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危险等级的划分依据主要是根据化工生产过程中所使用的原材料,储存原材料的环境、原材料经生产加工后所形成的新的产品特性,如物理性、化学性等。根据不同危险等级的化工产品,确定各种类型化工产品在生产过程中的防火间距及防爆等级。进而以此为标准,在化工工艺设计过程中选择满足生产需求的操作方式,防火材料及防火设备。
二、化工工艺设计分类介绍
1.概念设计。
概念设计是指抽象性的设计,概念设计一般是在拟建化工生产装置前进行,概念设计的主要目的是为了通过建立化工生产装置模型,根据模型检查化工生产工艺中存在影响正常生产的因素,包括生产线路的设置的合理性,生产环境条件是否满足安全生产要求等,避免因化工工艺中某个环节存在不合理性给化工生产埋下安全隐患,同时根据概念设计建立模型检验所的的数据为进一步的化工工艺设计提供数据参考。
2.中试设计。
中试设计是为了检验小试所确定的工艺路线及相关运行条件。检测试制产品的功能稳定性;检验工艺系统的连续可靠性运行;获得化工生产工艺设计所必须的工艺参数;考察设计方案投入生产过程中所产生的杂质对成品的影响等。
3.基础设计。
基础设计是化工工艺设计的重要阶段。基础设计是化工工艺生产装置及配套设备安装及规划设计的技术支持。
4.初步设计。
初步设计是在基础设计完成后的精细化设计。初步设计的成果是设计说明书和工程总概算书,也可以说是从初步设计是化工建设的指导思想,以此为依据进行化工生产线的构建;结合基础设计和有关单位批准的设计任务书、化工厂的选址报告,从经济性和技术性角度出发,对化工生产线建设进行总体研究和计算,满足化工生产线安全生产的同时又能取得良好的经济效益和社会效益。
5.施工图设计。
施工图设计是化工工艺设计的最后阶段,设计过程中应根据有关部门对初步设计的审批意见,结合初步设计中确定的化工工艺方案,以图样及文字的形式将化工工艺技术要点和各个设备的原理、布置进行一一明确。并对初步设计中待解决的一些问题提出科学合理的解决方案,做到施工图纸设计最优化,满足化工产业安全稳定性生产需求。
三、化工工艺设计具有的特点
化工工艺设计交其他专业领域的设计具有明显的区别,化工工艺设计工艺流程独特,生产工艺安全性要求严格,技术含量高。尤其是针对化工产业近些年来频发的安全事故,如化工产品原料在加工过程中出现的有毒原料泄漏问题,严重地污染了人们赖以生存的环境,水源的污染,大气的污染、重金属污染土壤等。所以国家的有关部门对化工产业的化工工艺设计提出了更为严格的要求,明确提出在化工工艺设计时要高度重视工艺设计在投入生产中的安全性问题。但实际上,化工工艺流程的十分的复杂,整个工艺流程涉及的专业较多,设备种类繁杂,各种管线管道交织在一起,倘若在设计过程中没有确定科学的布线方案可能会早生产过程中因为线路故障问题,如线路老化搭接引起短路,又因为化工原料多数具有易燃易爆的特性,很容易引发火灾或者更为严重的事故。所以,为了保证化工工艺设计的质量,化工生产的安全稳定性,必须要加强对化工工艺设计危险的识别和控制。
四、危险因素识别与控制
危险因素是指在化工生产过程中虽潜在的不利于安全生产的系列因素,而危险因素的识别和控制是指对化工工艺设计以及设计方案投入到建设中虽体现出来的一些不利于安全生产的特征,如化工设备是否满足生产的需求,设备所处的环境是否满足安全性生产需求,设备及相关附属装置的排布方式及安装方式是否合理等,认真考究危险因素,识别各种不安全因素的风险类别及等级,进而有针对性地提出安全风险控制措施。具体来讲可通过以下措施控制。
(1)物料方面。
化工工艺设计人员应牢固掌握化工原料的物理特性、化学特性、化学反应特征以及燃烧爆炸性等方面的知识,并能准确地辨识各种原料之间的反应原理。
(2)路线布置。
在化工工艺路线设计时,应根据厂房的实际空间位置进行工艺路线的选定,尽可能地做到工艺路线不和其他电力线路相邻,避免因电力线出现安全故障对工艺路线造成一定程度的影响。
(3)严格控制化学反应装置。
首先,化工企业工艺设计的时间相对比较短,但是任务量比较大,比较明显的特点就是整体投资大,而且反应设备和系统庞大及物料管道十分复杂等。由于化工企业工艺设计过程中所应用的物料十分特殊,为了能够在比较短的时间之内占据市场,就一定要充分考虑化工工艺具体设计周期,尽可能争取早日上市。对此,大部分化工企业为了能够降低建设周期,常常是边开发和边设计,出现问题就修改,如此繁重的设计工作常常导致设计人员忽视安全问题,从而埋下安全隐患。其次,化工企业工艺设计十分复杂,关系到各个方面的专业技术,要求大量的工程专业技术人员参与。其是一项系统工程,主要包含了化学工艺知识和机械设备知识以及安全工程等方面,各个专业和各专业设计人员需要密切配合,与合理协调。
2化工企业工艺设计安全控制对策
2.1化工反应过程的安全控制
化工反应作为化工工艺生产的主要流程,化工原材料在通过化工反应得到化工产物时,往往会出现安全问题,严重时可能发生安全事故。对此,在选取化工反应设备过程中,一定要科学、合理分析。同时各种化工原材料相关化学反应存在一定差异,加大了化工反应稳定、安全控制的难度,从而使化工反应常常出现反应失控安全问题,因此化工企业工艺设计必须严格控制相应化工原材料热效应以及反应速度。在进行化工企业工艺设计时,应该加大冷却能力或是进行多级化工反应,例如设置外循环冷却器,严格控制化工原材料的加热速度,在一定程度上减小化工反应的进料量等。除此之外,化工反应器在工作时,常常会因为超压产生变形,严重时会损坏,所以应该在化工反应器中设置压力检测和报警等相关设备。
2.2加大工艺物料安全控制
对于化工工艺生产过程中的原材料和中间产品以及产品等相关物资而言,应该以相应的状态存放,也就是固态、气态和液态。同时这些物质都具备独特的物理性质和化学性质,在某种状态下会造成危害。对此,针对一定要掌握此种物质的独特危害性,并且不断提升物质稳定性和化学反应以及毒性等方面的识别意识,从而可以科学进行评价与分析,避免或是减小危害的出现。
2.3加强管道的安全问题控制
一般情况下,管道输送的物料是易燃和易爆或是存在毒性的物品,若是管道某个环节发生泄漏,就会造成有毒有害物质流出,不但对大气环境造成严重污染,还对化工生产造成严重安全问题。对此,在进行管道设计时,一定要综合考虑与分析管道材料选取和设置以及应力等问题,比如管径和材料质量等的科学选取,一定要高度重视管道连接位置与拐弯位置的弯头材料与管径科学选取。不管是在室外或是室内,管道一定要安全、可靠的和地面进行连接。
2.4合理控制化工工艺路线
化工企业工艺设计常常存在许多工艺路线,在进行设计时一定要选择更为安全和可靠的工艺生产路线,从而在一定程度上有效减小化工生产危险性。对此在进行化工生产时必须深入考虑化工设备和生产条件以及物料应用,综合考虑化工危险物质的应用量,尽可能应用低危险性或是无害化工物料,对化工生产条件进行优化,有效缓解化工材料的激烈化学反应,大力引进新技术与新设备,降低废气、废液以及废固的排放,强化三废可回收和循环应用,在一定程度上降低对大气环境的污染。
3结语
1设备安装设计的重要性
化工工艺是将原材料进行一系列化学反应变化之后,使其转化成为最终的化工产品,在这个转化的过程中,就必须要借助化工设备来确保化工工艺能够顺利实现,并在保障化工安全生产上起到了重要作用,因此,在进行化工工艺设备安装设计的过程中必须要坚持科学合理的原则。在进行设备安装设计时,要对化工产品的各种特性加以充分考虑,并综合各种因素来完整设备的安装设计以及调整工作。化工生产中,势必会涉及到易燃、易爆以及腐蚀性有毒的化工生产原料以及半成品等,要考虑化工产品对设备的影响、化工产品所选用的原料、设备及萃取剂等,另外,设备的使用性能也会直接受到安装质量的影响,因此,设备设计在化工工艺中显得尤为重要。
2具体的设备安装工艺设计
在化工工艺设计中,设备安装涉及范围广,内容繁杂,是首先要考虑的重点设计。(1)车间设备的布置设计在进行化工设备安装设计中,保证车间设备科学布置特别重要,譬如吊装孔设备的设置,若化工厂房长度超过36m,那么吊装孔设备的地点就应当选在和厂房中间距离较近且靠近墙壁的位置;若厂房长度不长,建议将吊装孔设备设置地点靠近来靠近山墙一端,在进行吊装孔设备位置选择时还应当考虑一些其他因素。总而言之,设备安置要遵循化工生产线优化组合、能源就近利用以及安全性原则,为化工车间的生产经营营造一个宽敞整洁的环境。(2)操作台以及设备支架的设计支架是化工工艺设备安装过程中的必要设备,机械设备以及仪器等设备在安装的过程当中都需要借助不同类型的支架,通过支架的合理设置来保证设备安装后稳固牢靠。为保障设备安全运行,在进行支架设计时需要重点关注操作台以及支架的质量,充分考虑支架的承载质量能否满足设备需要,是否坚固耐用。(3)化工设备的保温在化工设备安装设计过程中,除了上述两点需要考虑之外,还必须要将设备所处的环境考虑在内,其中,设备保温就是十分重要一个方面。在生产过程中,若设备保温设计不合理,设备放置不当,外界的环境影响就会更加明显,若一旦超出环境温度的限值,就可能会导致设备出现功能减弱,进而影响化工设备的正常运行,降低化工设备的生产效率,严重情况还可能导致安全事故,因此,加强设备保温设计非常重要,在进行工艺设计的过程中必须要重视保温设计。(4)设备安装技术说明设计化工设备安装设计中,顺序非常关键,设备安装的固定和防治标准也很严格,因此,在安装过程中要对需要注意的地方做好解释说明,设计说明要简明达意,清晰明了,可操作性强。
3化工设备安装的工艺设计
设备安装设计是化工设备工艺设计的重点,是对各种资源进行整合利用,以创造一个整洁通畅的生产环境。在设备安装设计的吊装孔环节,必须综合考虑各种因素,具体分为:
3.1化工设备的吊装孔位置设计
(1)位置设计。在设计中,,必须考虑到安装厂房的实际构造,设备装置的吊装口必须设计相应的位置,要在后一层的布置设计中反映出吊装孔的位置,确保在相同位置垂直设置基础建筑;在不影响安装质量的前提下,缩短吊装孔与检修设备之间所处的位置。最后,一定不要忽略最底层的设备布置,吊装孔区域内不可以进行设备的设置,以便确保设备从这个地方出入方便。(2)构造形式设计。在设计中,可以将敞开式吊装和闭式吊装两种设备吊装口的方式组合运用,取长补短,不仅要方便上下联系,还要增加泄压面积,根据厂房具体情况而设计。
3.2规范进行设备安装检修
在进行设备安装设计中,,安装位置与水平运输通道的距离一定要全面的、准确的测量,以确保设备顺利得送入。在设备安装时要充分考虑该楼层的起吊位置与下一层需要安装设备的起吊位置之间的关系,为做好设备的检修工作留有余地,并确保其吊装设计安装的合理、科学。
综上所述,化工工艺设备安装设计中,设备的安装位置以及安装过程的设计非常重要,这是确保化工工艺顺利实现的前提保障,直接影响到设备的维修质量和效率,因此在进行化工设备安装工艺设计时需要综合各种因素,确保设备安装科学合理,保障化工生产安全有序的进行。
作者:夏刚 单位:江汉油田分公司盐化工总厂
参考文献: