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[摘 要]化工是工業发展的基础产业，化工产品种类多，生产方法多样，化工装置日益向规模大型化、生产工艺高参数、生产过程连续化、自动化的方向发展。由于化工生产中所使用的原料、半成品、中间体和产品大多数具有易燃易爆、有毒有害和有腐蚀性的特性，化工生产往往是在易燃、易爆、易中毒、高温、高压的条件下进行，对化工装置的火灾、爆炸、毒性事故风险定量评价，得到社会的肯定和广泛的应用。笔者对化工工艺的风险识别和化工设备的安全性分析进行分析研究，希望可以给同行提供一定参考。
[关键词]化工工艺；化工设备；安全评价；定性
中图分类号：X937 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0127-01
我国化肥、染料、农药、纯碱、硫酸、烧碱、合成橡胶乙烯等的产量已经位于世界前列，石油加工能力达到世界第四。化工生产的最大特点是工艺比较复杂，且生产中安全隐患多，一旦形成安全事故损失无法估量。基于这样的行业背景，对化工生产的危险评价已成为整个化工产业的研究重点。《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和《安全生产许可证条例》都对生产、储存危险化学品建设项目的安全条件论证和安全评价也做出了明确的规定。根据我国的项目风险技术，已经建立了比较健全的系统和方式，但对判别工艺风险和设备安全方面，还没有建立较为系统的评价模式。
1 化工工艺概念及安全性评价
1.1 化工工艺概念
化工工艺是指利用化工生产技术，将原材料通过化学反应转变为产品的过程和方法。主要包含3个过程：原料处理、化学反应和产品精制。原料处理是指根据不同情况将原料通过提纯、净化、混合和乳化等工艺的预处理，已达到满足化学反应的纯度或浓度。化学反应，是化工过程的关键生产步骤，满足化学反应的原料在一定温度和压力作用通过化学催化剂的影响下进行化学反应，以达到所需的目标产物和转化率。常见的化学反应包括：氧化、还原，聚合、分解、异构化、焙烧等。产品精制是指将化学反应得到的混合物进行分离提纯，出去非目标产品的中间物质或杂质，以得到符合规格的目标产品。
1.2 化工工艺安全性评价
化工生产过程中多伴有易燃易爆有毒性腐蝕性介质的产生，化工事故也往往具有灾难性、瞬间性的特点。化工生产潜在重大的危险性，现阶段国内外的研究员对化工生产过程中的中毒、爆炸等事故做了定量分析，分级并制定了“危险工艺辨识取值表”。该表内容主要包括化工工艺的危险程度由化工物质的温度、压力、性质和腐蚀等内容组成，危险程度分为不严重、严重、比较严重和十分严重四个等级，从而确定化工工艺的危险程度。其风险识别的重点在于对危险源的分析，主要包括以下三个方面：（1）危险化学品，主要危险与其化学反应和自身的物理性质相关。研究发现相对危险性最大的是液化气体，常见的危险液化气体有NH3、H2S、液化石油等。例如液化石油，既可以作为生产原料也可以作为燃料，挥发性极强、受热易膨胀，属于易燃易爆气体，人体大量吸入也会造成窒息中毒危及生命。（2）工艺线路危险性，在化工生产过程中尽量选择污染少、危害低的生产材料，改进和优化工艺设计，提高材料使用率，建立完善的污染处理系统，减少对环境的污染。（3）反应过程中的风险识别，这是工艺风险中最关键的内容。首先反应过程关乎生产效率，其次化学反应的状态和稳定性对其反应设备影响巨大。反应中风险识别的重点在原材料的审核上，在保障质量的前提下，尽量选择毒性小、反应温和的原料，并事先最好安全防范措施，避免外界因素对反应过程的影响。
2 化工设备的安全性评价及影响因素
2.1 化工设备的安全评价
化工设备的安全性评价较为复杂，涉及到设备的选材、设计、安装、调试、使用运行等等方面，任何一个环节都可能造成漏气、漏液、毒气、火灾等不安全因素的发生。比如设计阶段对设备材质的选择一般从疲劳强度、载荷、抗腐蚀能力等方面角度考虑，兼顾性能和经济性。选材后下一步就是要根据工艺参数评价设计的合理性。易燃易爆危险物质参与反应的设备就不能选用玻璃材质反应器；充分考虑料液的极限浓度、温度和压力，留有足够的腐蚀裕度；高温运行的设备应配有报警连锁温控系统等。例如：分馏塔塔板的选择的合理性应从填料的材料、形状等方面综合考量；换热器中如果过料液中的氯离子含量过高，则板式换热器的泄露概率就比管式换热器小很多。
2.2 化工设备安全评价的人为因素
设备的操作和维保是较容易被忽视的化工设备的安全评价因素，但其对设备的安全性能影响却意义重大。任何一个微小的失误违规操作造成的非自然停车可能造成上百万的经济损失，给设备带来的安全隐患也常常是巨大的。因此对化工设备的安全评价必须引入操作员工的技能素养这一因素，分析这一因素的可能性发生情况，在模拟设计时应该与足够的权重系数。设备维保的目的是将设备隐患消除于萌芽之中，根据设备操作维保说明书结合实际重要部件运行情况制定日维护、周维护、月维护、季度和年维护周期表，并认真执行。任何大的事故都是多个隐患堆积而成，设备的操作和维保这两个不确定的人为因素，在化工设备的安全评价中应给予足够的重视。
3 化工工艺与设备安全评价的综合影响
每种化学反应是都有多种工艺路线，工艺选择是尽量选用危害小的路径。采用无毒害的、危险度低的原料，降低反应要求。例如用催化剂稀释反应原料中的危险物，用以降低反应剧烈程度，减轻对化工设备的腐蚀和应力作用。在化工原料的混合、干燥以及过滤等过程中，反应器内不仅进行化学反应，还会伴有液体流动和能量传播等，因此化工设备的操作稳定性对化学反应的进行也有相应影响。但工艺不一样对应的反应特点必然也有差异，因此间歇工艺过程相对就更精确简便，同时可操作空间就相对大一些。辅助性的仪器仪表的使用对化工工艺和设备2者兼具保护作用，有时运转情况不正常，会出现高温、高压现象。及时调整恢复到正常范围内，对产品的合格率和设备的安全性都具有积极意义。
4 结束语
化工工艺和设备安全评价是繁杂系统性的技术工作，所涉及的知识面非常广泛。其安全评价的合理使用，对保证火灾、爆炸、毒性事故风险定量结论的真实性和可靠性起着举足轻重的决定性作用。评价人员需有坚实的理论基础、正确的评价方法和高度的责任心，才能完成好这一工作。本文对化工工艺和设备安全性定性评价初步讨论，希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献
[1] 杨传美.试论化工工艺的风险识别与安全评价[J].化学工程与装备，2013，12：200-202.
[2] 刘岩.试析化工工艺的风险识别与安全评价[J].民营科技，2014，08：40.
[3] 沈红.化工工艺中的设备安全问题研究[J].化学工程与装备，2012，（12）.
[4] 李航.化工工艺的风险识别分析[J].中国化工贸易，2014，（24）：129.
[关键词]化工工艺；化工设备；安全评价；定性
中图分类号：X937 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0127-01
我国化肥、染料、农药、纯碱、硫酸、烧碱、合成橡胶乙烯等的产量已经位于世界前列，石油加工能力达到世界第四。化工生产的最大特点是工艺比较复杂，且生产中安全隐患多，一旦形成安全事故损失无法估量。基于这样的行业背景，对化工生产的危险评价已成为整个化工产业的研究重点。《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和《安全生产许可证条例》都对生产、储存危险化学品建设项目的安全条件论证和安全评价也做出了明确的规定。根据我国的项目风险技术，已经建立了比较健全的系统和方式，但对判别工艺风险和设备安全方面，还没有建立较为系统的评价模式。
1 化工工艺概念及安全性评价
1.1 化工工艺概念
化工工艺是指利用化工生产技术，将原材料通过化学反应转变为产品的过程和方法。主要包含3个过程：原料处理、化学反应和产品精制。原料处理是指根据不同情况将原料通过提纯、净化、混合和乳化等工艺的预处理，已达到满足化学反应的纯度或浓度。化学反应，是化工过程的关键生产步骤，满足化学反应的原料在一定温度和压力作用通过化学催化剂的影响下进行化学反应，以达到所需的目标产物和转化率。常见的化学反应包括：氧化、还原，聚合、分解、异构化、焙烧等。产品精制是指将化学反应得到的混合物进行分离提纯，出去非目标产品的中间物质或杂质，以得到符合规格的目标产品。
1.2 化工工艺安全性评价
化工生产过程中多伴有易燃易爆有毒性腐蝕性介质的产生，化工事故也往往具有灾难性、瞬间性的特点。化工生产潜在重大的危险性，现阶段国内外的研究员对化工生产过程中的中毒、爆炸等事故做了定量分析，分级并制定了“危险工艺辨识取值表”。该表内容主要包括化工工艺的危险程度由化工物质的温度、压力、性质和腐蚀等内容组成，危险程度分为不严重、严重、比较严重和十分严重四个等级，从而确定化工工艺的危险程度。其风险识别的重点在于对危险源的分析，主要包括以下三个方面：（1）危险化学品，主要危险与其化学反应和自身的物理性质相关。研究发现相对危险性最大的是液化气体，常见的危险液化气体有NH3、H2S、液化石油等。例如液化石油，既可以作为生产原料也可以作为燃料，挥发性极强、受热易膨胀，属于易燃易爆气体，人体大量吸入也会造成窒息中毒危及生命。（2）工艺线路危险性，在化工生产过程中尽量选择污染少、危害低的生产材料，改进和优化工艺设计，提高材料使用率，建立完善的污染处理系统，减少对环境的污染。（3）反应过程中的风险识别，这是工艺风险中最关键的内容。首先反应过程关乎生产效率，其次化学反应的状态和稳定性对其反应设备影响巨大。反应中风险识别的重点在原材料的审核上，在保障质量的前提下，尽量选择毒性小、反应温和的原料，并事先最好安全防范措施，避免外界因素对反应过程的影响。
2 化工设备的安全性评价及影响因素
2.1 化工设备的安全评价
化工设备的安全性评价较为复杂，涉及到设备的选材、设计、安装、调试、使用运行等等方面，任何一个环节都可能造成漏气、漏液、毒气、火灾等不安全因素的发生。比如设计阶段对设备材质的选择一般从疲劳强度、载荷、抗腐蚀能力等方面角度考虑，兼顾性能和经济性。选材后下一步就是要根据工艺参数评价设计的合理性。易燃易爆危险物质参与反应的设备就不能选用玻璃材质反应器；充分考虑料液的极限浓度、温度和压力，留有足够的腐蚀裕度；高温运行的设备应配有报警连锁温控系统等。例如：分馏塔塔板的选择的合理性应从填料的材料、形状等方面综合考量；换热器中如果过料液中的氯离子含量过高，则板式换热器的泄露概率就比管式换热器小很多。
2.2 化工设备安全评价的人为因素
设备的操作和维保是较容易被忽视的化工设备的安全评价因素，但其对设备的安全性能影响却意义重大。任何一个微小的失误违规操作造成的非自然停车可能造成上百万的经济损失，给设备带来的安全隐患也常常是巨大的。因此对化工设备的安全评价必须引入操作员工的技能素养这一因素，分析这一因素的可能性发生情况，在模拟设计时应该与足够的权重系数。设备维保的目的是将设备隐患消除于萌芽之中，根据设备操作维保说明书结合实际重要部件运行情况制定日维护、周维护、月维护、季度和年维护周期表，并认真执行。任何大的事故都是多个隐患堆积而成，设备的操作和维保这两个不确定的人为因素，在化工设备的安全评价中应给予足够的重视。
3 化工工艺与设备安全评价的综合影响
每种化学反应是都有多种工艺路线，工艺选择是尽量选用危害小的路径。采用无毒害的、危险度低的原料，降低反应要求。例如用催化剂稀释反应原料中的危险物，用以降低反应剧烈程度，减轻对化工设备的腐蚀和应力作用。在化工原料的混合、干燥以及过滤等过程中，反应器内不仅进行化学反应，还会伴有液体流动和能量传播等，因此化工设备的操作稳定性对化学反应的进行也有相应影响。但工艺不一样对应的反应特点必然也有差异，因此间歇工艺过程相对就更精确简便，同时可操作空间就相对大一些。辅助性的仪器仪表的使用对化工工艺和设备2者兼具保护作用，有时运转情况不正常，会出现高温、高压现象。及时调整恢复到正常范围内，对产品的合格率和设备的安全性都具有积极意义。
4 结束语
化工工艺和设备安全评价是繁杂系统性的技术工作，所涉及的知识面非常广泛。其安全评价的合理使用，对保证火灾、爆炸、毒性事故风险定量结论的真实性和可靠性起着举足轻重的决定性作用。评价人员需有坚实的理论基础、正确的评价方法和高度的责任心，才能完成好这一工作。本文对化工工艺和设备安全性定性评价初步讨论，希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献
[1] 杨传美.试论化工工艺的风险识别与安全评价[J].化学工程与装备，2013，12：200-202.
[2] 刘岩.试析化工工艺的风险识别与安全评价[J].民营科技，2014，08：40.
[3] 沈红.化工工艺中的设备安全问题研究[J].化学工程与装备，2012，（12）.
[4] 李航.化工工艺的风险识别分析[J].中国化工贸易，2014，（24）：129.