工圖紙設計最優化,滿足化工產業安全穩定性生產需求。
三、化工工藝設計具有的特點
化工工藝設計交其他專業領域的設計具有明顯的區別,化工工藝設計工藝流程獨特,生產工藝安全性要求嚴格,技術含量高。尤其是針對化工產業近些年來頻發的安全事故,如化工產品原料在加工過程中出現的有毒原料泄漏問題,嚴重地污染了人們賴以生存的環境,水源的污染,大氣的污染、重金屬污染土壤等。所以國家的有關部門對化工產業的化工工藝設計提出了更為嚴格的要求,明確提出在化工工藝設計時要高度重視工藝設計在投入生產中的安全性問題。但實際上,化工工藝流程的十分的復雜,整個工藝流程涉及的專業較多,設備種類繁雜,各種管線管道交織在一起,倘若在設計過程中沒有確定科學的布線方案可能會早生產過程中因為線路故障問題,如線路老化搭接引起短路,又因為化工原料多數具有易燃易爆的特性,很容易引發火災或者更為嚴重的事故。所以,為了保證化工工藝設計的質量,化工生產的安全穩定性,必須要加強對化工工藝設計危險的識別和控制。
四、危險因素識別與控制
危險因素是指在化工生產過程中雖潛在的不利于安全生產的系列因素,而危險因素的識別和控制是指對化工工藝設計以及設計方案投入到建設中雖體現出來的一些不利于安全生產的特征,如化工設備是否滿足生產的需求,設備所處的環境是否滿足安全性生產需求,設備及相關附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等,認真考究危險因素,識別各種不安全因素的風險類別及等級,進而有針對性地提出安全風險控制措施。具體來講可通過以下措施控制。
(1)物料方面。
化工工藝設計人員應牢固掌握化工原料的物理特性、化學特性、化學反應特征以及燃燒爆炸性等方面的知識,并能準確地辨識各種原料之間的反應原理。
(2)路線布置。
在化工工藝路線設計時,應根據廠房的實際空間位置進行工藝路線的選定,盡可能地做到工藝路線不和其他電力線路相鄰,避免因電力線出現安全故障對工藝路線造成一定程度的影響。
(3)嚴格控制化學反應裝置。
首先,化工企業工藝設計的時間相對比較短,但是任務量比較大,比較明顯的特點就是整體投資大,而且反應設備和系統龐大及物料管道十分復雜等。由于化工企業工藝設計過程中所應用的物料十分特殊,為了能夠在比較短的時間之內占據市場,就一定要充分考慮化工工藝具體設計周期,盡可能爭取早日上市。對此,大部分化工企業為了能夠降低建設周期,常常是邊開發和邊設計,出現問題就修改,如此繁重的設計工作常常導致設計人員忽視安全問題,從而埋下安全隱患。其次,化工企業工藝設計十分復雜,關系到各個方面的專業技術,要求大量的工程專業技術人員參與。其是一項系統工程,主要包含了化學工藝知識和機械設備知識以及安全工程等方面,各個專業和各專業設計人員需要密切配合,與合理協調。
2化工企業工藝設計安全控制對策
2.1化工反應過程的安全控制
化工反應作為化工工藝生產的主要流程,化工原材料在通過化工反應得到化工產物時,往往會出現安全問題,嚴重時可能發生安全事故。對此,在選取化工反應設備過程中,一定要科學、合理分析。同時各種化工原材料相關化學反應存在一定差異,加大了化工反應穩定、安全控制的難度,從而使化工反應常常出現反應失控安全問題,因此化工企業工藝設計必須嚴格控制相應化工原材料熱效應以及反應速度。在進行化工企業工藝設計時,應該加大冷卻能力或是進行多級化工反應,例如設置外循環冷卻器,嚴格控制化工原材料的加熱速度,在一定程度上減小化工反應的進料量等。除此之外,化工反應器在工作時,常常會因為超壓產生變形,嚴重時會損壞,所以應該在化工反應器中設置壓力檢測和報警等相關設備。
2.2加大工藝物料安全控制
對于化工工藝生產過程中的原材料和中間產品以及產品等相關物資而言,應該以相應的狀態存放,也就是固態、氣態和液態。同時這些物質都具備獨特的物理性質和化學性質,在某種狀態下會造成危害。對此,針對一定要掌握此種物質的獨特危害性,并且不斷提升物質穩定性和化學反應以及毒性等方面的識別意識,從而可以科學進行評價與分析,避免或是減小危害的出現。
2.3加強管道的安全問題控制
一般情況下,管道輸送的物料是易燃和易爆或是存在毒性的物品,若是管道某個環節發生泄漏,就會造成有毒有害物質流出,不但對大氣環境造成嚴重污染,還對化工生產造成嚴重安全問題。對此,在進行管道設計時,一定要綜合考慮與分析管道材料選取和設置以及應力等問題,比如管徑和材料質量等的科學選取,一定要高度重視管道連接位置與拐彎位置的彎頭材料與管徑科學選取。不管是在室外或是室內,管道一定要安全、可靠的和地面進行連接。
2.4合理控制化工工藝路線
化工企業工藝設計常常存在許多工藝路線,在進行設計時一定要選擇更為安全和可靠的工藝生產路線,從而在一定程度上有效減小化工生產危險性。對此在進行化工生產時必須深入考慮化工設備和生產條件以及物料應用,綜合考慮化工危險物質的應用量,盡可能應用低危險性或是無害化工物料,對化工生產條件進行優化,有效緩解化工材料的激烈化學反應,大力引進新技術與新設備,降低廢氣、廢液以及廢固的排放,強化三廢可回收和循環應用,在一定程度上降低對大氣環境的污染。
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