化工安全设计

化工安全设计（精选十篇）

化工安全设计篇1

在化工行业中, 安全方面的设计属于该行业的核心部分, 也是一个非常需要重视的主要因素之一, 在化工安全生产中具有举足轻重的主导地位。总结那些致使危化品发生事故的原因, 多半都是行业在设计上达不到规定要求所最终造成了相当严重的灾害, 整体的布局上存在漏洞, 标准程度低下;设计在更改调整上处理的不够妥当, 而且过于随便;负责设计的专业技术不统一, 优劣程度的差异大大影响了整体安全设计的结构, 安全设计的管理上态度不严谨, 过于疏忽等等。经过了长时间对化工设计的了解和不断的研发努力, 文章主要对湖北省区域的事故案例进行了具体说明, 对于该省份化工生产企业存有的安全问题的实际情况, 给出了一些意见和改善方法, 希望能够起到一定的借鉴作用。

1 危化学品安全生产形势

人类生活离不开生产, 随着科学水平的提高, 思想的进步, 使人们在生产中更加保重自身安全。即便如此每年还是有很多的事故发生, 其中有些事故只需要我们在生产的同时多加注意一点就能够避免, 所以我们要多多注意细节方面, 提高工人人员的安全质量。多数的化学生产原料和产品都具有易燃易爆, 有毒和腐蚀的性能, 生产加工多为高温、高压、深冷、真空等方式, 生产过程大多是连续的、集中的、自动的、大型的, 生产时容易发生的安全事故多半是泄露、爆炸、毒气、燃烧等, 以上种种使得化工行业演变为危险系数非常高的生产行业。化工生产过程中的每个环节都不可以忽视, 否则极有可能酿成大祸, 化工生产的管理人员、技术人员和操作人员都需要熟练掌握操作要领和相关安全防范知识, 还需要具有处理安全事故的能力。2009年时, 全国危险化学品所造成的伤亡事故明显降低, 全年统计结果为:危险化学品事故83起, 死亡人数149人, 这其中事故较为严重的有9起, 重大事故1起。通过对事故的调查分析结果表明, 事故起因多半由于安全设计不得当造成的, 所设计的标准不符合规定, 整体分布上存在漏洞, 设计变更过于随意, 设计单位专业技术不统一, 安全管理上存在盲区等诸多不足。因此, 在安全设计方面上需要多加改善, 从根部杜绝危险事故发生。

2 危险化学品建设项目正规设计是企业安全生产的基本保障

2.1 事故案例

2012年2月28日上午9时4分左右, 位于河北省石家庄市赵县工业园区生物产业园内的河北克尔化工有限责任公司 (以下简称河北克尔公司) 生产硝酸胍的一车间发生重大爆炸事故, 造成25人死亡、4人失踪、46人受伤。事故周围的设备和管道均受到不同程度的损坏, 厂区损毁惨重, 事故发生2公里的区域中, 民舍的玻璃被震碎。这起事故是近一个时期以来危险化学品领域发生的伤亡最严重的一起事故。河北克尔化工有限公司主要生产农药、医药中间体和其他化工产品的企业, 主要生产的产品为:硫酸铵、硝酸胍、硝基胍等。

从这起事故中可以看出河北克尔公司所存在的以下几点问题: (1) 配置品质安全标准较低, 工程整体分布不正当。配置自动化能力不足, 反应温度时不能及时有效的采取防范措施;在进行加料、出料、冷却等步骤时需要让工作人员实行操作, 使得生产区域内人员过多。车间之间的结构为砖混结构, 同向距离大概有25米, 中间是硫酸储罐。如此就促使了一个车间爆炸后另一个车间随即也发生爆炸, 最终导致厂房破损严重, 人员伤亡过多。 (2) 企业安全管制体系不达标, 变更管理上过于混乱。河北克尔公司在不具备安全风险评估的情况下, 私自更换生产原料、更改导热油系统, 把原本导热油210℃的最大温度值调整为255℃。 (3) 车间内部的管制人员和实际工作者不具备高标准、严要求的专业水平。 (4) 该企业把生产和施工修建两者同步进行, 造成了工长内部工作单位多、工作人员多, 如此形成了相当惨重的人员伤亡。 (5) 对于潜在的安全威胁处理的不仔细得当。

2.2 建议

2.2.1 设计单位需要根据《工业企业总平面布置设计规范》 (GB50187-2012) 、《化工企业总图运输设计规范》 (GB50489-2009) 、《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006) 等设计标准进行, 对工厂布局不妥当、建构筑物间防火间距过低提出处理措施。

2.2.2 针对部分精细化工产品建设项目, 如染料中间体、医药中间体、农药中间体等, 需要结合详细的工艺和单元操作过程, 选择Dcs、PLc等控制方法, 实行监控、报警、紧急停车和泄放等一系列安全系统设计为一体的效果, 从而增强安全程度, 减少危险发生时所带来的危害和损失。

2.2.3 由于国家对于那些重点监管危险化学品的生产储存装置和危险化学品重大危险源的自动化控制系统都有着一定的规范要求, 所以设计单位需要对自动化控制系统实行相应的改善处理, 从而满足上述规范要求, 提高企业安全性能。

3 切实根据物料的性质进行生产装置的安全设计

3.1 事故案例

2011年1月14日20时20分左右, 湖北某市一化工企业在对2, 3一二氯一4-硝基乙苯减压精馏过程中发生爆燃事故, 致2人死亡, 1人重伤。

2, 3一二氯一4-硝基乙苯是生产医药、农药的有机化工中间体。这种物质遇到明火或者高热时会燃烧。接触到强氧化剂会产生反应。受到高热会分解, 挥发出氮氧化物和氯化物气体等有害气体。而且具有腐蚀性能。该事故发生的原因是企业在试生产过程中, 选用电热棒加热蒸馏釜夹套导热油的方法进行加热, 所使用的导热油温度正常范围是350℃, 且不具备温度控制系统。在减压精馏过程中由于2, 3一二氯一4一硝基乙苯受热分解, 蒸馏釜发生爆炸, 使设备受到毁坏, 房屋也遭到了损害。事故发生后, 经过湖北省权威分析检测单位测定, 在氮气保护下, 2, 3一二氯一4-硝基乙苯温度大概达到215℃后就会发生分解现象。这起事故发生的根本性原因是在不知道2, 3一二氯一4-硝基乙苯的热分解温度的情况下, 还选择不正当的设备和加热方法进行试生产作业。

3.2 建议

对于这起事故, 也给设计单位起到了很好的提醒作用, 在对热敏性物质原料以及芳环上带硝基的化合物进行加工时, 要格外注意这部分的设计, 要在明确知道加工物质的热分解详情时, 再选择出所需设备的型号、单元操作以及过程控制设计等。

4 结束语

化工业在生产时, 装置的安全性能是首要的前提, 想要降低危险事故的发生, 那么提升安全方面的管制标准是志在必行的, 要把怎样预防事故发生列为安全管制的范围中去, 了解怎样做能够避免或是降低事故危害, 不断的累计安全方面的知识, 在进行安全设计时遵照有关规定实施, 并且要保证安全设计的质量, 从最基本的地方阻断安全问题, 降低化工企业生产在安全方面的事故, 如此才能够使企业正常有序的进行生产。

参考文献

[1]崔克清, 等.化工安全设计[M].化学工业出版社, 2004.

[2]化工企业总图运输设计规范 (GB50489-2009) [S].2009.

化工厂设计和操作安全篇2

化工厂设计和操作安全

化工厂安全贯穿于规划、设计、建厂、试车、投产的全过程。工厂的选址和布局、设备配置和结构材料的微小变化都会对化工安全产生重大影响。安全问题在工厂设计的初始阶段就应该考虑到。否则，到了设计后期，投资和时限的紧迫有可能忽略这项内容。本章叙述了化工厂设计和操作在安全方面的考虑，至于设计和操作本身的详细知识，请参阅有关的专门书籍。第一节工厂的定位、选址和布局工厂所在的地区，工厂和环境以及工厂内部组件之间的相对位置，对化工厂的安全是至关重要的问题。这包括化工厂的定位、选址、布局和单元区域规划四方面的内容。本节只介绍前三者，而单元区域规划将另处给出。

一、危险和防护的一般考虑

在工厂的定位、选址和布局中，会有各式各样的危险。为便于讨论，可以把它们划分为潜在的和直接的两种类型。前者称为一级危险，后者称为二级危险。对于一级危险，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。典型的一级危险有：①有易燃物质存在；②有热源存在；③有火源存在；④有富氧存在；⑤有压缩物质存在；⑥有毒性物质存在；⑦人员失误的可能性；⑧机械故障的可能性；⑨人员、物料和车辆在厂区的流动；⑩由于蒸气云降低能见度等。

一级危险失去控制就会发展成为二级危险，造成对人身或财产的直接损害。二级危险为：①火灾；②爆炸；③游离毒性物质的释放；④跌伤；⑤倒塌；⑥碰撞。

对于所有上述两级危险，可以设置三道防护线。第一道防护线是为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。第一道防护线的成功主要取决于所使用设备的精细制造工艺，如无破损、无泄漏等。在工厂的布局和规划中也有有助于构筑第一道防护线的内容，如：(1)根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释放点的上风侧；(2)为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道。

尽管做出以上努力，但仍时有二级危险例如火灾发生。对于二级危险，为了把生命和财产的损失降至最小程度，需要实施第二道防护线，在工厂的选址和规划方面采取一些步骤，如：(1)把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开；(2)在关键部位安放灭火器材。不管预防措施如何完善，但仍时有人身伤害事故发生。第三道防护线是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。最后一道防护线的意义是迅速救治未能防止住的伤害。

考虑完成上述防护线的工具和方法，其中一些自然界可以提供，而另外一些则只能由人给出。让我们先讨论自然的方法。

地形是规划安全时可以利用的一个因素。正如液体向下流一样，从运行工厂释放出的许多易燃或毒性气体也是如此。可以适当利用这个地理特征作为安全工具为我们服务排除这些危险气体。

巨大水量的水源灭火时极为重要，水供应得充足与否往往决定着灭火的成败。主导风方向是另一个重要的自然因素。从地方气象资料可以确定刮各个方向风的时间的百分率，通过选址和布局使得主导风有助于防止易燃物飘向火源，防止蒸气云或毒性气体飘过人口稠密区或穿越道路。很显然，风并不总是沿着主导的方向吹，但是选址和布局所做的是多重选择中最佳的一种。超出自然方法之外，人工智能也可以提供一些强化安全的要素，隔开距离就是这样的一种要素。隔开距离实现不同危险之间以及危险和人之间的隔离，比如，燃烧炉和向大气排放的释放阀之间以及高压容器和操作室之间，都要隔开一段距离。类似的方法是用物理屏障隔离。一个典型的例子是用围堰限制液体的溢流，如围绕贮罐的围堰就是起这种作用。两种经常结合应用的方法是危险的集中和危险的标识。考虑压力贮存容器的定位，最好是把这类装置隔离在工厂的一个特定区域内，使得危险集中易于确定危险区的界限。这样做有两个明显的好处，首先是使值班人以外的人员都远离危险区；其次是必须工作在或必须通过危险区的人员完全熟悉存在的危险情况，可以相对安全。同时还应该注意到危险集中的不利之处，一个容器起火或爆炸有可能波及相邻的容器，造成更大的损失。但是经验告诉人们，集中的危险会受到更密切的关注，有可能会减少事故，把危险分散至全厂而不为人所注意会更具危险。

作为安全工具，可以设计和配置一些物理设施，如救火水系统、安全喷射器、急救站等，以备对付危险之用。

二、工厂的定位问题考虑工厂定位，我们面对的是一个计划中的工厂和一个现实的环境，要解决的问题是把工厂建于何处。化工厂定位，一般遵循以下基本原则：(1)有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件；(2)有贮运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环境；(3)靠近水量充足、水质优良的水源，(4)有便利的交通条件，(5)有良好的工程地质和水文气象条件。工厂应避免定位在下列地区：

(1)发震断层地区和基本烈度9度以上的地震区；(2)厚度较大的Ⅲ级自重湿陷性黄土地区；(3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区；(4)有开采价值的矿藏地区；

(5)对机场、电台等使用有影响的地区；

(6)国家规定的历史文物、生物保护和风景游览地区；(7)城镇等人口密集的地区。

工厂定位时除了谨遵以上禁忌外，考虑得更多的是经济问题。固然，高风速、地震、雨雪量、雷电频发率等不安全因素，在工厂定位时会给予适度考虑，但这些往往会淹没在经济考虑之中。比如，世界上多数大型石油化工企业都建立在原料产地附近，就是出于原料流通经济上的考虑。对于这方面的内容，不再赘述。

三、工厂选址的安全问题

工厂选址仍然是一种工厂相对于其环境的定位问题。化工厂对其所在的社区可能会有多种危险，从工厂飘逸出的有毒或有害气体会进入居民区或其他人口稠密的地区；易燃气体会飘过如其他工厂的煅烧炉之类的火源；冷却塔的烟雾会飘过交通繁忙的高速公路或道路等等。隔开距离，把厂址选择在一个孤立地区可以解决上述问题。如果客观条件不允许实现以上举措，可以依据主导风，把工厂置于社区的下风区域。虽然风并不总是沿着主导的方向吹，但这至少可以部分改善上述危险产生的困扰。

工厂高构筑物可能的坍塌是对社区的另一种潜在的危险。在许多城市，建筑法规要求，高建筑物或构筑物都要留有一定的间距，防止落体砸伤行人、汽车司乘人员或砸坏邻近的设施。工厂会产生需要排除的废液。应该确保预期的排污方法不会污染社区的饮用水。特别是对于渔业，对海洋生物的毒性作用会成为严重问题。可能含有爆炸混合物的日常排污管道务必不可穿越公共的或私人的地界。

对工厂的主要进出口点要格外小心。上下班时进，出厂的交通车量剧增，如果不适当安排或疏散，会引起严重的交通事故。如果工厂邻近高速公路，会有车辆离开公路冲人工厂的危险。毗邻的工厂可能会释放出毒性或易燃气体飘入工厂，引起人员中毒或由于火花或加热面而起火。在这种情况下，如果可能，最好是把工厂建于上风区，或是隔开一定的距离。充足的水源会增强灭火能力。最好是工厂附近有河流或湖泊可用作水源，使得救火水不必从地下泵取。还要考虑地方城市供水系统用作救火水源的可能性。

地形也是一个要考虑的因素。参加工厂设计的每个人都会同意，厂区应该是一片平地。厂区内不应该有洼地，否则可能会形成毒性或易燃蒸气或液体的积聚。相对于周围地区，厂区最好地势较高而不应是低洼地。

社区对工厂及其工作人员可能会构成某些确定的危险，即使没有危险，也可能不具有强化工厂安全所必要的设施。从这个意义上讲，工厂选址在一个孤立地区有利于工厂安全。工厂救火时往往需要社区的协助，社区协助的有效与否，有时对救火的成败起着决定作用。还有，在急救和医疗设施方面，社区也能提供协助。综上可以看出，在工厂选址中很难找到保证最大安全的恰当的地址。需要全面审核提出的带有管线、公路、铁路和电力线路敷设权的各种选址方案，综合评定其对工厂存在的或潜在的危险，择优确定较佳的方案。

四、工厂布局的安全问题

工厂布局也是一种工厂内部组件之间相对位置的定位问题，其基本任务是结合厂区的内外条件确定生产过程中各种机器设备的空间位置，获得最合理的物料和人员的流动路线。化工厂布局普遍采用留有一定间距的区块化的方法。工厂厂区一般可划分为以下六个区块：工艺装置区；罐区；公用设施区；运输装卸区；辅助生产区；管理区。对各个区块的安全要求如下。1．工艺装置区

加工单元可能是工厂中最危险的区域。首先应该汇集这个区域的一级危险，找出毒性或易燃物质、高温、高压、火源等。这些地方有很多机械设备，容易发生故障，加上人员可能的失误而使其充满危险。在安全方面惟一可取之处是通常过程单元人员较少。加工单元应该离开工厂边界一定的距离，应该是集中而不是分散的分布。后者有助于加工单元作为危险区的识别，杜绝或减少无关车辆的通过。要注意厂区内主要的火源和主要的人口密集区，由于易燃或毒性物质释放的可能性，加工单元应该置于上述两者的下风区。过程区和主要灌区有交互危险性，两者最好保持相当的距离。过程单元除应该集中分布外，还应注意区域不宜太拥挤。因为不同过程单元间可能会有交互危险性，过程单元间要隔开一定的距离。特别是对于各单元不是一体化过程的情形，完全有可能一个单元满负荷运转，而邻近的另一个单元正在停车大修，从而使潜在危险增加。危险区的火源、大型作业、机器的移动、人员的密集等都是应该特别注意的事项。目前在化学工业中，过程单元间的间距仍然是安全评价的重要内容。对于过程单元本身的安全评价，比较重要的因素有：①操作温度；②操作压力；③单元中物料的类型；④单元中物料的量；⑤单元中设备的类型；⑥单元的相对投资额；⑦救火或其他紧急操作需要的空间。2．罐区

贮存容器，比如贮罐，是需要特别重视的装置。每个这样的容器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。在人员、操作单元和贮罐之间保持尽可能远的距离是明智的。这样的容器能够释放出大量的毒性或易燃性的物质，所以务必将其置于工厂的下风区域。前面已经提到，贮罐应该安置在工厂中的专用区域，加强其作为危险区的标识，使通过该区域的无关车辆降至最低限度。罐区的布局有以下三个基本问题：(1)罐与罐之间的间距；(2)罐与其他装置的间距；(3)设置拦液堤所需要的面积。

与以上三个问题有密切关系的是贮罐的两个重要的危险，一个是罐壳可能破裂，很快释放出全部内容物；另一个是当含有水层的贮罐加热高过水的沸点时会引起物料过沸。如同加工单元的情形，以上三个问题所需要的实际空间方面，化学工业还没有具体的设计依据。

罐区和办公室、辅助生产区之间要保持足够的安全距离。罐区和工艺装置区、公路之间要留出有效的间距。罐区应设在地势比工艺装置区略低的区域，决不能设在高坡上。还有通路问题。每一罐体至少可以在一边由通路到达，最好是可以在相反的两边由通路到达。3．公用设施区

公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区，以便遇到紧急情况时仍能保证水、电、汽等的正常供应。由厂外进入厂区的公用工程干管，也不应该通过危险区，如果难以避免，则应该采取必要的保护措施。工厂布局应该尽量减少地面管线穿越道路。管线配置的一个重要特点是在一些装置中配置回路管线。回路系统的任何一点出现故障即可关闭阀门将其隔离开，并把装置与系统的其余部分接通。要做到这一点，就必须保证这些装置至少能从两个方向接近工厂的关节点。为了加强安全，特别是在紧急情况下，这些装置的管线对于如消防用水、电力或加热用蒸汽等的传输必须是回路的。锅炉设备和配电设备可能会成为引火源，应该设置在易燃液体设备的上风区域。锅炉房和泵站应该设置在工厂中其他设施的火灾或爆炸不会危及的地区。管线在道路上方穿过要引起特别注意。高架的间隙应留有如起重机等重型设备的方便通路，减少碰撞的危险。最后，管路一定不能穿过围堰区，围堰区的火灾有可能毁坏管路。

冷却塔释放出的烟雾会影响人的视线，冷却塔不宜靠近铁路、公路或其他公用设施。大型冷却塔会产生很大噪声，应该与居民区有较大的距离。4．运输装卸区

良好的工厂布局不允许铁路支线通过厂区，可以把铁路支线规划在工厂边缘地区解决这个问题。对于罐车和罐车的装卸设施常做类似的考虑。在装卸台上可能会发生毒性或易燃物的溅洒，装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好是在边缘地区。原料库、成品库和装卸站等机动车辆进出频繁的设施，不得设在必须通过工艺装置区和罐区的地带，与居民区、公路和铁路要保持一定的安全距离。5．辅助生产区

维修车间和研究室要远离工艺装置区和罐区。维修车间是重要的火源，同时人员密集，应该置于工厂的上风区域。研究室按照职能的观点一般是与其他管理机构比邻，但研究室偶尔会有少量毒性或易燃物释放进入其他管理机构，所以两者之间直接连接是不恰当的。

废水处理装置是工厂各处流出的毒性或易燃物汇集的终点，应该置于工厂的下风远程区域。高温煅烧炉的安全考虑呈现出矛盾。作为火源，应将其置于工厂的上风区，但是严重的操作失误会使煅烧炉喷射出相当量的易燃物，对此则应将其置于工厂的下风区。作为折中方案，可以把煅烧炉置于工厂的侧面风区域。与其他设施隔开一定的距离也是可行的方案。6．管理区

每个工厂都需要一些管理机构。出于安全考虑，主要办事机构应该设置在工厂的边缘区域，并尽可能与工厂的危险区隔离。这样做有以下理由：首先，销售和供应人员以及必须到工厂办理业务的其他人员，没有必要进入厂区。因为这些人员不熟悉工厂危险的性质和区域，而他们的普通习惯如在危险区无意中吸烟，就有可能危及工厂的安全。其次，办公室人员的密度在全厂可能是最大的，把这些人员和危险分开会改善工厂的安全状况。

在工厂布局中，并不总是有理想的平地，有时工厂不得不建在丘陵地区。有几点值得注意；液体或蒸气易燃物的源头从火险考虑不应设置在坡上；低洼地有可能注水，锅炉房、变电站、泵站等应该设置在高地，在紧急状态下，如泛洪期，这些装置连续运转是必不可少的，贮罐在洪水中易受损坏，空罐在很低水位中就能漂浮，从而使罐的连接管线断裂，造成大量泄漏，进一步加重危机。甚至需要考虑设置物理屏障系统，阻止液体流动或火险从一个厂区扩散至另一个厂区。

第二节化工工艺设计

一、工艺流程图

工艺流程图绘制是化工厂设计初始阶段的工作。这些流程线图经过提炼和修改，最后成为管线配置图、平面图、设备图等绘制的基础。因为早期阶段做出的决定严重影响着后续阶段，在流程图绘制中始终都要对安全给予充分注意。

在设计程序中，凭借文献、实验室实验和中试工厂模试的有关资料进行设计是惯常的做法。从放大设计到满负荷的工厂，工艺设计者需要考虑已经研讨过的工艺过程和操作中的许多放大问题：

(1)工业原料和不太纯的化学品的应用；(2)传质、传热和物质传递方法的放大效应；(3)不同停留时间的影响；

(4)原料、中间产物和产品贮存量的影响；(5)连续操作对残余物积累的影响；(6)结构材料差异的影响；

(7)操作监控等级差异及较高程度自动控制的应用。

如果操作方式由零批或间歇变化为完全连续，则需要做更多更详尽的考虑。

工艺流程图的绘制是从基本的过程计算开始的。过程每一阶段的设计都必须满足安全要求，一切可能的危险都必须鉴别和估算出来，将其排除或采取预防措施对其进行限制。但是，过程是高度整体化的，过程的每一步骤都影响着其他步骤的操作。所以，过程可以划分为若干个子区间，对每一子区间内部的安全操作及其对其他子区间安全的影响都要进行分析。方便的子区间划分是：

(1)反应(决定整个系统的动力学)；

(2)分离，如蒸馏、吸收、吸附、液体萃取、过滤、干燥、粉碎等；(3)贮存，如固体、液体和气体物料的贮存。

工艺流程图是描述过程的主要文件，它表示出了主要设备、主要物流路线和控制点。对于正常操作预期的主要温度和压力，物料的流动和组成以及主要设备的设计能力都做了说明。

二、管线配置图

管线配置图是指管路和仪表的线路图，又称作工程线路图，是设计和施工的基本工作文件，一般包括：

(1)开启、关闭、紧急和普通操作需要的所有过程设施，如阀门、盲板、可移动的柱塞等；(2)施工材料的鉴定序号和鉴定人，每条管路的直径和绝热要求；(3)物流的方向；

(4)主要过程和起始管路的识别；

(5)所有仪表、控制点和有仪表失灵显示功能的连锁装置；(6)所有设备的主要尺寸和负荷；

(7)容器、反应器的操作和设计温度、压力；(8)装置的标高；

(9)释放阀、安全膜等的设定压力；(10)排水要求；

(11)必要时要有管路配置的特殊备忘录。

三、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。而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。过程物料所需的典型资料如下。(1)一般性说明资料

物料名称和别名、分子结构式和相对分子质量、物理状态、纯度、外观、气味或味道、腐蚀性、主要用途、危险性和防护措施、污染因素等。(2)基础物性资料

蒸气密度、相对密度、熔点、沸点、溶解度和互溶性、黏度、粒度及其分布、临界参数、膨胀系数、表面张力、Joule-Thompson系数等。(3)易燃性资料

闪点、着火点、燃烧极限、自热、蒸气压。介电常数，、电阻、粉尘爆炸性质、火灾中的毒性热分解产物等。(4)反应性资料

高速量热、差热分析、撞击实验、热稳定性、热分解试验、爆燃引起的爆炸扩散、自燃性等。(5)毒性资料

毒性危险等级、卫生标准、最大允许浓度、半致死浓度或半致死剂量等。(6)暴露作用

吸入或食入危险、呼吸刺激、皮肤刺激、眼睛刺激、皮肤或呼吸的敏感度等。(7)放射性资料

放射性测试，α、β、γ、中子射线暴露及其危害等。

四、过程路线的选择

过程路线的选择是在工艺设计的最初阶段完成的。过程路线的安全评价，应该考虑过程本身是否具有潜在危险，以及为了特定目的把物料加入过程，是否会增加危险。1．有潜在危险的过程

有一些化学过程具有潜在的危险。这些过程一旦失去控制就有可能造成灾难性的后果，如发生火灾、爆炸或毒性物质的释放等。有潜在危险的过程有：(1)爆炸、爆燃或强放热过程；(2)有粉尘或烟雾生成的过程；

(3)在物料的爆炸范围或近区操作的过程；(4)在高温、高压或冷冻条件下操作的过程；(5)含有易燃物料的过程；(6)含有不稳定化合物的过程；(7)含有高毒性物料的过程；

(8)有大量贮存压力负荷能的过程。2．反应过程的安全分析

实现物质转化是化工生产的基本任务。物质的转化反应常因反应条件的微小变化而偏离预期的反应途径，化学反应过程有较多的危险性。充分评估反应过程的危险性，有助于改善过程的安全。

(1)对潜在的不稳定的反应和副反应，如自燃或聚合等进行考察，考虑改变反应物的相对浓度或其他操作条件是否会使反应的危险程度减小。

(2)考虑较差混合、反应物和热源的低效配置、操作故障、设计失误、发生不需要的副反应、热点、反应器失控、结垢等引起的危险。

(3)评价副反应是否生成毒性或爆炸性物质，是否会有危险垢层形成。

(4)考察物料是否吸收空气中的水分变潮，表面粘附形成毒性或腐蚀性液体或气体。(5)确定所有杂质对化学反应和过程混合物性质的影响。(6)确保结构材料彼此相容并与过程物料相容。

(7)考虑过程中危险物质，如痕量可燃物、不凝物、毒性中间体或副产物的积累。(8)考虑催化剂行为的各个方面，如老化、中毒、粉碎、活化、再生等。3．有潜在危险的操作

完成每一过程都要实施一些具体的操作，有些操作本身具有潜在的危险。分析和确定这些操作的危险性，是过程安全评价的重要内容。下面列出了一些常见的有潜在危险的操作。(1)易燃或毒性液体或气体的蒸发和扩散；(2)可燃或毒性固体的粉碎和分散；(3)易燃物质或强氧化剂的雾化；(4)易燃物质和强氧化剂的混合；

(5)危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离；(6)不稳定液体的温度或压力的升高。4．间歇过程和连续过程比较

在工艺设计中，需要在间歇过程和连续过程之间做出选择。对于大批量的操作，从经济上考虑，后者更具有优势。然而，单一或复合物流的抉择严重影响着过程安全、个别装置的载荷以及生产中断的潜能。对于间歇反应，往往需要在两个连续批次之间清洗反应器，这可能会由于清洗准备不充分、清洗程序不完善或没有完全移除清洗液，而引入新的危险。下面就间歇和连续两种过程方式进行具体比较。

(1)间歇过程各操作单元之间易于隔绝，单元设备过程物料持有量较大。连续过程各操作单元连通，过程物料持有量较少。

(2)间歇过程劳动强度较大，紧急状态下操作者有较多的机会介入。连续过程更多地依靠自动控制。

(3)间歇过程产物纯度容易控制，过程物料易于识别。连续过程不稳状态或周期性波动(如开车或停车)较少。

(4)间歇过程有详尽的指令和操作规程，可以减少操作失误或设备的损坏。连续过程的容器或设备很少需要清洗，不稳态的物料输入也较少。

(5)间歇过程有较长的暴露时间。在连续过程中，有潜在危险的中间体无需贮存直接加工。

五、工艺设计安全校核

工艺设计必须满足安全要求。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。工厂和其中的各项设备是为了维持操作参数允许范围内的正常操作设计的，在开车、试车或停车操作中会有不同的条件，因而会产生与正常操作的偏离。为了确保过程安全，有必要对设计和操作的每一细节逐一校核。1．物料和反应的安全校核

(1)鉴别所有危险的过程物料、产物和副产物，收集各种过程物料的物质信息资料。

(2)查询过程物料的毒性，鉴别进入机体的不同入口模式的短期和长期影响，以及不同的允许暴露限度。

(3)考察过程物料气味和毒性之间的关系，确定物料气味是否令人厌倦。(4)鉴定工业卫生识别、鉴定和控制所采用的方法。(5)确定过程物料在所有过程条件下的有关物性，查询物性资料的来源和可靠性。(6)确定生产、加工和贮存各个阶段的物料量和物理状态，将其与危险性关联。

(7)确定产品从工厂到用户的运输中，对仓储人员、承运员、铁路工人、公众等呈现的危险。(8)向过程物料的供应商咨询有关过程物料的性质和特征，贮存、加工和应用安全方面的知识或信息。

(9)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。

(10)考察反应速率和有关变量的相互依赖关系，确定阻止不需要的反应、过度热量产生的限度。

(11)鉴别不稳定的过程物料，确定其对热、压力、振动和摩擦暴露的危险。(12)考察改变反应物的相对浓度或其他反应操作条件，可否降低反应器的危险。2．过程安全的总体规范

(1)过程的规模、类型和整体性是否恰当。

(2)鉴定过程的主要危险，在流程图和平面图上标出危险区。考虑选择特殊过程路线或其他设计方案是否更符合安全。

(3)考虑改变过程顺序是否会改善过程安全。所有过程物料是否都是必须的，可否选择较小危险的过程物料。

(4)考虑物料是否有必要排放，如果有必要，排放是否安全以及是否符合规范操作和环保法规。

(5)考虑能否取消某个单元或款项并改善安全。

(6)校核过程设计是否恰当，正常条件的说明是否充分，所有有关的参数是否都被控制。(7)操作和传热设施的设计、安装和控制是否恰当，是否减少了危险的发生。(8)过程的放大是否正确。

(9)过程能否自动防止关于热、压力、火险和爆炸的过程故障。(10)考虑是否采用了二次概率设计。3．非正常操作的安全问题

(1)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。(2)当工厂处于开车、停车或热备用状态时，能否迅速畅通而又确保安全。

(3)在重要紧急状态下，工厂的压力或过程物料的负载能否有效而安全地降低。

(4)对于一经超出必须校正的操作参数的极限值是否已知或测得，如温度、压力、流速、浓度等的极限值。

(5)工厂停车时超出操作极限的偏差到何种程度，是否需要安装报警或自动断开装置。(6)工厂开车和停车时物料正常操作的相态是否会发生变化，相变是否包含膨胀、收缩或固化等，这些变化可否被接受。

(7)排放系统能否解决开车、停车、热备用状态、投产和灭火时大量的非正常的排放问题。(8)用于整个工厂领域的公用设施和各项化学品的供应是否充分。

(9)惰性气体一旦急需能否在整个区域立即投入使用，有否备用气供应。(10)在开车和停车时，是否需要加入与过程物料接触会产生危险的物料。(11)各种场合的火炬和闪光信号灯的点燃方法是否安全。第三节化工单元区域规划

化工单元区域规划是定出各单元边界内不同设备的相对物理位置。完成既降低建设和操作费用又有充分安全保证的区域规划不是一件容易的事。一般来说，单元排列越紧密，配管、泵送和地皮不动产的费用越低。但是出于安全考虑，需要把危险隔开，单元排列应该比较分散，同时也为救火或其他—紧急操作留有充分的空间。综合考虑表明，留有自由活动空间的开放的区域规划更合理一些。过分拥挤严重影响施工和维修效率，会增加初始的和继续的投资费用。

一、加工单元区域的规划 1．设备配置的直线排列

试图平衡区域规划中互相矛盾的各种因素的多年实践，产生了一种为加工工业普遍接受的区域规划方法：单元中大多数塔器、简体、换热器、泵和主要管线成直线狭长排列。这种设备排列方法的主要特征是：

(1)设备配置直线的两边都与厂区道路连接。这样，在救火或其他紧急情况时，设备配置线的主要部分的两边都有方便的通路。连接道路可以作为阻火堤，把设备配置线与厂区其余部分隔离。

(2)钢制框架与道路邻接。热交换器设置在框架上部，冷却水箱设置在框架下部。吊车可以方便地驶入，安全装运热交换器的管束、管件和较重的组件。冷却水箱设置在框架上使得整个冷却水系统的维修极为方便，而不必挖掘装置周围和装置之下的地基。

(3)设备配置直线上的精馏塔、热交换器、馏出液接受器、回流筒等装置，一般采用框架结构平坡式布局方式。框架结构在精馏塔旁边提供了开放区域，塔板和其他塔内件易于拆卸装车运至维修区。在线的塔器、回流筒、热交换器之下的平坡低洼部分，对于易燃或毒性溢流物可以起截流的作用，防止污水管将其排净前扩散至单元的其他区域。

(4)管架也设置在设备配置直线上。管架的合理排布可以消除过顶间距太小或是仅敷设在乎坡上的管束，而且可以避免管沟，而管沟常常是危险液体或蒸气的良好的载体。

(5)泵排设置在设备配置直线的旁边，与道路邻接。泵排上面不得有任何障碍物，使得泵和传动装置维修时便于移动。

(6)简体、泵、装配有观测平台的蒸馏塔以及需要桥式吊车钢梁导轨吊人的设备，按序定在设备配置线上，从而把相关的危险操作集中在一起。

设备以安装在地平面上为宜。但是由于过程原因，如蒸馏或吸收塔，喷雾干燥塔或立式反应器，需要提供重力自流或泵的负压压头的设备等，设备提升是不可避免的。重的设备应尽量避免高位安装，最好和其他设备在同一水平线上或者有坚实的基座。把直线排列的原理用于集成化过程单元的规划，可以把前述的区域规划发展成为一系列平行的、并排的设备配置直线。各过程单元的其余组件分布在这些直线簇相邻的区域，沿着设备配置直线的端点向外延伸。管线配置也分成了两部分：整个过程区的主管线以及由主管线引出的各条设备配置线的支管线。2．非直线排列设施的配置

直线排列的设备构成了单元区域的骨架，单元的其他组件，如控制室、压缩机、反应器、溢流槽、加热炉等，可以设置在直线排列的两边。应用这种方法一般可以达到近乎方形的最大面积规划。

控制室是单元的神经中枢，是单元中最重要的部位。从操作本身考虑，似乎应该把控制室置于单元区域的中心，做到控制室离各操作观测点的距离最短。但是这样设置，控制室会有较大的潜在危险：单元中一旦发生重大事故，极易波及控制室。所以，最好是把控制室设置在单元的周边区域。对于处理毒性物质的单元，控制室应该设置在单元的上风区域。最后，控制室应该和高温或高压容器、盛有相当量的易燃或毒性液体的容器隔离。

加热炉有两个基本问题，作为明显的火源，加热炉应该设置在单元其余部分的上风区域，但是这会引起烟道气飘过塔器的高架平台或其他建筑物的问题。最好的解决办法是采取折中方案，把加热炉设置在侧面风区域。应该尽量保持加热炉与其他危险设备的适度分离。

压缩机剧烈运转，应该注意与其他危险设备适当隔离。压缩机容易泄漏气体，应该置于单元的下风区域。在现代工业实践中，由于泄漏的原因，很少把压缩机或泵安装在室内。即使在必须预防风雨的极少数情况下，这些设备也只是安装在只有屋顶而无侧墙的亭阁式建筑物中。

对于反应器，主要考虑的是提供充分的空间、反应器内件安全操作的设施以及有关的催化剂。有些高热运转的反应器，可以作为火源来处理。非直线排列设备的配置还包括诸多的公用工程设施。电力线路必须从地下进入加工单元，适当安排人口点，避免在整个单元的电力系统设置人孔。如果单元装配有紧急释放阀或烟气管线，这些设施应靠近控制室，远离火险或其他危险区域。消防火栓或监控器必须与危险点足够近，从而能有效发挥作用，但也不能离的太近，危机时无法靠近。注意可能会阻止水流到达危险点的障碍物，检查有无必要时迅速撤退的通路。水龙带拖车或安全喷射器也作类似的配置。

除非绝对必要，铁路支线才引入单元区。当铁路支线引入单元区时，应该提供货车可能脱轨的充分的空间。不宜把装卸设备设置在铁路支线终点的延伸方向，以避免货车的过冲、扯脱货车挡与装卸设备碰撞。在完成区域规划时，应该充分考虑将来发展扩建添加设备的可能性。在建设时一个完美排列的单元，硬挤进一些附加的设备，由于没有充足的空间而变得壅塞。应用成直线排列，在泵区中会为二些附加的泵，甚至是二两个附加的简体，找到合适的充足的空间。但是对于换热器、塔器、加热炉、反应器等，需要在工厂设计时为这些装置的添加留有一定的裕度。3．室内装置的配置

对于需要精确的温度控制或需要操作者经常观察的情形，必须把加工单元的部分或全部置于室内。对于室内装置，主导风和隔开距离这两个工具的重要性大大降低。在室内无主导风；隔开距离会增加建筑物的建筑面积而使财政负担加重。即使隔开距离不会增加建筑费用，在室内距离的作用也会降低。在室内释放出的毒性或易燃蒸气会留存在建筑物内，而不会像室外那样迅速扩散。然而仍然可以采用其他一些方法，如物理屏障等，实现室内装置的隔离。如果火源和易燃物源两者都必须设在室内，最好把它们分置在建筑物的分隔间内。火源和易燃物源隔离墙的门或开口，易燃蒸气或液体能够从中通过接近火源，应该保持在最小数量。特别易于起火、爆炸或释放毒物的设施，如高温、高压或大容量的容器，应该与像控制中心这样的经常有人员的区域隔离开。实现隔离目的的墙壁也应该有最小数量的开口，同时这些墙壁还应该进行强度和耐火设计。容易经受爆炸的隔离间可以有一面或多面有意设计的强度较弱的墙壁，以便在避开人员或其他设施的方向卸掉爆炸力。

多层或阶梯式建筑有本身特有的地势问题。易燃或毒性液体源不应该设置在火源或人员之上。如果包含蒸气，火源或人员的位置则取决于蒸气的密度比空气大还是比空气小。

如前所述，危险的集中有助于确定特别危险区的界限。此外，危险的集中会增进提供具体安全设施的可行性。可以提供的安全设施有：

(1)高容量的通风系统，有助于保持空气-蒸气或空气-粉尘混合物在其爆炸极限之下；(2)高容量的排水系统，很快排除泄漏的液体；(3)遥控操作加工装置；

(4)自动灭火装置，如水喷雾、蒸气覆盖、泡沫或惰性气体系统。对于几个危险装置集中于室内某个区域或分隔间的情形，只有上述安全设施是不够的。这些装置，由于其与人或其他装置的靠近，还必须考虑它们复合的危险作用。

与室外设施相比，需要更加严格地规范从室内装置撤退的通路。在室内，很难过分强调精细设计的平台、扶梯、人行道、出入口或滑运斜道系统的需要。永久平台应该供作单元中所有无法拾阶而上的操作点的进出口，所有操作平台(塔器平台可能例外)都应该有两种下行方法，防止紧急状态时截流操作人员。从高架平台向下的所有扶梯和滑梯孔道，都应设在最小可能遭受火险或毒物泄漏的地点。扶梯或滑梯的着陆点应该接近易于从单元撤退的通路。塔器的人孔平台应该有塔内件安全维护的充分的工作空间，打开人孔的方向应该避开从平台向下的扶梯。

二、单元区域的管线配置 1．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：(1)管线的长度；(2)排放口的数量；(3)管线的复杂性。

设备间隙的增加和危险组件的隔离都会强化安全，但这却需要增加管件的总量或增加管线的长度，从而也增加了泄漏的可能性和工程建设费用。上述几方面之间需要建立恰当的平衡关系。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。管道配置应该做到，在少数几处容易接近、容易观察的位置排放。(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。在短管管架上，需要恰当地配置波纹管。这些波纹管应该只是做轴向移动，还需要衬内套管，以免在波纹管的褶沟中充人固体沉积物。

(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)保证密封垫与管内流体在最大可能的操作温度下完全互容，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。2．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。3．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。柱塞阀的邻近也需要有支撑物。聚四氟乙烯波纹管不能用来连接不同心的管道。支撑板、垫片和管接头的材料性能，制造说明书会有确切的说明。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。对于不稳定液体的传递，管件、阀门和控制仪表的配置应该防止液体静止在运转的泵中。

对于气体和液体，其设计应该考虑沿与设定相反方向流动的可能性。在化工案例中，有大量回流的情形，如：(1)从贮罐或下游管线回流进入已关闭的设备；(2)从设备回流进入有压力降的辅助设备的管线；(3)泵的故障引起回流；

(4)反应物沿副反应物的物料管线回流。在设备管线配置中，对于只是间歇使用的设备，推荐应用不用时断开的软管与过程设备连接。对于常设的设备管线，如果设备压力降低至过程正常压力之下，管线应该有低压报警；如果设备压力升高至过程正常压力之上，则应该有高压报警。在设备管线上应该安装止逆阀，以防止管线中流体的回流。过程管线上的止逆阀发生故障会造成严重的后果，因此，建议安装两个不同类型的止逆阀，尽可能把相同形式的损坏减至最小程度。如果回流的结果导致剧烈的反应或设备的过压，止逆阀不足以提供可靠的保证，这时需要高度可靠的断开或关闭系统。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。液化石油气容器的所有过程排放管线，也推荐采用自动闭合阀或遥控隔离阀。对于操作的情形，遥控隔离阀应用于充气管线、加料管线，比普通隔离阀有明显的优势。

三、单元装置和设施的安全设计 1．装置的安全设计装置、仪表和辅助设施是用来完成各种化学过程或单元操作的，组合在一起构成了一个完整的制造单元。设计时的许多决定对工厂安全有着重要的作用。在设计阶段广泛采用的两个重要概念是“故障自动保险”和“二次概率设计”。故障自动保险要求，当装置、仪表或过程控制回路出现故障时，系统恢复到最小危险状态。二次概率设计是指，当操作失误或设备出现故障时会启动备用设备，预防危险出现或降低危险的作用。这方面的典型例子有：(1)容器的压力释放装置；

(2)设备或建筑物的爆炸卸荷设施；(3)贮罐周围的围墙防护；(4)紧急关闭系统；

(5)过程参数高限或低限启动的关闭装置；

(6)报警装置，例如火险、过程参数高限或低限的报警。2．辅助工程设施安全

电气设备在易燃气氛中应该作为火源处理。除电力外，化工厂操作还需要以下辅助工程款项：(1)蒸汽；

(2)过程用水和锅炉用水；(3)消防用水；(4)冷却水；(5)压缩空气；(6)惰性气体。

对于上述款项的主要考虑是要有充足的供应量以满足预期的最大量的需要；其次是这些设施的可靠性，以及关闭时备用设备或紧急贮存器的提供。

排水系统的恰当设计是必要的。易燃液体，有时是与救火消防水的混合物的排放不畅，在有关易燃液体泄漏的大量损失中，是起重要作用的因素。排水系统的优化设计应该是，一旦易燃液体泄漏出来，就立即排离加工单元，导入蓄污池。

装置的抗污染也是重要的。例如，应用蒸汽灭火一般是起稀释泄出物的作用，消防蒸汽供应线应该与正常蒸汽供应线隔离开，消除烃类泄出物渗入正常蒸汽的任何可能性。压缩空气的过程污染可以应用物理隔离的方法避免。地面水和污水也必须隔离排放。对于惰性气体，既要保证日常操作和紧急状态下充足的供应量，又要防止被污染。对于加工易燃液体或气体的区域，应该尽可能采用敞开结构。这既可以有助于气体或蒸气泄漏物的扩散通风，又可以提供最大可能的爆炸排放面积，而且还有利于救火。粉尘捕集装置和过滤器也应该设置于没有其他过程的敞开区域。第四节压力容器的设计、制造和检验

一、压力容器概述 1．压力容器规范化

早在19世纪末就有了对锅炉和压力容器规范化的要求。20世纪最初的十年，发生了近一万起锅炉爆炸，造成了约一万人的死亡和约一万五千人的伤残。这些血的教训使人们对压力容器制造和安装的规范化有了更清醒的认识。

1907年，美国Massachusetts州继1905年和1906年两次灾难性的锅炉爆炸之后，提出了世界上第一部锅炉制造和安装的法规。循着Massachusetts州的范例，美国其他州和城市也制定出了蒸气锅炉制造、安装和检验的不同形式的法规或条例。不同州的技术规范缺乏一致性，使得制造者无法制造出其他州可以接受的标准锅炉。制造出的锅炉不能运出州界，一个州的有资格的锅炉检验员也得不到其他州的承认。要求订出蒸气锅炉和压力容器制造的标准规范的呼声越来越强烈，为解决这个问题，美国机械工程师协会于1911年成立了一个专门委员会，后来被称为锅炉规范委员会。

美国机械工程师协会非燃火压力容器规范对压力容器没有给出定义。压力容器一般是指装有加压流体用于完成某项过程的封闭容器，例如贮罐、热交换器、蒸发器和反应器等。规范规定压力容器的范围还包括容器外的管线，终止于管线端焊连接的第一条焊缝、螺栓连接的第一个法兰面、或类似连接的第一个有连接迹象的点或面。

美国非燃火压力容器规范的短评U-1列出了超出规范权限的一些例外。这些例外是必须的还是已被解除，不同地区有很大的不同。有关这方面的细节，需要查阅“锅炉和压力容器的法规和条例说明书”，或向有管辖权的地方管理机构咨询。

非规范压力容器是指不能满足设计、制造、检验和鉴定规范的最低要求的容器。这些容器不打印规范代号，除非有特殊的裁定，不得在接受美国机械工程师协会规范的区域安装。目前，许多国家都设置了压力容器规范的立法和管理机构，颁布了各自的压力容器规范。在我国，原国家劳动总局1979年颁布了《气瓶安全监察规程》；1980年颁布了《蒸汽锅炉安全监察规程》；1981年颁布了《压力容器安全监察规程》。2．非燃火压力容器分类

压力容器可以粗分为蒸汽锅炉和非燃火压力容器两大类型。两者在压力容器规范中一般都作为专项处理。后者是化学工程和工艺人员最常接触的，这一部分将只介绍非燃火压力容器的分类。非燃火压力容器应用面广，种类繁多。根据不同的侧重点，可以有多种分类方法。压力容器按照其工艺功能可以划分为反应容器、换热容器、分离容器和贮运容器四个类型。(1)反应容器；主要用来完成物料的化学转化。如反应器、发生器、聚合釜；合成塔、变换炉等。

(2)换热容器：主要用来完成物料和介质间的热量交换。如热交换器、冷却器、加热器、蒸发器、废热锅炉等。

(3)分离容器：主要用来完成物料基于热力学或流体力学的组元或相的分离。如分离器、过滤器、蒸馏塔、吸收塔、干燥塔、萃取器等。

(4)贮运容器：主要用来完成流体物料的盛装、贮存或运输。如贮罐、贮槽和槽车等。承受压力负荷是压力容器的显著特征。压力容器按照其设计压力p的大小，可以划分为低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器四个类型。(1)低压容器：0．1．MPa≤p<1．6 MPa；(2)中压容器：1．6 MPa≤p<100MPa；(3)高压容器：10 MPa≤p<100 MPa；(4)超高压容器，p>100MPa。

以上是压力容器根据其工艺功能或设计压力的单一的分类方法。从安全监察的角度，应该综合考察压，力容器设计压力的大小、其中物料的危险程度以及所属过程的复杂性和潜在危险，进行压力容器的综合分类。我国原国家劳动总局在《压力容器安全监察规程》中提出了压力容器的综合分类方法。压力容器按照设计压力户和容积V，结合容器的工艺功能和其中物料的危险性，划分为以下三个类型：

(1)第一类容器：非易燃或无毒介质的低压容器；易燃或有毒介质的低压换热容器和低压分离容器。

(2)第二类容器：pV<196．2 kJ、剧毒介质的低压容器；易燃或有毒介质的低压反应容器和低压贮运容器；内径<1 m的低压废热锅炉；一般介质的中压容器。

(3)第三类容器：pV≥196．2kJ、剧毒介质的低压容器，内径≥1m的低压废热锅炉；中压废热锅炉；pV≥490．5 kJ、易燃或有毒介质的中压反应容器；pV≥4905 kJ、易燃或有毒介质的低压贮运容器；剧毒介质的中压容器；高压或超高压容器。3．结构材料的机械性能

结构材料在受到外力作用时，会有抵抗变形和断裂的能力。这种能力称为结构材料的机械性能。常规机械性能主要包括强度、塑性、韧性、硬度等。(1)强度

常用的强度指标有抗拉强度、屈服强度、疲劳极限和屈强比。抗拉强度是指材料在拉伸试验中所能承受的最大表观应力。其数值等于拉断前试样所承受的最大拉力与试样原始横截面面积的比。屈服强度又称为屈服极限，是指材料在拉伸实验中出现屈服现象时的应力值。所谓屈服是指材料在拉伸实验中，载荷不再增加甚至有所减少时仍继续塑性变形的现象。如果有些材料屈服现象不明显或无屈服现象，则以塑性变形量达到试样原始长度的2％时的应力，定义材料的屈服强度。

疲劳极限是指材料经一千万次循环而不发生破坏的最大应力值。对于绝大多数压力容器，即使频繁地开车和停车、加压和卸压、升温和降温，循环次数也不至于达到十万次以上。故一般只是绘出材料的低周疲劳曲线，采用低循环次数时不发生疲劳的最大应力值，作为材料的疲劳极限。在压力容器强度计算时，一般只是做疲劳分析，以校核强度计算结果。屈强比是指屈服强度与抗拉强度的比值。屈强比是表征材料机械性能的特征参数。屈强比越小，发生脆性破坏的可能性越小。但屈强比太小，材料的强度水平就不能充分发挥。屈强比越大，承载能力越强，但塑性下降，容器易发生脆性破坏。(2)塑性

塑性是指材料在外力作用下产生塑性形变的能力。代表塑性指标的是延伸率和端面收缩率。延伸率这一塑性指标并不反映在强度计算中，但和制造过程中的冷加工和焊接等关系密切，从而和压力容器的使用安全直接相关。延伸率低，在锤击、剪切、冷卷、冲压等冷操作和焊接时，可能产生裂纹，甚至脆性断裂；使运行中的容器塑性贮备的安全性降低。(3)韧性

韧性又称为冲击韧性，是指材料抵抗冲击载荷的能力。从能量观点认为材料在变形过程中，当吸收的能量达到某一数值时便发生断裂，利用断裂前吸收的能量的大小来衡量材料的韧性。材料的韧性用锤击一定形状缺口试样的冲击功来表示。压力容器用钢材在满足强度要求并具有良好塑性的情况下，有时(特别是在低温下)仍不可避免脆断，故对压力容器用钢还要有韧性要求。(4)硬度

硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。由于测定方法不同，表示硬度指标的方法有多种，如用金刚石压人法，称为洛氏硬度；用钢球压入法，称为布氏硬度。(5)安全系数

安全系数是承压设备设计中的一项基本因素，是为了在设备使用期间对可能损害设备安全的各种因素提供适当的安全裕度。

二、压力容器设计 1．设计的一般要求

压力容器的设计应该符合规范、手续完备、选材得当和结构合理，应该符合安全可靠和经济合理的要求。(1)设计单位资格

为确保压力容器的设计质量，国家规定凡设计锅炉、压力容器的专业单位，须经主管部门和劳动部门的审查、批准，发给设计许可证书，方可承担设计任务。无证单位不准自行设计压力容器。

压力容器设计，应由设计单位技术负责人批准。设计图纸上应该有设计、校对和审批人员三级签字。设计总图除上述要求外，还必须有单位技术负责人签字和《压力容器设计单位批准书》的编号和批准日期。没有设计单位批准书的编号和批准日期的图纸不得在社会上流通，制造单位可以拒绝加工。全国性锅炉定型设计，须经国务院主管部门和国家劳动人事部门审批。非全国性锅炉定型设计则要经过省、自治区、直辖市主管部门和同级劳动部门审批。锅炉总图上应该有劳动部门锅炉压力容器安全监察机构的审批标记，无审批标记的总图不得流通。(2)压力容器结构

压力容器设计应该尽可能避免应力的集中或局部受力状况的恶化。受压壳体的几何形状突变或其他结构上的不连续，都会产生较高的不连续应力。因此，应该力求结构上的形状变化平缓，避免不连续性。在压力容器中，总是不可避免地存在一些局部应力较高或对部件强度有所削弱的结构，如开孔、转角、焊缝等部位。能够引起应力集中或削弱强度的结构应该互相错开。压力容器封头从力学的角度分析球形最理想，在相同的直径和压力下，球形封头所需壁厚最小。但是由于它的深度太大，加工制造比较困难，一般很少采用。用的比较多的是椭圆形封头。

在封头半径与高度的比值相同的情况下，碟形封头比椭圆形封头存在较大的弯曲应力，故应尽量少采用碟形封头。无折边球形封头使简体产生较大的附加弯曲应力，因而只适用于直径较小、压力较低、无毒非易燃流体的容器。锥形封头只在工艺条件确实需要的情况下才采用。平板角焊封头一般不宜用于压力容器。

压力容器壳体上的开孔，如人孔、手孔和检查孔等，一般应为圆形、椭圆形或长圆形。壳体上所有开孔都应与焊缝错开。容器开孔，受压壳体因结构不连续而引起应力集中，在孔的边缘产生很高的局部应力。为了降低壳体开孔边缘的局部应力，在开孔处应进行补强。(3)材料的选用

材料的质量和规格应该符合国标、部标和有关的技术要求。选用的钢材要有良好的机械性能，即强度高、塑性和韧性好、冷脆倾向较低、缺口和时效敏感性不明显。钢板的分层和夹渣等缺陷较少，无白点和裂纹。

承压元件必须采用镇静钢，不宜采用沸腾钢。由于沸腾钢是在不完全脱氧的条件下炼得的，含氧量较高，硫、磷等杂质分布不均匀。焊接时裂纹倾向较大，厚板焊接时有层状撕裂倾向。同时沸腾钢在钢水浇模时残留氧与钢中的碳化合为一氧化碳，气体排出时使钢呈沸腾状态，极易在钢锭内形成小气泡，成为钢材内部缺陷。而镇静钢脱氧完全，组织均匀，冲击韧性也较好。选用的钢材要有良好的工艺性能，即轧制、成型；锻造、焊接等冷热加工性能。选用的钢材要有对介质的耐腐蚀性。

低温容器用钢的突出问题是低温下的脆性破裂。高温下材料的强度是温度和时间的函数，短时高温强度不能正确反映材料的高温强度特征，必须采用长时高温强度。材料的高温强度指标主要是蠕变限和持久强度。蠕变限是指材料在某确定的高温下工作十万个小时引起允许的总变形的应力。持久强度是指在一定的工作温度下经历指定工作期限后，不引起蠕变破坏的最大应力。另外，高温下材料的抗氧化能力和抗腐蚀能力都明显下降。

2、设计基础

(1)设计压力和设计温度

对于非旋转容器，设计压力一般要高出操作压力0．1 MPa或10％；而旋转容器的设计压力则要高出预期的最高压力的5％～10％。设计温度通常要高出不会引起规范许可应力减少的最高温度30℃。比如，在180℃操作的碳钢容器，其设计温度为350℃而不是210℃。这是因为有两个温度的许可应力是相同的。如果容器规范标记的是较低的温度，将来一旦需要提高操作温度，规范标记就得变更至希望增加到的温度，从而会造成混乱。同样的理由，容器设计压力应该标记基于部件最小壁厚的最大允许工作压力，而不能标记用于计算最小壁厚的压力。

(2)最小板材厚度

大直径低压容器的板材厚度常是任选的而不是基于设计压力计算出来的。这使得计算出的最大允许工作压力远大于设计压力。在制造厂中，如果不用卡箍把壳体部分固定成圆柱形，大直径薄板壳体就无法加工。应用厚板材可以简化加工程序，同时易于装配和安装，这是薄板壳体加工中板材厚度经常超标的主要原因。

设计规范规定，大直径压力容器的板材厚度不应小于(D－2．54)／1000，其中，D是筒体的最小直径(单位m)。焊接结构的最小板厚度许多组织规定为5 mm或6 mm。(3)外压或真空

许多过程容器是在外压或真空下，或偶尔是在这些条件下操作。设计规范规定规范容器，偶尔承受0．1 MPa及其以下的外压，无需考虑外压结构的规范要求，在应用这项规范弃权时，应该充分考虑到各种可能的后果，如罐体破裂时的人员危险，更换容器的费用，内容物泄出的财产损失和危险等。

外压设计是一项在许多徒然花费的容器中反复试验的工作。几乎在所有情况下，真空设施和密封管的使用费用都比真空设计费用低。除非掌握可靠的制造成本，设计者应该向制造厂提供几种可供估价的替代设计方案。(4)材料选择

结构材料选择在多数情况下都属经验问题。过去证明满意的材料，除非有充分的更换理由，在类似情况下很可能又被使用。当缺乏经验时，必须考虑以下一些因素。

材料在设计压力和温度下的允许应力并不需要过量的壁厚。一些材料，如铜、铝、它们的合金和铸铁都有具体的温度限度。过程容器结构材料预期的腐蚀阻力，可以在容器操作同样的条件下近似测出。实际操作的腐蚀速率与在实验室实验测得的模拟操作腐蚀速率，由于许多不可预见的操作因素，经常会有很大不同。对于没有类似操作条件经验的新过程，经受腐蚀的咨询是需要的，高纯度的需要可能会限制材料的选择，但是这并不意味着最昂贵的材料是最好的。当压力和温度条件允许时，可以采用金属镀层、玻璃、橡胶、铅板、塑料衬套等，而不必采用贵重的合金。

要求制造商提出替代建议，例如，不锈钢与铝此较以及金属包层材料与固体合金比较等；这样做常是合理的、有益的。在壁厚等于或小于12．7mm的情况下，金属包层材料对于降低消耗不一定起作用。虽然金属包层材料的成本比固体合金的低，但两者的制造成本近乎相等，所以两者的总成本相差无几。(5)非压力负荷

容器及其支架的设计必须与以下各项负荷匹配：容器及其内容物的重量；料盘、隔板、蛇管等内件的重量；装置、搅拌器、交换器、转筒等外件的重量；建筑物、扶梯、平台、配管等外部设施的重量；固定负载和移动负载的重量；隔离板和防火墙的重量；风力和地震负荷。除上述之外，还必须考虑支撑耳柄、环形加强肋以及热梯度的作用，这些负荷都可以引起过量的局部应力。(6)支架

立式容器一般用立柱和耳柄支撑，有时还会用到环形槽钢或折边。对于用立柱或耳柄支撑的大型容器，应该详细考察支撑物对壳体的作用。可以有几种方式完成折边连接，比较一致的意见是，折边和壳体外径应该相同，折边和封头转向节平焊连接。这种连接方法只适用于椭球形或球形封头；对于凸面或碟形封头，折边应该和底封头凸缘的外径吻合，角焊连接。大型卧式容器常用三个或更多的鞍形托架支撑。对于铆接结构，每个铆接环缝与一个鞍形托架邻接，防止铆接缝的泄漏，这是普通的实践。设计和安装鞍形托架，可以应用封头的强度保持壳体的圆度，应用加强环也可以实现这个功能。

对于小型容器，不管是卧式的还是立式的，其支架的设计由于支撑附件造成的二次应力、扭矩和剪切力，可能会比大型容器复杂得多。(7)封头

压力容器封头有半球形、椭球形、锥形、准球形、平板形等几种类型。在材料、直径和压力负荷都相同的条件下，前四种类型封头的壁厚按序增加，而平板形封头的壁厚还没有简单的计算关系。

半球形封头在各种类型封头中应力分布最好，而且一定的容积所需要的材料最少。但是球形封头会使筒体产生较大的附加弯曲应力，因而只适用于直径较小、压力较低的无毒、非易燃介质的容器。

长短轴之比为2的椭球形封头与准球形封头比较，前者的应力分布要好一些；直径超过1．5 m、压力负荷在1 MPa以上，前者的制造也要经济一些。与凸面形和碟形封头一样，椭球形封头的大小也是由其内径而不是由其外径来决定。

锥形封头一般是冲压、而不是滚压或旋压制造，其制造费用相当高。锥形封头常用于蒸煮或提炼容器，有时用于排除固体或浓稠物料。截头锥形封头常用做容器直径不同的两部分之间的过渡段。设计规范允许在某些情况下，可以应用无过渡转向节的锥形封头，但这些封头只能在低温、低压条件下使用。

标准折边碟形封头的碟形凸面半径应该等于或小于封头折边的外径，但凸面和折边间的过渡转向节的半径应不小于封头折边外径的6％，而且不小于封头壁厚的三倍。平板焊接封头除小型低压容器密封外，一般压力容器不宜采用。平板封头会把严重不连续的应力引入圆柱形壳体，如确需应用，壳体和封头应该有足够的厚度，而且要采用全焊透的焊接结构。

三、压力容器的制造和安装 1．压力容器制造

为了确保压力容器的制造质量，国家规定凡制造锅炉、压力容器的专业单位，须经主管部门和劳动部门的审查、批准，发给制造许可证书，无证单位不准制造承压设备。非专业单位若自制自用压力容器，须办理申请、审查和批准手续。材料复验是保证承压设备制造质量的第一关，直接关乎承压设备的使用安全和寿命。材料复验的主要内容是：材料必须具有质量合格证明书；根据材料的机械性能和化学成分进行必要的复验，以证实材料的可靠性；复验程序必须按有关的技术标准进行。

压力容器制造可以采用栓接、铆接、锻冶、浇铸、钎接等连接方法的一种或多种的组合。虽然过去一些年，管式锅炉的管座与蒸气和水的箱体一直采用螺栓连接，但到了目前除法兰外，螺栓连接已不再广泛用于压力容器的结构中。铆接结构也几乎成为过去的事情。

加工圆柱形壳体，如果其壁厚和直径的比值较大，滚压和冲压难以成型。所以锻法除锻造零配件外，也广泛用于高压筒体的加工中。

浇铸适用于特殊形状筒体的加工。根据压力容器标准，铸铁有确定的压力和温度限制，而铸钢没有这些限制。使用锌铜合金的钎焊多用于公用设施小型空气筒的加工，且限制温度最高到207．8℃，壁厚最大到2．54 cm。许多非铁材料采用钎焊。除少数特殊情况外，几乎所有的工业用压力容器都是焊接结构。焊接工艺有许多种，如钎焊、锻焊、气焊、铝热剂焊、电弧焊、感应电焊、接触电阻焊、射流焊接等。压力容器一般采用手工的或自动的，电弧焊或气焊。对于焊接的工艺要求和操作者的资格，锅炉和压力容器规程都有详细的说明。

因为焊接接头往往存在着某些焊接缺陷，如气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合、咬边等；存在着组织和性能的不均匀性。因此，焊接接头的质量直接反映了压力容器的制造质量。为提高焊接质量，制造厂除严格焊工的培训和考核外，还应该保持良好的焊接环境；按评定合格的焊接工艺施焊；做好焊接的预热、后热及焊后的热处理工作。2．压力容器安装

锅炉和压力容器的专业安装单位须经劳动部门审核批准方可从事承压设备的安装工作。安装作业必须严格执行国家规范，按安装规程的要求施工。安装过程应该对安装质量分段验收和总体验收。验收由使用单位和安装单位共同进行，总体验收应有上级主管部门和劳动部门参加。

设计中考虑的安全技术措施，制造中有关安全的技术要求，在安装时也应满足。此外，支柱、平台、扶梯等附件的制作和安装都应该符合有关规定的要求。安装中还应考虑基础沉降危险及接管安全的问题。

组装焊件不得用强力使焊件对正；组装所需的焊接耳柄、拉筋板等应采用与容器相同的或焊接性能相似的材料；现场组装的焊接容器应对焊缝做表面探伤。对于胀接，为保证质量事前应做好试胀工作，确定合理的胀管率。在胀接过程中应随时检查胀口的质量，及时发现并消除缺陷。

四、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。1．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。检验周期由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，每三年作一次内外部检验，每六年作一次全面检验。

压力容器遇有以下情况，检验周期应予缩短：用于强腐蚀介质并在运行中发现有严重缺陷，每年至少进行一次内部检验；无法进行内部检验的容器，每三年进行一次耐压试验；使用期已达15年，每两年进行一次内外部检验；使用期已达20年，每年进行一次内外部检验；介质对容器材料的腐蚀情况不明，材料焊接性能差或制造时多次产生裂纹并经多次返修的容器，交付使用满一年后应进行内部检验。另外，压力容器停用两年以上，恢复使用前应进行内外部检验，必要时进行全面检验。

压力容器的检验周期在以下情况可以适当延长：非金属衬里完好、壳体无损坏，全面检验周期可适当延长，但不得超过八年；非腐蚀介质或有可靠的金属衬里，经1～2次内部检验确认无腐蚀，全面检验周期也可适当延长，但不得超过九年。检验周期的延长应慎重考虑，必须有可靠的科学依据。2．检验内容(1)外部检查

外部检查的主要内容是：压力容器及其配管的保温层、防腐层及设备铭牌是否完好无损；容器外表面有无裂纹、变形、腐蚀和局部鼓包；焊缝、承压元件及可拆连接部位有无泄漏；容器开孔有无漏液漏气迹象；安全附件是否完备可靠；紧固螺栓有无松动、腐蚀；设备基础和管道支撑是否适当，有无下沉、倾斜、裂纹、不能自由胀缩等不良迹象；容器运行是否符合安全技术规程。(2)内外部检验

除外部检查的各款项外，内外部检验还包括以下内容：内外表面的腐蚀、磨损情况；所有焊缝、封头过渡区、接管处、人孔附近和其他应力集中部位，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

全面检验除包括内外、部检验的全部款项外，还应该做焊缝无损探伤和耐压试验。3．压力试验

压力容器的耐压试验和气密性试验，应在内外部检验合格后进行。除非规范设计图纸要求用气体代替液体进行耐压试验，不得采用气压试验。需要进行气密性试验的压力容器，要在液压试验合格后进行。耐压试验是检验容器强度、制造工艺质量等的综合性试验，而气密性试验是为了检验容器的严密性。如果压力容器的设计压力是p，液压试验的压力为1．25p；气压试验的压力，低压容器为1．20p，中压容器为1．15p。对于高压或超高压容器，不采用气压试验。气密性试验一般在设计压力下进行。

耐压试验后，压力容器无泄漏、无明显变形；返修焊缝经无损探伤检查无超标缺陷；要求测定残余变形率的，容积残变率≤10％，或径向残变率≤0．03％，即可认为压力容器耐压试验合格。

对于气密性试验，达到规定的试验压力后保持30 min，在焊缝和连接部位涂肥皂水进行试验。小型容器亦可浸于水中进行试验。无气泡即可认为合格。

五、压力容器安全附件

安全附件是承压设备安全运行的重要组成部分。选用安全附件应满足两个基本要求，即安全附件的压力等级和使用温度范围必须满足承压设备工作状况的要求，制造安全附件的材质必须适应承压设备内介质的要求。安全阀、压力表和水位计是锅炉必不可少的安全附件。此外，还有高低水位报警器、引送风连锁装置、火焰监视器和紧急切断阀、防爆门和排污装置以及温度和流量测量仪表。用于压力容器的安全附件包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、液位计、压力表、单向阀、限流阀、温度计、喷淋冷却装置、紧急切断装置、静电消除装置、防雷击装置等。下面简单地介绍压力容器最常用的几种安全附件。(1)安全阀

安全阀的选用，应该根据压力容器的工作压力、温度、介质特性来确定。压力不高的承压设备大多选用杠杆式安全阀；高压容器多半选用弹簧式安全阀。流量大、压力高的承压设备应选用全开式；介质为易燃易爆或有毒物质的应选用封闭式。选用的安全阀不管其结构和形式如何，都必须具有足够的排放能力在超压时把介质迅速排出，保证承压设备的压力不超过规定值。(2)爆破片

爆破片主要用于以下几种场合：有爆燃或异常反应使压力瞬间急剧上升的场合；不允许介质有任何泄漏的场合；运行产生大量沉淀或粘附物的场合。弹簧式安全阀由于惯性难以适应压力的急剧变化，各种形式的安全阀一般都有微量泄漏，而障碍物会妨碍安全阀的正常操作，使得爆破片显示出其独特的功能。

爆破片一般有平板型和预拱型两种型式。相同材料制成的两种型式的爆破片的起爆压力相同，但预拱型爆破片有较高的抗疲劳能力。爆破片的设计包括材料选用、泄放面积计算、爆破片厚度的计算。爆破片一般满6个月或12个月更换一次。此外，容器超压后未破裂或正常运行中有明显变形的爆破片应立即更换。(3)压力表

应该根据容器的设计压力或最高工作压力正确选用压力表的精度级。低压设备的压力表精度级不得低于2．5级；中压不应低于1．5级；高压或超高压不应低于1级。为便于观察和减少视差，表盘不得小于100mm。选用压力表的量程最好为最高工作压力的两倍，一般应掌握在1．5～3倍为宜。(4)液位计

液位计有多种形式，应安装在容器的便于观察并有足够照明的部位。玻璃管式液位计一般安装于高度3 m以上的容器，但不适用于易燃或有毒的液化气容器。玻璃板式液位计适于高度3 m以下的容器。此外，还有浮子式、浮标式、压差式等多种类型的液位计。

锅炉水位计是锅炉的主要安全附件之一。在设计和安装中，为了防止汽、水连通管阻塞出现假水位，连通管内径不得小于18 mm。每台锅炉至少应该安装两个独立的水位计。(5)泄压装置

安全泄压装置是一种超压保护装置。泄压装置有这样的功能，当容器在正常压力下运行时保持严密不漏；而一旦容器内压力超过限度，它就能自动、迅速、足够量地把容器内的气体排出，使容器内的压力始终保持在最高许可压力以下。同时它还有自动报警作用。泄压装置按其结构型式可以分为阀型、断裂型、熔化型和组合型等几种类型。气瓶的安全泄压装置主要用于防止遇到火灾等特殊高温时，气瓶由于其中的气体受热膨胀而发生破裂爆炸。气瓶安全泄压装置有爆破片、易熔塞等。需要注意的是，易燃或有毒气体气瓶安设泄压装置，在火灾时有可能会扩大灾情，且平时易于泄漏。所以，一般只是非可燃气体的气瓶，才安设泄压装置。第五节化工装置维护

一、化工维护的必要性

化学工业维护由于其中的物料和过程的性质以及使用设备的类型，与其他工业部门有很大不同。多数化工操作包含液体、气体或粉状固体从装置的一处移动至另一处，这就需要应用许多管线、传送设备、叉车和其他物料加工设施。此外，化学工业比其他工业部门更常、更多地使用罐、鼓或其他形式的封闭容器。

化工装置用来进行温度范围广泛的混合、蒸煮、冷却和搅拌等操作，设备从一两升的实验室反应釜到高耸人云的大型塔器，大小不一，类型各异。化学工业中的一些问题，如高腐蚀速率、易燃液体、毒性或有害物料是典型的、特有的。管线的泄漏、设备的不恰当安装等都有可能使人员承受危险。所以对于操作安全高质量的维护，化学工业比其他工业部门更加需要。化工事故案例记录表明，许多严重的伤亡事故都与失误有关。例如，把惰性或毒性气体接入供人员呼吸的空气管线；管路错连使不恰当物料误加至反应器引起火灾、爆炸或毒性气体的释放；接头有开口使危险物料排出造成对人员的伤害；释放装置停滞于不工作状态或由于过压破裂脱离容器和系统等。

由于不适当维护而造成的次级危险源，是正常或不正常操作期间的设备故障。例如，泄漏的酸管道会滴酸使人员烧伤；硫化物液体误流至酸液会产生致死的硫化氢气体等。总之，化学工业中的恰当维护对安全显得格外重要。

二、预防维护

按照明确计划的时间表检验、维修和更换设备，可以防止许多事故。在上述程序以及其他安全维护方面的花费是巨大的。但是，引起生产损失的制造操作中的破损、工作人员的低效配置、超期运转增加的维修费用和其他意外损失，这些方面的消耗远远超过有计划的预防维护程序的投资。减少出现意外情况，能够规划和提供安全程序和设施，对安全和生产的好处是显而易见的。

预防维护实质上指的是一个系统，它的功能是确定装置或设施故障的可能频率，在其失效前就进行检验、维修或更换。设备故障对时间的概率分布符合正态分布。设备运行初期出现故障的概率很小，随着中位时间的接近，故障概率迅速上升，之后，故障概率呈下降趋势。中位值以后很长时间，设备故障延缓，故障概率很小。故障概率分布曲线呈驼峰形，波峰在中位时间。所以需要排定维护时间表，在故障的可能性达2％或其他某个选定的数值之前就采取行动。这样就能够保证在绝大多数情况下，事故发生之前就已采取了维护措施。

很显然，这就需要在一定操作条件下的设备损坏之前，预先知悉中位时间方面的信息。确定中位时间的量值比较困难，但可以应用类似操作已有的经验、损坏速率的研究成果以及其他分析方法。设备和系统如何损坏以及损坏的最可能的途径方面的知识，会有助于故障频率的确定。

毫无疑问，最佳维护日程和时间应该与设备的利用率、材料的利用率、应用的维护设施和人力匹配。为实现这个目的，预先计划、应用日程表和让每个人都知晓是关键。从预防维护的观点管理所有的设备，对于每一个设备，即使是故障频率长达十年一次的设备，都要制定维护日程表。下面给出化工厂泵的预防维护工作程序的一个典型例子。

(1)区域维护工程师和操作部门管理人员共同确定泵的检验频率、拆卸大修及安装备用泵的时间。泵的维护日程一般是的，通常安排每月更换一台泵。

(2)泵停止运转的日期和时间要进入生产管理日程，尽量使其与其他机械部件的停机修理时间一致。

(3)维护工程组要在工作程序管理系统卡上填写维护工作的日期和时间。月维护进度表也要登记有日期和时间。

(4)维护工程组要提前一周发布工作日程。时间和日期要征得操作管理人员的同意，向操作人员发布指令做好设备准备。

(5)维护领班和人员再次检查工作程序，协调人员、设备和材料。(6)开展工作，结果记录于泵的设备维护卡上。(7)排出泵的下一次大修日期。

预防事故的适当维护并不仅仅是为了免于设备故障，对于保护人身安全也有重要的作用。这可以从以下三个方面考虑。

(1)预防操作人员遭受由维护工作引起的意外的环境危险。例如，吊索意外松脱，应该预先清理好过顶工件下面的区域，预防物件落下。预防丢弃在地面上的零部件或工具引起绊倒危险。应用电焊弧的防护罩等等。

(2)预防维护人员遭受由操作条件引起的危险。在进行任何机加工之前都要有操作监控的许可，机加工和操作活动应该协调一致，如有必要可以采用许可证制度。例如，机修人员结束修理工作，走在装载设备集装箱的升降叉车前的返回通道上，极有可能遭遇较大危险。除非操作人员熟悉机修人员的工作任务和在工作中的运动特点，都应事先张贴出工作场所防护的警告标志。

(3)预防维护人员遭受自己工作引起的危险。维护工作的方法应该尽可能标准化，制定出工作程序的步骤和要点，使维护工作有章可循。这样，就可以避免忽视过去的失误或损伤得到的教训。

三、非常规运行和有关作业的维护 1．停车和开车

停车和开车的计划和执行的关键是每一步骤都要明确责任。运行设备的停车应该由操作组而非维护或其他辅助组负责。辅助组必须处理自己的业务，例如动力组，需要处理加工系统以外的蒸汽、电、空气、气体和其他公用工程款项。密切协调一致是需要的。停车应尽可能提前向有关组通告。

在把设备交付维护组之前，操作监察必须负责把设备排空、冲洗、蒸汽吹除、惰性气体吹除或采用其他措施，保证设备维修的安全。在接受设备之前，维护监察应该从维修可行性的角度，就是否完成了上述安全处理进行检验。重要的是关闭与设备连接的管线、适当的通风和易燃蒸气的检验。对于用氮气或其他窒息性气体吹洗过的容器要进行检验并贴上标志。在停车时、更可能是在开车时，不寻常的热应力会附加到普通的机械应力上，有可能造成设备的泄漏和破裂。应该高度警惕人员对上述设备故障的暴露。加热时接头都是不紧固的，温度平衡时才变得比较稳定，对此必须有清醒的认识。在停车和开车时，对于电力器件、运转机械和阀门，应该特别注意查看与之相连的关闭程序。无论是意外停车还是正常停车，都要制定书面规程，供操作人员练习、遵守和应用。对于所有设备、通风系统和排放设施的状况，都应该有必要的说明条款。

如果管道没有充分的加载防护，不管是排放还是任何其他作业，人员都不允许穿越管线。经常遇到的是，管道在其中截留危险物料而被堵塞或部分堵塞，铸成事故。所谓人体的充分防护指的是，对酸或其他腐蚀性物料的防护服装，以及防止不卫生的烟雾和气体的高质量呼吸空气的供应。2．容器内作业

容器内破损的维修常需要人员进入容器。由于人员无外界帮助无法脱离容器以及难于与外界联系，进入容器提出了一个特殊的问题。上述原因、再加上意外化学品的可能暴露，进入容器需要采取严格的防护措施。这些措施如下。(1)容器必须由操作人员彻底清洗。

(2)所有连接管线必须断开并进行必要的封堵。

(3)所有电力驱动设施(如搅拌器等)必须在断路开关处切断电源。

(4)采集空气试样检验证明其中无易燃蒸气，在某些情况下还需要证明其中不含有毒性或不卫生物质。上述两者都需要证明其中含有正常量的氧。

(5)操作和维护监察签发容器进入许可证，证明上述步骤已经圆满完成，并在容器边贴上标志。

(6)进入容器的工人和观察者必须系上安全带和绳索。

(7)在绝大多数情况下，进入容器的工人和观察者都需要空气面罩和新鲜空气的供应，还需要身体隔离的化学品防护服装。配有空气供应软管，提供新鲜呼吸空气和安全舒适的工作环境。

(8)在容器出口要有一个观察者，一直保持与容器内工人的联系。在容器内至少还要另有一个工人，在紧急情况下负责向观察者呼救。一个工人不得单独进入容器。

(9)当直梯不能应用时，可以应用木制或金属横档连起来的绳梯或链梯。但是，应该避免无撤退设施时进入容器。

(10)为防止一旦出现紧急情况无法迅速撤退，不允许工人通过挤缩进入容器。标准开口的直径为0．56 m。

工人置于任何有限空间存在类似的问题，从其中紧急撤退可能会遇到阻碍，也要采取类似的防护措施。任何深度大于1．5 m的料槽、坑洞，在顶盖和塔上进行的任何工作，都存在工人吸收释放出的有毒烟雾的危险，需要采用特殊的控制程序。3．紧急维护

由于维护意味着防止紧急维修，此处的紧急维护应该更恰当地称为紧急维修。完善的维护程序固然可以应对出现的一般情况，但是，某些特殊问题还是难以避免地发生，需要附加的应对计划。比如，与氯气贮罐连接的管接头断开，我们将如何应对。应该事先而不是事后才去维护。应该事先加工好专用的紧管套筒并处于备用状态，事故一旦发生立即投入使用。设想硫酸管道破裂，应该事先设计好关闭、清洗和维修活动，从容应对这类意外事故，减少其对人员和财产的暴露。意外事故维护的关键是，事先决定好谁应该做什么、用什么去做，将其排成序列，一旦事故发生就按部就班地执行和完成。

遇有地下管道破裂的情形，诸如如何关闭管道系统、如何挖掘土方、如何清洗破裂的管道、如何堵塞管道的开口或裂口以保证管道的清洁、塞孔套是否合适可用、管道的支撑如何，这些都应该是事先设计好了的。

电线断路也应该有事前准备。比如，供电转换线路和配电设施都要事先准备好；操作的突然中断造成的生产损失也要有所估计。这些都是紧急维护的典型问题，问题的解决需要而且应该事先计划好。

紧急维护遵循的一个原则是，如果通常维护的某个方法是不安全的，在紧急条件下应用这个方法会加倍的不安全。如果我们真正努力，总会找到合适的安全方法。如果电热作业在通常条件下是不安全的，在紧急状态下应该严格禁止。4．切割、焊接和其他动火作业

由于化学工业加工如此多的易燃或挥发性物料，由于物料加工迅速变化的工艺，为了防火防爆，火源控制成为头等重要的问题。因此，有必要建立减少由于热加工和动火作业引起的火险的特殊程序。这个程序的要点是：

(1)无操作监察负责签发的气割许可证或热加工许可证获得准许，不得在标明焊接车间和规定焊接区以外进行焊接或气割作业。这表示出了工作的性质和地点、安全作业所需要的特殊限制以及允许作业的时间。许可证的颁布要求在作业期间，控制操作以防任何危险条件的产生。重要的是许可证订出的是整个操作线的责任，而不仅仅是如安全或防火组等辅助或职能组的责任。在作业期间，安全或防火组应该派出一些辅助人员做动火观察员。任何指定地点作业的授权责任是和指定地点操作条件的监察责任联系在一起的。

(2)进行动火作业，仅有机械技能是不够的，只有有资格的气割和焊接人员才赋予进行这类作业的权力。这些人员必须训练有素，能够对周围易燃物料进行分析和防护、能够灭火和处理意外事故。表明焊工资格的许可证制度在许多工厂证明是有益的。

(3)所有气割和焊接人员应该能在自身工作中防火急救。通常还需要水龙带。热裂或易燃物料应该应用不可燃覆盖物或屏障进行防护。过热工件必须进行分析，提供充分的防护，防止火星落下。除非在最不寻常和精心控制的条件下，不允许在操作间、实验室和存贮库房中放置易燃气体或氧气钢瓶。

四、设备的维护 1．设备的试压

有多种仪表可以用来精确测定容器选定区域的壁厚，但这并不能保证没有测定的区域没有薄弱环节。所以，仪表测定无法完全取代定期的液压试验。液压试验是在超过正常操作压力下测定容器的耐压能力。容器使用期间定期试验的压力，普遍认可的是正常工作压力的1．5倍。对容器壁变薄速率的分析、由钻孔或插人物的冶金学研究测定容器壁厚或应用经验，可以确定定期液压试验的频率。液压试验的日程表一经制定，就应该严格执行。应该预先制定出试压作业计划，以便安排生产进度与之适应。

液压试验一般是用水进行。如果水与容器的应用互相排斥，可以应用其他无危险惰性液体，但是应该尽量避免应用空气或其他气体。只有压力试验不适于应用液体，并且容器设有隔墙，使人员和财产可以预防容器破裂的发射物和冲击力，才谨慎地选择应用某些气体。容器中的气体压力像是一只高能弹簧，可以高速推进容器破裂的发射物，而液体压力在容器破裂时会立即卸掉。

除非容易破损使人员遭受伤害，从安全的观点出发，管道和非极需维护的设备无需进行液压试验。液压试验程序与液压试验控制两者之间没有什么区别。每个设备都应该有充分的档案资料，所有有关的零部件都应该有清楚的编目和信息，一旦需要就可以立即投入使用。2．化学污染设备的处理

离开操作区的所有设备都应该是清洁的，从而在移至没有受过物料危险性严格训练的维修人员处，可以安全作业。所有设备一旦停止运行就应该立即贴上有关化学品污染状况的标志，污染状况标志要随着污染条件的变化及时修正。设备是不清洁的要如实标志，否则某个人员可能会认为它是清洁的，将其移动或在其中作业，存在着较大的危险。在许多情况下，设备拆卸之前就清除设备的污染是不现实的。遇有这种情况，应当尽可能在设备搬动之前完成设备的清洗和净化。如果不能在操作区清除设备的污染，就得把设备移至能够进行清理工作的有充分消防条件的区域，有计划地个别处理。设备维护的每一项工作都应该从清除污染的观点逐项研究和规划。

应该特别注意预防管道和阀门排出夹在其中的物料，这可能会成为危险的爆炸源。所有阀门都应该是清洁的，阀帽应该是松开的，排放前务必要打开阀门。动火区的管道有可能被加热。易燃废液不得进入排水槽或下水道。玻璃制品和其他废料必须分别处理。如果详细考虑还会发现其他一些具体问题。重要的是不能让这类维护工作听其自然。3．设备作业维护

工厂与工厂在细节上各不相同，但安全维修却共同要求，不事先关闭或切断动力源，人员不得在电力或机械驱动的设备上作业。为实现上述要求，可以锁定电开关于“关”的位置；切断电力或机械马达；拆卸皮带传动装置；锁定主推进器的料阀于“关”的位置；停止活塞、曲柄或飞轮的运动。任何例外，如调节压盖和密封垫等，都要获得监察的批准。应该制定书面程序并对程序的应用进行严格培训。这些程序的要点如下。(1)首先，操作监察必须检查设备和设备控制系统。(2)操作监察和进行设备作业的所有的人都到控制系统，分别锁上和自己有关的置于“关”的位置的控制元件，各自保存自己锁的钥匙。

(3)重新检查设备，确定设备无法启动后才开始作业。

(4)作业完成后，执行并完成与上述反向的程序，而后把设备交付操作监察。需要注意的是，当电力马达切断时，上锁的开关盒中，开关有可能置于“开”的位置。在大型机械作业中，往往是许多人员作业在同一设备上。绝大多数工厂都赞同集体锁定的方法，即只有机修监察的锁置于开关盒上，所有机修人员都把自己的标签粘贴在锁上。只有机修人员本人可以移除自己的标签，直到所有标签都移除后，机修负责人方能开锁。

在电路或电力设备上的电工作业，除非需要供能电路的作业，都遵循相同的程序。设备和电路须经过操作监察的适当检查，才能交付机修电工，机修电工把自己的“断路”标签贴在控制点上。只有这个电工移除自己的标签后才能启动这个控制元件。作为附加的维护，机修电工在作业期间，开关盒需要加锁。

管道和管道系统的作业遵循类似的原则，阀门贴标签并尽可能加锁。所有管道都应该断开，如果可行，尽量塞堵。

对于涡轮压缩机和往复压缩机等旋转设备，会由于不平衡、轴承破损、不均衡负荷、不同心度或基础下沉等，而极易发生事故。可以应用基于连续的或定期的振动测量，在事故之前就发现隐患问题。对这种故障的先期指示器应给予充分注意，称为“预测”维护。通常需要一个振动分析专家对振动进行测定并解释出现的振动紊乱。第六节公用工程设施安全

公用工程设施是指水、电、汽的供应设施以及其他辅助设施，公用工程设施的充分设计和配置直接关系化工厂运行和操作的安全。公用工程设施的各个款项不仅对于化工厂人员的健康和安全极为重要，而且这些款项的失误常是化工厂事故或伤害的渊源。本节要讨论的只是公用工程设施的安全维护，而不涉及其设计和安装的细节。

一、电气设施

电是化工过程中热能、机械能和光能的重要供应源，电气设施在化工生产中起着重要的作用。由于化工生产本身所固有的易燃、易爆、易腐蚀等危险性以及高温或深冷、高压或真空等苛刻的操作条件，化工厂对电气设施有很高的要求。在所有电气设施的装配中，都应该考虑至少是最低安全限度的防护措施。工厂或实验室的所有电工作业都必须满足安全防护的要求，遵循限定的规则和程序。

在化学加工业中，电气线路、设备和照明设施的配置，必须满足易燃液体或气体泄漏形成爆炸性混合物的防护要求。需要采取的防护措施包括，防蒸汽的照明设施、全封闭的电动机、油浸式或部分封闭的开关、火花放电设施的完全隔离等。由于人员不允许在爆炸性气氛中作业，防止爆炸性气氛的形成比采用防爆设备更安全、更经济，这是普通的工业实践。当爆炸性气氛通过密封或控制易燃液体、气体和粉尘仍不能避免时，所涉及的空间应该限制或隔离在防护罩下或通风橱中。设置在高过地面6 m以上露天构架上的电气设备，一般可以认为不受近于泄漏点的临时的、局部的爆炸性混合物暴露的影响。

所有的建筑钢筋和露天构架，所有的罐、鼓、管线和罐车，所有的处理或应用或在处理或应用易燃液体或气体区的化工设备，都应该接地消除静电。松软接地最好与大的水管道连接，打人地内或嵌入接地钢板，但务必不得与电缆管线、喷水支路管道，气体、蒸汽或过程管线连接。对于接地应该适当维护，定期检验损坏情况并测定接地电阻。为了避免控制仪表和设备的使用失误，被控制设备的电压、名称和序号应该明显标示在开关盒、补偿器和启动器上。所有延伸电缆都应该是三相的，而且限定在一定的长度。目前，由于安全维护方法的不断开发，过去禁用的闪光信号灯有从非危险区扩展应用到危险区的倾向。

某些人员所戴的助听器能够产生可以点燃易燃蒸气的足够能量的火花，因此，当佩戴者对可以形成爆炸性混合物的泄漏点暴露时，不得开启助听器。普通电话拨号、呼叫和打印时可以产生高能火花，是一个更值得注意的火花源。为此，应该尽量安装和使用防爆电话。无线电传系统和对讲电话装置对易燃蒸气暴露时，也呈现电的危险。许多电气仪表如果使用不当都有可能成为火源。应该按照电器规范选择和安装电气仪表，谨慎操作，避免失误。有时可以把电气仪表封闭起来，通过小空气管不断地吹送缓慢的清新的空气流，对仪表进行清洗和净化。从电器安全的角度出发，常把电气仪表设置在危险区以外。如果载流部件或导线必须暴露，应该将其提升到至少高过人行面2．4 m以上，或采用密封的方法。靠近供能电导线或设备的区域，应该避免使用金属尺、金属安全帽、金属扶梯或其他金属物件。

二、水和蒸汽设施在许多化工厂，操作人员应用热水冲洗地板或设备。而蒸汽吹洗只能由受过专门训练的人员在严密控制的条件下进行。除非使用经过充分设计的、冷水供应一旦中断就完全关闭的水—蒸汽混合器，不得把蒸汽管道和水管道直接连接产生热水。最大可能的热水温度应该确知并标示出来，所有管线都要在混合器和出口处签上名称加以识别。温度高于57℃的水与皮肤接触一般会引起至少是一度的灼伤。如果使用高过这个温度的水，一定要提供适当的训练并对水的使用加以控制。洗浴或冲洗皮肤使用的热水，务必不得由蒸汽和水直接混合产生。只能使用有热交换的水加热器，这样的加热器可以供应温度精确控制的热水。热水加热器不仅应该有过压压力释放阀，而且还应该有过热释放熔断塞。在处理腐蚀性或毒性物料的区域应该安装安全淋浴器。即使工作人员穿戴防火服，安全淋浴器对于扑灭粘附在防护服上的易燃液体的火焰有重要价值。重要的是头顶上方大容量、慢速地连续喷射水，使人员的燃火服装易于彻底浸透。所有安全淋浴器的阀门应该设置在相同的高度，与喷头的相对位置也应该相同。这些阀门应该沿着相同的方向以完全类似的方式操作。上述这些要求对于在紧急情况下不能看到但可以触摸到淋浴器的阀门变得十分重要。对于每个淋浴器，都必须坚持进行定期检验。

水供应的饮用安全，无论是饮用要求足够纯度水的安全供应，还是防止污染供应源，都起着重要的作用。市政的或其他公共的水源一般都能满足保健用或饮用的要求。对于一些类型的冲水厕所应该特别注意，防止水的供应压力损失时污水对水供应管线的污染，为此，需要配置抗虹吸装置。与过程水或过程冷却水的供应管线或系统连接的所有管接头，都应该具备这样的功能，能够防止可能被污染的水回流至饮用水系统。不能单纯依靠止逆阀，还必须应用附加的设施，防止供应管线压力损失时水的虹吸回流。一种有效的装置是把饮用水供应管线与空水箱排在一起，水自由落入水箱进入泵的入口并被输送应用于过程目的，有一个水溢流出口设置在供应管线出水口的下方。

许多化工厂的冷却或其他过程目的使用的是非饮用水。在有些情况下，非饮用水也用来冲洗地板和设备。为了在所有供应非饮用水的水出口都能识别出水的类型，应该张贴警戒条款，向工作人员警示水是不安全的，不得用于餐饮或人员洗浴，不得用于炊具、餐具、食品制备或加工器具、服装等的洗涤。非饮用水可以洗涤其他用具，只是要求其不含有化学晶以及构成不卫生条件或对人员有害的其他物质。

尽管有不少过程或动力供应需要高压蒸汽，但只有0．1 MPa或更低压力的低压蒸汽适合于室内加热装置。对于压力高于0．1 MPa蒸汽设施，从安全的观点出发，应该由压力来鉴别蒸汽管线。蒸汽的疏水器和泄放阀应该安装在人员可以避开的区域。室外填石的干井可以用于小型蒸汽疏水器冷凝液的排放。如果蒸汽冷凝液排放至污水管线，应该配置专门设施，防止疏水器故障蒸汽泄放造成压力的累计。

人员与没有保温的蒸汽管线、散热器接触会引起严重的烫伤。高出地面2．1 m以下或人员易于接触的所有蒸汽管线、设备和散热器，都应该保温并保持足够的警惕。

三、供氧空气和辅助气体设施

空气一般是经压缩由管道输送至各个区域，供过程、动力或仪表应用，有时与空气面罩连通，供人员呼吸。由于所需空气质量的差异，任何供氧空气都应该由各自的系统供应。供呼吸的空气必须与一氧化碳、油蒸气、锈粉末或其他杂质等污染物隔离，氧、氮和二氧化碳的比例必须适当。

因为连续操作会产生高温，润滑油有可能裂解污染空气，普通的油润滑空气压缩机无法保证供应的空气质量。油润滑压缩机需要配置特殊的装置，包括一氧化碳报警装置、油蒸气移出装置以及气味消除装置。一氧化碳移出装置要有把一氧化碳催化转化为二氧化碳的功能。粉尘或粒状物应用过滤器滤掉。即使如此，仍需要经常检验空气中一氧化碳的水平。专门设计的供氧空气压缩机无疑是更好的选择。这样的压缩机是机内水润滑，在水中添加微量的脂肪酸盐或天然矿物油。所谓无润滑压缩机，只是压缩机的轴承和工件需要润滑，气缸由于活塞上使用的是低摩擦的密封垫而无需润滑。隔膜型压缩机也可以视为是无润滑的。供氧空气在输送过程中仍然需要不被污染。为此，与供氧空气连接的设备、过程或其他设施不得相互连通。空气管道与空气面罩连接时，过滤器和吸尘护罩应该安装在靠近出口处，截取或移除杂质粒子和湿气液滴等。过滤器下游管道的材质应该是非铁的，最好是钢的。从呼吸空气中不必添加或移出湿气，人体能够承受相当宽的湿度范围而不至于感到不适或有害。氮、二氧化碳和其他惰性气体有时被称作辅助气体而非过程气体。这些气体的管线一般是在1 MPa或略低的压力下操作，主要的安全问题是气体的鉴别。在罐内或限定的空间内工作时，惰性气体被错当成呼吸气体通入，会造成伤亡事故。辅助气体的所有出口和阀门都应该标示出气体的名称。

四、废料处理设施

空气污染，无论是从公共关系的观点还是从个人安全的角度，都是备受关注的课题。释放到空气中的气体和排放到工厂以外的液体，都必须控制在有害浓度之下。粉尘、特殊物质、烟雾和蒸气都不得排放到空气中。回收或清除，包括不同复杂程度的设备的考虑，每一项都是个别的工程问题。有时为了清除或减少排放，要对过程本身进行修改。

从排风系统或烟囱排放出的有害气体和悬浮微粒，必须在环境法规规定的允许浓度限度之下。液体或固体废料的处理也完全类似。排放到公共下水系统的化学废液在排放前必须经过充分处理，完全清除有害化学物质，确保其在下水道通往河流的出口点处于无害的浓度。分液器和捕集器常用来清除油品或其他非水溶性物质，沉降池可以有效地清除夹带的固体。加工易燃挥发性物料，应用地下管道系统输出废液，在管道内空气的间隙中会形成爆炸性混合物。所以，重要的是要防止任何易燃挥发性废液进入封闭的地下下水管线。下水管道清理和维护时也应该足够开放。有时需要应用明渠敷设废液下水管道，并配置充分的阻火设施。明渠由耐化学暴露的材料构筑，并且成一条线，易于清理和检查。废液在进入废液处理系统前，多数情形都需要用足够量的水稀释。

谈谈化工工艺中的安全设计事宜篇3

关键词：　化工工艺设计理论安全问题良性发展

1　化工工艺设计理论概述

化工工艺的设计是进行化工生产的重要前提，在设计中要严格按照国家法律、法规与标准规范进行设计，要对设计方案进行反复的检查与验证，当发现设计中存在的缺陷时，要及时的进行修正，做好对安全事故的防范和控制。但很多工程为了节约投资，在设计过程中会存在没有完全按照规范去设计的情况，这无疑会造成化工工艺设计的安全隐患。化工工艺的安全设计具有以下几个特点：

1．1设计基础资料的不完整

化工工艺的设计资料一般是由相关的科研单位根据已有的实验数据和有关的资料编制而成的，其设计没有经过工业化生产的检验和完善，其数据的可靠性和完整性都不如常规装置。

1．2　化工工艺流程的独特性

化工工艺过程中涉及高温、高压的管道及反应设备较多，且设备种类非常多，设备的规格也很特殊。化工设备的功能实现，无论是对非标设备的设计和定型设备的选用都提出了特殊的要求，其具有工作量大、总投资高、设备与管道多的特点，而且设备所处理的对象也具有一定的特殊性，因此管道和设备的设计要具有针对性和特殊性。

1．3　设计周期短

为了增强市场竞争力，尽快的抢占市场，经常要缩短建设的周期。因此，化工工艺的设计往往不能够按照正常的设计周期进行，需要一边开发一边设计，其当前更多存在的现象是一边建设一边根据情况变更设计，规模不一。

2　化工工艺设计中经常出现的问题及其控制

化工工艺设计中的安全问题主要指的是生产中存在的可能导致事故发生的隐患和损失的不安全因素。因此在化工工艺设计中要不断增强危险识别意识，积极控制事故隐患，尽量防止不安全技术，避免危险物品及设备的使用，并采取相应的控制手段，提出预防、降低甚至消除危险性，提高工艺安全高效运转的措施及建议。

2.1　对工艺物料方面安全问题的控制

化工工艺生产中的原材料、半成品、中间产品、副产品、产品以及贮存中的物质分别以不同的状态存在，即气、液、固态，这些物质都有其特殊的物理、化学性质，在一定状态下会产生危险或危害。因此，对这些物质的危险特性进行了解和掌握是非常重要的，而且要增强对这些物质稳定性、化学反应、毒性等的识别意识，进而做出评价和分析，防止或降低危害的发生。

2.2　化工工艺路线方面的安全问题与控制

化工设计中的一种反应往往会涉及几条工艺路线，在设计中要考虑采用哪条路线能使生产更安全或把危害降到最低。这个过程中对物料、生产条件、设备等的使用都要做出最完善的考虑。要尽量使用无害的或低危险性的物料；降低生产条件的苛刻程度来缓解反应的剧烈程度；新设备、新技术的采用要减少三废（废气、废液、废固）排放，并积极实施三废的回收循环使用，以减少对环境的污染。

2.3　化工反应装置方面的安全问题与控制

化工反应是产品生产的核心，通过化工反应在获得所需产物的同时也产生了很多安全性问题，甚至可能导致严重事故的发生，因此反应装置的设计和选择都需要经过科学的分析和计算。化学反应的种类多样，在反应安全控制方面存在较大的难度。在化工反应中也存在着反应失控的潜在危机，如何控制反应物的反应速度或热效应都是非常重要的。在工艺设计中采用减少进料量、控制某种物料的加热速度、加大冷却能力如外循环冷却器的方法或采用多级反应等措施来控制反应。在反应器的运行过程中，有时会出现容器超压而变形甚至遭到破坏的现象，容易造成安全事故，因此在容器上安装压力释放装置必不可少。

2.4　管道方面的安全问题与控制

通常管道输送的物料多属易燃、易爆甚至腐蚀性或毒性物品，如果管道中某些部分出现泄漏，各种有毒有害的物质就会漏出，这不仅对环境造成污染，而且对化工生产造成很大的安全隐患。因此在管道设计中，要充分考虑到管道的材料选择、布置和应力分析等可能造成管道泄漏的因素。例如管径、材质等的合理选择，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，同时无论是在室内还是在室外，管道都必须可靠地与地面连接。

2.5　整体园区

根据我国当前的化工园区的特点和监管能力滞后的现状，应当成立安全监管和危险化学品管理部门，建立一个具有完整的区域性安全生产标准化的管理模式，构建由政府主导、社会中介机构和企业一体化的综合管理体系。

3　促进化工工艺设计良性发展的建议

3.1　化工工艺设计要注重降低能源消耗量

能源成本是化工生产总成本中的一个重要的组成部分，采用先进的技术手段降低能源消耗量是化工工艺设计和研究的重要方面。首先要选用先进的生产技术及最优化的工艺流程，从源头上控制能源的消耗，其次在工艺设计上要求流程简练、设备选型合理、布置紧凑、能量利用合理，同时还应尽可能采取物物换热设计，实现能量的分级使用和回收，以节约能源的消耗，根据工艺参数选择最佳的流程和最适宜的管径，降低流体输送阻力损失，降低能耗。

3.2　积极改善生产环境

当前化工污染问题不可忽视，解决污染问题就要减少污染源并对废物进行回收利用。从工艺过程上要减少污染就必须重视现有装置的更新和污染物的终端处理两个问题。针对这两种情况就要不断提高化学反应和能源分离效率，提高能源利用率、减少能源转化率在生产过程中的损失，这不仅能增加产业效益而且能减少处理废物时的费用；积极应用HEN分析方法不断改进和更新装置，节约用水，并对废水进行再次回收利用，最大限度的节约水资源。

3.3　工艺设计理论研究与实践协调发展

当前工艺设计应用亟待拓展，这就需要将研究开发与设计建设联系起来综合发展，并积极开发新的工艺设计方式。新的工艺设计方式应该是开发一个带有能量平衡流程、热力学软件包及研究容器设备的一个简单经济模型，摒弃传统方式过于程序化且生产效率较低的发展方式。新的发展方式应更重视推测和估算，目的是将试验计划尽快涉及到工艺的关键技术和相关经济问题，并通过专门的试验成果不断更新工艺发展的模型。总之化工工艺设计要将理论和实践结合并与时代的最新发展技术相接轨从而发挥其巨大功效。

4　结　语

本文对化工工艺的概念、特点及分类进行阐述，并分析化工工艺设计中工艺物料、工艺路线、反应装置、管道方面的安全问题及其控制，并提出通过降低能源消耗量、积极改善生产环境、工艺设计理论研究与实践协调发展等途径提高化工工艺生产的高效运转，促进化工工业的良性发展。

参考文献：

[1]　朱晓东.浅析化工工艺设计中安全危险的问题[J].化学工程与装备，2011，（6）.

[2]　李跃云，董喜红.浅析化工工艺设计中安全危险的识别与控制[J].黑龙江科技，2010

化工安全设计篇4

关键词：化工安全设计,安全,分析研究,建议

对于化工产业来说, 其稳定的发展将会伴随着一定的安全威胁, 想要运转正常, 就要将安全问题放在首位去考量。化工安全设计的出现将会大大的降低化工产业的事故发生率, 在进行化工安全设计时, 我们要对于其管理模式系统优化, 设计理念以最大限度的保证安全为主, 才能有效的控制事故发生的风险, 对于化工产业的生产增添一份保障, 保证人身安全及经济利益。下面将详细的说明化工安全设计的特点。

1 安全设计在化工事故中起主导作用

1.1 引起化工事故发生的主要真凶

进行化工产业生产的过程中, 我们要对其安全生产管理办法进行明确, 将安全设计进行系统的优化。作为安全生产的前提核心部分, 安全设计已经成为比较瞩目的话题, 其重要之处可想而知。想要进行化工安全的设计, 首先我们应该明确安全事故发生的原因所在, 经过仔细的探究及分析后, 我们不得不承认一个事实, 对于事故频发的化工单位, 其安全设计与规范要求的标准设计存在一定的差距, 无法满足于标准性规范的要求, 并且安全设计不具备合理的设计布局。在进行安全设计整改的过程中, 一般会将表面功夫做足, 与设计的科学性相背离;较为专业的安全设计也无法将设计标准进行统一化, 设计的质量存在很大的隐患;安全设计的管理层面上也会出现管理不当、疏忽管理、无人问津等现象。这诸多的安全问题综合起来不难看出, 安全设计不当管理是化工事故的主要真凶。由此可知, 对于化工产业的安全设计应该引起高度重视的, 从根源上进行优化设计、优化管理, 才能避免安全事故的产生, 降低不必要的损失。

1.2 将安全设计充分应用到各个生产过程中

现如今, 人们在各种岗位上都依照“安全第一”为生产原则, 可见其安全意识的逐步增强, 但是一些突如的安全事故仍然不能有效的避免, 是人们的人身及财产上受到一定的损害。我们探究以往发生事故的根源, 注意到, 安全事故的产生大多数出现在安全设计的某些细节类的地方, 工作人员只需在日常的安全设计细节处加以完善, 使安全威胁率降到最低, 就可以保证安全生产的顺利进行。除此之外, 对于化工生产的产品我们也要进行有效的预防, 其生产过程中的一些物质均属于易燃易爆的化学物品, 存在较大的危险性。由此看来, 安全生产设计应该贯穿于整个生产过程的各个环节, 决不能存在侥幸的心理, 否则一旦发生危险, 后果可想而知, 将难以挽回。除此之外, 对于生产过程中可能存在的安全威胁, 生产及技术人员均应具备一定的安全意识及防范技术, 从而将产生安全事故的可能性降为最低。

2 优化化工安全设计的合理性建议

2.1 针对粉尘爆炸防治安全设计要点

我们都知道, 在进行化工作业生产中, 较为多发的事故为粉尘的爆炸。对于其可能发生原因, 我们归结为以下几点:第一, 较为干燥的天气及较低的空气湿度, 都将会使得较为易燃的粉尘物质发生爆炸危险。第二, 化工作业的生产时间一般很长, 如若工作到深夜的话, 根据天气特征, 具有较低的风速, 是所生产空间内的空气流动性变弱, 那么局部位置的粉尘将会出现堆积, 浓度加大极易增加到爆炸极限, 只要有引燃物质直接会发生爆炸。

因此, 再进行安全设计的同时, 对于可能产生粉尘爆炸的问题我们将处于针对性的优化办法, 包括对于粉尘的运输、储存等都加入通风、防爆等技术方法, 避免粉尘爆炸类似事故的发生。除此之外, 有些生产化工物质需要借助于干燥的环境中的话, 更应该对以往的安全事故产生深入研究, 把所用的设备强化并合理的去优化现场的管理措施。

2.2 静电危害产生的安全隐患应极度关注

江苏姜堰某企业的二车间离心机设备作业中, 在其将从搪瓷反釜中写出的W-100-1纺织用抗氧化剂、甲苯溶剂做分离处理时, 突发爆炸事故, 最终造成1人死亡、1人重伤的悲剧。

在经过事故调查后发现, 相关物料当时已经过了23h的持续机械搅拌, 并在通过塑料导管之后直接进入至离心机中。在离心机设备的转鼓内部还垫有非导电体的过滤布袋。在经过长时间的搅拌处理后, 含有甲苯溶剂的物料会开始出现静电积聚的状况, 在其以一个较快速度进入塑料管后, 静电荷便会大幅度增强。在物料进入至离心机设备后, 其所带有的电位较高, 与转鼓上部螺丝带有的低电位形成了较大的差异。因此, 当离心机设备接触到带有强大冲击力的物料时, 其转鼓的高电位与螺丝的低电位形成较大的高低差异, 从而致使放电现象产生, 最终引爆离心机内部混合性的爆炸气体。

现今在精细化工生产作业中, 许多厂家的规模尚且较小, 因此生产作业采用的是间歇式的方式, 一釜多用状况极为常见。在对进料、物料做分离处理时, 也通常会采用塑料管道。这类作业工具的生产通常经由一些专属设计单位, 但是相关设计人员由于自身对于精细化工缺乏实践性的认识, 对于静电所带来的危害认识也较不充足, 未对塑料导管中经过的易燃爆物料具体流速做科学计算及相关说明, 从而致使安全事故发生概率较高。因此, 在安全设计中, 还应注意加强对静电危害的重视, 积极采取相关的技术措施并将其应用于安全设计中, 确保精细化工生产的安全性。

2.3 安全设计中的应急事故的处理进行优化

在精细化工作业中, 硫化氢泄漏的事故频有发生。此类事故发生的主要状况为:在将硫化钠溶液放置于磷酸槽时, 阀门失控致使磷酸槽中的硫化钠较多, 其流速较快, 最终产生了大量无法被及时消耗掉的硫化氢。而在磷酸槽中的硫化氢逐渐溢出, 最终导致相关操作人员中毒。事故原因:在安全设计中存在突出问题, 对于硫化钠溶液的具体流量并没有明确的显示控制仪器, 同时也缺乏必要的尾气吸收安全系统, 从而致使过大的气体无法被及时吸收, 逐渐进入至作业空间中。

3 结论

化工产业要想平稳的进行发展, 安全问题是不容忽视的, 要避免人身财产受损害, 同时扩大经济利益, 产生更高的效益。那么, 安全设计工作在此过程中占据重要的地位, 只有将其不断的创新加强, 不断的优化管理细节, 才能将安全性提升到最高, 避免危险事故的发生。

参考文献

[1]李逢铭.优化化工安全设计在预防化工事故发生中的作用[J].科技创新与应用, 2014, (28) :119.

化工安全设计篇5

1化工工艺设计的内容、特点阐述

化工工艺设计主要是指化学工程师依据化学反应或者化学反应过程所设计出的能够将原料转变为客户所需求产品的生产流程[1]。化工工艺流程复杂,涉及到诸多环节,如,化学原料处理(化学材料碾碎、提纯等等)、化学材料的化学反应设计、化学产物的筛选、化工流程的安全设计等等,如果某一方面要素设计不合理,就会导致化工生产过程的安全性下降,难以满足社会发展需求。通常情况下,化工工艺设计环节具有以下几种特点:

1.1化工工艺设计工作具有复杂性特点

[2]众所周知,化学工程师在展开化工工艺设计工作时,需要进行安全性评估,设备(管线、仪器)检测等一系列工作,只有确保这些内容都具有可操作性、可靠性与安全性后,才可以展开后续工作,由此可见,化工工艺设计工作具有一定复杂性特点。

1.2化工工艺设计工作需要严格按照工艺流程展开

[3]众多周知,任何一个项目活动的展开都有其固定的流程,只有确保流程合理,才可以有效提高工作效率,满足发展需求。针对此种情况,化学工程师在展开化工工艺设计时,就需要严格遵循工艺流程要求,严格按照化工工艺流程图布置管道,从而保证化学反应生产工作能够顺利进行。

2影响化工工艺设计安全性的主要因素分析

众所周知,化工工艺设计工作具有一定复杂性,需要化学工程师关注众多环节,并严格从化工反应的全过程出发[4]。但是现阶段,受到一些客观因素的影响,化工工艺设计中频繁会产生安全性问题,难以保证化学反应生产工作顺利进行。以下就对影响化工工艺设计安全性的主要因素进行分析,以供大家了解。

2.1化工物料影响化工工艺设计的安全性

化学反应生产工作中会使用大量的化工物料,这些化工物料的性能、特点存在一定差异性,有的化工物料有毒、且易燃易爆;有的化工物料带有酸碱腐蚀性,在此种情况下,如果工作人员在化学反应生产过程中,对这些化工物料性质了解不到位,而是盲目使用,就会导致化工物料出现各种物理化学反应,从而埋下安全隐患,产生严重的安全事故。

2.2化工设备影响化工工艺设计的安全性

众所周知,化学反应生产工作中会使用大量的机械设备和化工设备,这些机械设备和化工设备直接影响到化学反应生产效率,作用巨大[5]。但是现阶段,化学反应生产工作中所使用的机械设备和化学设备中存在热、光、气现象,此现象会直接产生安全隐患,如,着火,爆炸等等。与此同时,由于部分工作人员不懂得机械设备和化工设备的操作方法,导致机械设备和化工设备在操作时,操作方式不当,亦或是工作人员没有提前对机械设备和化工设备进行检查,导致设备运行中频繁发生故障,从而埋下严重的安全隐患,产生不必要的经济损失。

2.3化工工艺设计不合理出现安全性问题

现阶段,化学工程师在展开化工工艺设计工作时,由于缺少考虑,导致化工工艺路线出现交叉重叠的问题,在此种情况下,就会对化工生产工作带来严重的安全问题,埋下诸多安全隐患。

2.4化工设备管道泄漏产生的安全问题

化工企业的安全制度问题篇6

关键词:企业;化工;整顿;生产工艺;安全制度

中图分类号:X937文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0175-01

化工企业正逐步影响着人们的正常生活环境,已成为人们心中的安全隐患。从而,企业的安全问题越来越被各地方政府机构所关注。

首先,环保作为企业最重要的一项安全措施,是很多企业应该考虑的头等问题。政府对于化工区的选址,需确保附近居民生活环境的安全。据环保局调查,很多化工企业存在选址不当,没按有关法律、法规建设等问题。特别是很多企业沿江河而建,一旦发生事故,将对居民饮用水构成严重威胁;有些企业甚至把没有经过处理的废水直接倒入河道,不但污染了河道,还使大量鱼类生物死亡,影响了生态环境。除此之外,而存在一些治标不治本的方法,他们造高烟囱应付有关部门的政策法规,敷衍了事。不经过废气处理而直接排入大气的有害气体,不仅影响人们正常的生活环境,特别引起人们的呼吸道疾病,还会破坏大气臭氧层。城市化进程中,工业污染,尤其是化工工业污染所带来的危害往往是难以估计的。一旦处理不当,就会带来灾难性后果。

其次,在化工领域由于缺乏相应的法律、法规依据而难以执行。有些地方采用地方法规对化工行业进行治理整顿。根据法规要淘汰一批生产规模小、技术落后、安全性低、经济效益差的传统小化工企业。特别是一些事故防范措施和应急方案不完整、操作性和工作性差,在防范事故的同时,缺乏保护环境的措施,企业安全性责任没有明确到具体个人或部门,制度和操作规范不完善的企业。并且,大部分职工素质低,没有安全意识。政府应当将符合产业规划导向和行业标准的企业联合控制,将其迁入专辟的化工园区。除此之外,根据产品的危险程度、工艺深度、污染程度等指标制定科学的准入制。现代化化工企业必须采用比较先进的、安全性高的自动化生产线。按照生产工艺要求,采用现代化生产用控制电脑和相关的控制系统。对于信息化项目实施的各种产业,比如最常见的油、气等化工产品的生产性质决定了对产品的批次质量的要求严格,不能出现半点差错。而且,油气等化工产品易燃、易爆,储存和运输时要特别注意安全防范,务必要做好防火、防雷措施。

现代企业制度的产生与发展经历了一个漫长的过程。传统的近代企业主要是靠管理者个人能力、经验等进行的经验型管理。随着企业形式的发展,企业规模的扩大,企业的内部管理也日益复杂,传统的管理方式难以适应,现代化的科学管理就相继步入了经济舞台。

除此之外,还需要有完备的法制和政府作用的合理发挥。现代企业制度和法制建设有着内在的联系。特别的化工企业,现代企业制度的正常运转要求具备相应的法制环境。而政府的作用主要体现在法律的制定,规范企业的地位,以及企业的内外部关系。

影响化工企业安全生产的因素是多方面的,主要有:安全生产制度不健全,或者有制度不执行,违章作业;安全设备和设施不齐全,应准备不配备,仪器的防护、保险及信号灯装置缺乏或不良;安全责任不明确,安全措施不落实,安全需要资金不投入;安全教育不开展,员工安全意识差;有毒、有害物品存放超定额或保管不当,无急救或保险措施,厂房常年失修,厂区污染严重。还有,员工为很好地学习操作方法、技巧和规程,未按规定操作等。

当然,国家和政府给化工企业制定的一系列安全制度,它的功能就是保障目标的实现,在保证安全的基础上,达到最优的经济效益。化工企业制度的形成,就是企业的创新过程。美国经济学家约瑟夫:熊彼特于1912年《经济发展理论》的出版,标志着“创新理论”的形成。随着技术变革和技术推广位研究对象理论的形成,“创新”得到了发展。在改进生产工艺,企业创新之际,主要做到以下三点:

①企业运行机制的创新。运行机制也即决策机制,该机制的中心环节就是决策主体的确立,它是企业能否良性运作的关键条件。②企业激励机制的创新。它是激励者根据自己的目标刺激呗激励者采取某种经济行为和不采取某种行为的机制。其中心问题是激励者如何采取有效的措施和手段达到激励的目标。③企业约束机制的创新。其机制是企业在追求目标实现过程中受到各种内部条件和外部环境的牵制的机制。内部的企业制度和外部的法律、法规政策使化工企业保持合理的经济行为,并对自己的经济行为承担全部责任的机制。这样能从反面激励企业主体高效而且合理执行自己的职能协调和发展各方面利益。最后,不管是化工企业还是别的企业在追求企业经济效益的同时,要做到与政府决策、法律和企业制度同步,绝不违规执行。政府要全力支持符合可持续发展的企业。

参考文献:

[1] (美)M.阿姆斯特朗.企业行为管理[M].成都:西南财经大学

浅谈化工装置设计的安全诊断篇7

一、装置安全设计流程

1.爆炸火灾危险性较高的设计工艺设计流程应对爆炸火灾易发部位进行安全管控, 在特定事故的高发期, 应采取有效措施管控装置安全。

2.工艺设计流程应考虑其正常开停、处理异常操作、处理紧急事故和正常操作的安全管控措施。

3.要想设计出安全的泄压系统, 应考虑装置管道与设备的压力值, 允许最高工作压力与防爆膜、安全阀的压力设定关系, 并应考虑装置应对火灾时的情况, 停汽、停电或停水事故下, 应比较装置排放量, 应选用可靠性高的泄压装置, 预防爆炸事故的发生。

4.化工企业在设计系统时, 应考虑材料进入设备的量、温度、爆炸、堵塞等情况。

5.工艺设计流程应考虑发生安全事故时装置不至于被破坏, 并能进行紧急停车操作, 防止事故扩大或蔓延。

6.对生产装置中的供汽、供风、供水和供电等公共设备的设计, 应满足正常事故与生产状态下的需求, 并应符合相关的防爆、防火规定。

二、布置装置设计的安全问题

1.在布置平面装置时, 首先必须按照设计工艺流程设计装置, 然后还必须考虑装置的防爆和防火要求, 并应采取适当的消防、维修操作, 便于更好的疏散人员。

2.在装置设计过程中应将设备或厂房内存在的爆炸物品集中摆放, 然后应对物品摆放有严格的要去, 这样可以更好合理的设置防爆防火器材。

3.装置设备必须尽量布置于敞开式、半敞开式或露天的构造物内, 尽可能降低由爆炸火灾带来的经济损失。

4.如果生产部位存在爆炸火灾威胁, 必须将其设置在单层厂区内, 同时应在厂区外墙除安放设备, 如果设备布置于多层厂区内, 易爆易燃品的生产场地就必须设置于厂区外墙的最上层处。

5.生产厂区中如果存在安全事故威胁, 靠近易爆易燃品的厂区就必须有泄压装置, 在布置泄压装置时应考虑人员与交通问题, 建议将设置布置于人员少且不阻碍正常交通的位置, 以减少其影响建筑物和生产装置的几率, 必要时应设置空地防护设施和挡板防护设施。存在引发安全事故风险的构造物与生产设备必须集中布置, 也可以布置于防爆建筑物内。布置明火装置时, 应远离易泄露易爆易燃物料的位置。

6.装置内部露天布置建筑物、构造物、储罐和设备, 应按照流程分区情况集中布置。

7.化工装置实验室、变配电室与控制室等辅助设施应在非安全事故危险区集中布置。

三、设计缺陷防范

(1) 安全和设计的关联意识强化

项目设计是保证产品质量的源头, 项目设计效果如果没有可靠的安全性, 那么整个项目质量也无法得到保障, 因此, 装置设计工程师必须具有超强的责任感、使命感, 必须具备良好的职业素质, 只有做到这几点, 才是确保自己设计产品品质安全的最有利保障。

(2) 将设计组织工作做好

很多项目的设计时间很短且设计内容较为复杂, 再加上装置设计时不合理安排时间、组织项目、人员分配等工作内容, 使得很多设计项目即使加班加点的工作也难以确保设计工作顺利完成, 如遇该情况时, 工作者切不可一味的赶工期, 应严格按照相关操作流程一步一步完成工作内容, 要对装置设计与施工的严谨性负责。

(3) 全面提升设计工作者综合素养

人始终是第一生产力, 设计装置时, 工作者的素养与设计质量有着紧密关联, 一方面, 工作者必须具备独创思维, 必须习惯创新, 不可以总套用传统设计思路, 应积极学习先进的理论知识与专业技能。与此同时, 设计过程中应按照设计规范开展工作, 应尽量保证设计内容的完整性与详尽性, 很多装置设计问题就是因为设计过程中交代不清, 才给施工组织无所适从简单了事的借口。

(4) 合理运用经验

阅历丰富、经验多是好事, 可是设计人员不应过分依赖于经验, 而丧失了创新精神。许多设计人员往往根据自身经历感性的作出判断或选择, 而不做深层次调研, 这种情况很可能使问题缺少预见性, 如果设计过程中没有周全考虑设计内容, 即使出现偏差, 设计人员一时也难以察觉, 最终就会导致设计缺陷。

(5) 提高设计管控水平

建立健全技术管控章程, 配备齐全准确的基础设计资料和设计规范与标准, 各专业工作者应紧密联系, 降低边缘错误发生的几率, 审核、校核应严格, 将设计差错控制在可控范围内。

(6) 强化信息反馈力度

反馈信息可以帮助设计人员调整设计方案, 使装置设计方案更加完善、科学。除了应充分了解自身设计项目外, 还应更多的了解已建成的各类项目, 取人之长补己之短。扎实做好反馈工作, 会在一定程度上管控失误发生的几率, 从而有助于设计人员开展工作。

总结

化工企业从事生产活动时, 装置安全能否得到保障, 直接影响着产品生产质量与生产人员的安全, 因此, 研究化工装置设计安全诊断问题有着一定的实际意义。笔者建议, 相关单位应结合企业生产场地环境与企业生产流程特点制定出合理诊断方案, 并应努力提高操作人员的技术水平与安全意识, 使工作人员能认识到问题的严重性, 从而保证设计质量与生产安全。

参考文献

[1]胡晨.工艺安全设计石化工程本质安全设计的核心[J].石油化工设计, 2009, 16 (4) :22-24, 70.

[2]崔克清, 张礼敬, 陶刚.化工安全设计[M].北京:化学工业出版社, 2009.

石油化工装置设计与安全分析篇8

石油化工行业涉及到的领域比较广泛, 其工艺、工作的环境、条件要求等比较多, 因而受到制约的方面也多, 尤其是装置的设计优劣会影响到整体功能, 装置、管道等布置, 对生产的影响很大, 尤其是安全方面的内容非常紧要。如果设计中存在不足, 必然会有安全隐患的存在, 要杜绝安全隐患, 首先要从装置设计出发, 从源头上将安全危险因素排除。我国的经济发展对石油能源的依赖非常大, 每年消耗的石油产品居世界前列, 因而提升整个石油化工产业的水平具有积极的意义, 其中的设计工作至关重要, 既可以提升产能, 又能降低安全风险, 相关研究意义重大, 值得深入。

2 石油化工装置的危险性分析

石油化工是一项系统性的工程, 其中涉及到的危险因素也非常多, 归结起来, 危险情况有几大类, 如“反应性危险、中毒危险、火灾爆炸危险、高温操作、负压操作、高压操作、低压操作、泄露、明火和腐蚀危险等, 一旦出现险情, 引发危险事情, 其损失往往是非常巨大的, 因而石油化工的危险要从源头上杜绝, 降低其发生的几率, 设计作为最初的环节, 其安全性设计是重要一环。

3 石油化工装置的工艺安全设计

3.1 工艺路线的安全设计

(1) 物料安全性设计:尽量使用安全性好的原料和辅料, 产品的物料并不是唯一的, 具有较大的选择余地, 因而可以将安全性作为评估指标之一, 尽量采用安全性高的物料, 降低隐患。

(2) 简化工艺条件:工艺条件越苛刻, 对工艺设备的要求越高, 工艺装备的设计和制造业就越复杂, 导致设备运行的寿命短, 容易老化等, 因而尽量简化工艺。

(3) 减少危险性介质的藏量:危险性介质的藏量越大, 则事故发生的几率就越高, 事故的损失也越大, 因而减少危险性介质的藏量, 不但能减小危险发生的几率, 还能降低事故发生后的损失。

3.2 工艺过程的安全设计

工艺过程的安全设计包含多个方面的内容:其一, 对于有危险反应的工艺过程, 要设置报警装置, 以便危险发生后可以自动连锁停车或自动控制;其二, 对于物料是易燃易爆的情况, 要设置防爆、防火措施, 如消防设备配备到位;其三, 当出现紧急事故或爆炸、火灾等情况时, 装置能有自动紧急停车;其四, 工艺过程设计必须考虑供电、供水、供风和供汽等装置, 提高系统的可靠性供应, 减少额外铺设装置的情况, 简化布置;其五, 工艺过程中放空的液体或可燃气体, 不能随意的排放, 而是要经过安全处理, 如毒性、腐蚀性的介质进行无害化的处理, 液化烃类管道和设备的放空要进入火炬系统;其六, 在采用新技术和新工艺时, 必须审查防爆、防火设计资料, 核实防爆、防火方面的安全性, 配套相关的防爆、防火设备;最后, 在引进国外先进的技术时, 要考虑我国安全防火、防爆的现状, 要符合我国的法规标准, 其设计和应用要满足相关的条款和认证, 并且还要审查国外相关供应商的资质。

3.3 工艺流程的安全设计

工艺流程的安全设计同样需要从石油化工装置的整体设计去考虑, 包含多个方面的内容:其一, 要考虑正常操作、异常操作和紧急事故处理的安全措施;其二, 对于火灾爆炸可能性高的工艺流程, 要在特定的时期和部位进行检查, 并采取安全应对措施, 减少危险发生额的可能性;其三, 工艺安全的泄压系统的设计, 要考虑管道、阀门、防爆膜等压力值的设计, 允许最高的安全压力, 并对火灾时的排放量、停水、停电、停汽等事故状态下的排放量进行控制, 选择比较可靠的泄压设备, 减少火灾爆炸发生的可能性;其四, 全面考虑操作参数的监控仪表、自动控制回路等, 设计时减少危险物料的存放;其五, 火炬系统的设计要考虑物料性质、物料量、物料压力、堵塞、温度、爆炸等因素的影响;其六, 控制室的设计, 要做到在事故发生后不受到破坏, 能够进行控制操作, 减少事故的蔓延;其七, 供水、供电、供汽等公用设施的设计要满足正常的生产要求, 并且能保证在停电后的15min以内, 供气正常维持, 供水中断后, 冷却系统能正常工作10min;其八, 尽量减小和消除静电积聚, 减少静电积聚的因素, 相关的静电设计要符合设计规程;最后, 报警信号系统、自控检测仪表、自动和手动紧急泄压排放安全设施进行连锁, 对于非常关键的部位, 则设置常规检测和异常检测的双重检测系统, 确保万无一失。

3.4 物料的安全设计

物料的安全设计主要从两个方面着手:其一, 可燃性气体和液体应尽量在密闭系统中运行, 气象空间的可燃气体和蒸汽的浓度要控制到最低;其二, 对于可燃性或能够引起爆炸的原料、半成品或成品应该列出火灾危险性特性, 此外, 物料的安全性分析还可以考虑其致癌、重度等危险性, 进行及时有效的防护。

4 装置布置的安全设计

(1) 对于石油化工装置中处理同类或类似危险品的设备, 尽量集中布置, 以便当险情发生后可以迅速的寻找到, 也便于统筹管理, 提高险情处理的效率。

(2) 装置的平面布置, 要按照工艺流程进行设计, 考虑防爆和防火相关的规范要求, 并方便操作、维修和消防疏散等方面的操作。

(3) 装置内的设备, 要尽量布置在敞开或半敞开的建筑物内, 减少火灾爆炸时造成的损坏。

(4) 装置内露天布置的贮罐、设备要按照生产流程分区集中布置。

(5) 有爆炸危险的生产部位要单独布置在厂房内, 并且尽量靠近厂房的外墙, 如布置在多层厂房内, 一旦出现爆炸或火灾情况, 容易发生连带的事故, 易燃易爆的生产部位应该布置在最上一层, 并且靠外墙, 在有爆炸危险的厂房内, 不应设置在休息室或办公室等设施内。

(6) 有火灾爆炸危险的生产厂房内, 液压部位不应布置在人员集中的区域, 靠近易燃易爆部位应当设置泄压面积, 要减小对临近生产装置和建筑物的影响。有火灾爆炸危险的建筑物、生产设备、构筑物应布置在一端, 也可设在防爆构筑物内, 如爆炸危险性大的反应器和其他设备之间应布置防爆隔离墙。如果存在多个反应器, 多个反应器之间要设置防爆隔离墙, 明火设备的布设尽量远离可燃气体、易燃液化气、可燃蒸汽等工艺设备。

(7) 装置的变配电室、集中控制室、分析化验室等辅助建筑物, 应布置在非防爆防火危险区。

(8) 装置各类建筑物、设备和构筑物的布置间距, 应满足防爆、防火的距离要求, 合理布置消防通道, 不能出现消防作业的死角, 重视设备联合平台和框架安全疏散通道的连接性, 最大限度的方便作业人员的进入或撤离。

5 工艺管道的安全设计

(1) 工艺管道的防雷电、洪水、暴雨、冰雹等自然灾害以及方静电安全措施, 要符合相关的规范要求。

(2) 工艺管道必须安全可靠, 且操作具有简易性, 设计中所选用的阀门、管件、管道的材料, 要保证足够机械强度和使用的寿命, 管道的设计、生产、安装和调试等条件要符合国家的规范要求和现行的行业标准。

(3) 工艺管道上的防爆膜、安全阀、液压设施、自控检测仪表、安全连锁装置和报警系统及卫生检测设施要设计合理且安全可靠。

(4) 工艺管道的取样、废气排放、废液排放等设计, 必须安全可靠, 且应设置有效的安全设施。

(5) 严格按照工艺条件要求, 管道的连接方式要合理, 或接头不宜用于有毒介质管道, 除必要的法兰连接之外, 应尽量采用焊接, 管道上小口径分支管应采用加强管接头与主管连接, 法兰、阀门等管道组成要按不同的压力等级选用。

(6) 输送火灾危险性为有毒、腐蚀性介质或甲、乙类介质的管道, 不能穿过无关的建筑物, 集中敷设于同一管架上的各种介质管道要保留一定的间距, 液化石油气体和易燃液体管道严谨与热料、蒸汽管道相邻布置, 多层管架中的热料管道应布置在最上层, 可燃介质与助燃管道之间宜用不燃管道隔开, 并且之间的距离保持300mm左右。

(7) 根据输送介质的温度、压力和性质等因素选择管材, 不能随意选择或替代, 不得使用存在缺陷的管材, 如果输送高度危害的介质, 或者是液化烃的压力管道, 应当采用优质钢材制造的管道, 不能用沸腾钢制造, 含碳量要大于0.24%。

6 设计缺陷的防范

6.1 增强设计与安全相关联的意识

设计是项目的源头, 设计的安全能够保证项目本质的安全, 作为设计人员首先要考虑到装置的安全性要求, 设计与安全相关联的意识是设计需要具备的意识, 只有设计人员具有基本的安全意识, 才能从源头上控制安全性, 减少事故发生的可能性。

6.2 做好设计的组织工作

设计的组织工作如果到位, 则各工作的部门能够协调一致, 共同应对设计中的难题, 保证设计工作按期、按质、按量的完成。组织工作的到位是设计工作不可或缺的一环, 良好的组织工作保证工作有效、稳定的推进, 并且能减少纰漏, 使设计更趋完善。

6.3 提高设计人员的素质

设计人员的综合素质往往关乎到整体设计的水平, 因而提高设计人员的素质可以获取高质量的图纸, 提高人员的素质从两个方面进行:其一, 组织设计人员参与技术培训, 提高技能;其二, 提高设计人员的安全意识和责任意识。

6.4 正确使用设计经验

设计经验是石油化工装置设计的一个重要知识来源, 经历多、阅历丰富能够为设计工作提供参考, 使设计人员更加周全、细致的考虑设计的各项内容, 尽量少走弯路, 此外, 设计经验丰富可以预见可能存在的问题, 洞察危险因素, 减少安全隐患。

6.5 提高设计工作的管理水平

完善的管理工作可以组织好设计的各个环节, 如资料的准备、标准规范、各专业人员的密切配合、审核、校核等程序, 可以从各个方面保障设计工作的顺利进行。管理水平的提高还需要引进先进的管理人才, 提高整体的管理水平。

6.6 加强信息反馈工作

大量的反馈信息能够促进设计工作不断得到改善, 使设计更加合理、全面。反馈工作是设计中的重要部分, 加强信息反馈可以通过问卷调查、实地考察等来进行, 通过各个途径来了解设计中存在的不足, 以便进行改善。

7 结语

随着经济的发展, 我国的石油化工产业对经济的发展发挥着重要的作用, 但石油化工中存在着一定的危险性, 所造成的安全事故带来的损失也是非常巨大的, 因而需要从设计源头进行改进, 研究石油化工的设计工作, 如管道布置、工艺路线等, 对危险因素进行分析探讨, 以为提升设计水平做出一定的贡献, 相关研究值得深入。

参考文献

[1]王怀义.石油化工管道安装设计[M].北京:中国石化出版社, 2005.

[2]化工工艺设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[3]中国石油化工总公司.石油化工企业设计防火规范[Z].2009.

[4]石油化工设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2007.

石油化工装置设计与安全分析篇9

目前石油化工行业涉及诸多领域，其工作环境等要求多，从而受到多方面的影响，其中装置设计的优劣会直接影响到整体性能，特别要注意安全方面的内容，如果设计中存在一丝疏忽，可能会引起一系列的安全隐患问题，要杜绝安全隐患的发生，就要从装置设计方面入手，消除安全危险因素，对于提升整个石油化工产业的整体水平具有积极的推动作用。

二、石油化工装置的安全问题分析

现今，大部分石油化工产业生产出的产品及原材料本身都具有一定的危险性，一般都具有易燃、易爆、毒性强等特点，因而，原材料的生产、储存、运输和销售过程中都存在一定的危险性，而石油化工产业又是一个复杂的系统工程，存在复杂性、综合性和不确定性，而且在复杂的操作过程中一旦出现失误，后果将是灾难性的，因此对石油化工产业的操作人员有较高的素质要求。

三、石油化工装置的工艺安全设计方面

3.1工艺过程的安全设计

第一，在石油化工生产过程中对于具有易燃易爆性的危险物质进行加工时，一定要注意在相关的生产车间内设置防爆、防火等装置，也要安装报警装置，随时对工艺流程进行实时监控，报警装置发现异常情况可以立即报警，防止危险状况扩大；第二，石油化工产业的生产活动必须需要的供电、供水、供风和供汽等装置进行备份设置，保证石油化工产业的生产活动有秩序的进行，不会受到任何其他设备运行状态的影响；第三，大部分石油化工产业中产生的废气和废渣都具有高污染性、危险性，要采用先进的科学技术手段，合理的运用先进的回收技术，进行有效的处理，保证环境的优良性，还要确保新技术和新设备的应用安全。

2.工艺路线的安全设计

(1）简化工艺流程

在石油化工装置的运行过程中，经过很多的复杂步骤会对石油化工装置安全性产生不利的因素，所以在石油化工装置的运行过程中，要结合当前石油化工的实际水平，工艺适时简化处理，减少石油化工装置运行的基本步骤，提高石油化工装置运行中的安全性。

(2）减少危险性介质的存量

目前，石油化工装置运行所需要的原材料大多数都具有一定的危险性，这些危险介质的大量储存会给石油化工装置造成危害，所以在石油化工装置运行的过程中，要结合生产任务对石油化工装置的生产活动进行科学合理的规划，减少危险性介质的库存，减少危险发生的几率，是石油化工产业生产集约化的一种体现。

四、石油化工装置安全设计

(1）工艺路线的安全设计

首先要保证安全，要尽量选择危险性较小的原料和辅料。其次，可以改变工艺过程的条件使反应剧烈程度降低，促使工艺更迅速的进行。再有，使流程尽量简单化，这样干扰也会变小。值得注意的是，注意危险介质的藏量，量越大，发生事故时的危害就会越大。

(2）工艺流程的安全设计

详细规划应对紧急突发事故处理的有效措施，在一些具有火灾爆炸性可能的生产工艺过程中，一定要让维修人员定期对设备进行全方位的检查，仔细的进行检修工作，并提前采取一系列有效措施避免危险事故的发生；流程设计要全面考虑检测仪表、自动回路的控制，注意不要存放过多的危险物料；设计师在进行泄压系统方面的设计时，一定要综合各个方面考虑最高工作压力与阀门、防爆膜压力值的关系，做好火灾、停电停水等事故时的排放量计算，进而选择合适的安全泄压设备；对于供电、供水等基本设施的设计要满足正常状态的要求。

(3）装置布置的安全设计

第一，尽量将设备布置在露天或宽敞的建筑物内，防止事故发生时造成危险性的破坏，要特别注意对同类危险物料进行细致的分类处理，设备应尽量采取分区域布置，会非常有利于工作的顺利进行；第二，要按照流程设计装置的平面布置，并考虑预防工作的相关要求及维修、消防等操作；第三，一些危险的生产部位要单独布置，且要尽量靠近厂房外墙，另外，休息室、办公室等不应设置在危险厂房内；第四，危险的生产厂房还应设置足够的泄压面积，而且危险性较大的反应器和其它设备间要设置防爆隔离墙；第五，为方便人员的工作要布置合理的消防通道，设计时要注意设备及安全通道间的畅通性，绝对不能出现死角。

五、工艺管道方面的安全设计

首先，一般工艺管道具有防冰雹、雨雪、雷电等自然灾害的特性，且操作简单，设计中所选用的管道材料应当具备一定的机械强度和使用寿命，而且管道从最初的方案设计，再到生产过程，最后安装调试等环节都要符合国家现行的行业标准，严格按照国家规范条文，其次，工艺管道的废气排放与废液排放等设计必须安全可靠，严格按照工艺条件要求，管道的连接方式要合理，接头应采用无毒介质管道，应尽量采用焊接。最后，输送火灾危险性的管道，不能穿过建筑物，而应该集中敷设于同一管架上，相邻各种介质管道都应保持一定间距，相邻布置。

六、工艺流程的安全设计

由于石油化工产业的工艺流程是一个极其复杂的系统性流程，因而对其进行安全设计时，需要从系统的整体情况进行分析：第一，在系统的安全设置方面，要考虑到系统出现异常突发现象时应采取的处理方案，采取有效措施提高系统安全性的设计；第二，对于在石油化工产业中经常发生的火灾、爆炸等事故，进行结合相关工艺流程的定期检查，减少事故的发生概率；第三，要针对加工系统和管道系统中的流体压力进行实时监控，对系统中的压力进行安全控制；第四，因为石油化工企业其本身的高度危险性，所以中央控制室的设计要形成独立的安全的控制形式，尽量脱离易受危险影响的能源供应体制，保证中央控制室对于整个石油生产系统来说都具有一定的控制能力，进一步遏制事故的蔓延。

结束语

石油化工装置设计是一项重大的工程，不仅需要设计者具备专业知识，还要求其具有强烈的安全意识，保证石油化工产业的安全运行。石油化工装置生产过程复杂，大多数产品属于易燃易爆品，因此必须重视石油化工装置的安全设计，保证石油化工设备安全运行以及人民生命财产安全，不断探索创新，促进石油化工行业的不断进步。

摘要：石油化工作为我国的基础产业,在国民经济的发展中起着重要作用,石油化工装置设计与安全在我国石油化工业占有重要地位,因为石油化工装置布置密集,生产过程非常复杂,生产的产品有的具有易燃易爆性质,所以石油化工装置中存在很多危险因素。本文主要分析了石油化工管道设计,探讨了石油化工装置安全设计方法,突出了石油化工装置安全设计的重要性。

关键词：石油化工,设计与安全,安全设计

参考文献

[1]张志威.石油化工装置工艺管道设计的合理性探讨[J].当代化工.2014(04):123.

[2]陈明亮.化工装置事故的多米诺效应定量分析关键问题研究[D].北京化工大学,2013.

[3]尹伊君.有关石油化工装置的管道设计与工艺探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2012,10:93.

石油化工装置设计与安全分析篇10

目前石油化工行业涉及诸多领域,其工作环境等要求多,从而受到多方面的影响,其中装置设计的优劣会直接影响到整体性能,特别要注意安全方面的内容,如果设计中存在一丝疏忽,可能会引起一系列的安全隐患问题,要杜绝安全隐患的发生,就要从装置设计方面入手,消除安全危险因素,对于提升整个石油化工产业的整体水平具有积极的推动作用。

二、石油化工装置的安全问题分析

现今,大部分石油化工厂生产出的产品及原材料本身都具有一定的危险性,一般都具有易燃、易爆、毒性强等特点,因而,原材料在生产过程中、储存期间、日常运输和销售过程中都存在一定的危险性,而石油化工产业本身又是一个极其复杂的系统工程,存在复杂性、综合性和不确定性,而且在复杂的操作过程中一旦出现失误,后果将是灾难性的,因此对石油化工产业的操作人员有较高的素质要求。

三、石油化工装置的工艺安全设计方面

1. 工艺过程的安全设计

第一,在石油化工生产过程中对于具有易燃性、易爆性的危险物质进行加工时,一定要注意在其相关的生产车间内设置防爆、防火等装置,也要安装报警装置,随时实时监控工艺流程的进行程度,而且报警装置发现异常情况可以立即报警,防止危险状况扩大;第二,石油化工产业的生产活动必备的供电与供水等装置进行备份设置,保证石油化工产业的生产活动能够有秩序的进行,不会受到任何其他设备运行状态的影响;第三,大部分石油化工产业中产生的废气和废渣都具有高污染性、危险性,要采用先进的科学技术手段,合理的运用先进的回收技术,进行有效的处理,保证环境的优良性,还要确保新技术和新设备的应用安全。

2.工艺路线的安全设计

(1)物料安全设计

生产物料是石油化工装置的运行过程中最基本的物质,是不可或缺的部分,除了必需的原油供应之外,需要的其他生产资料也具有强烈的危险性,但是其辅助物料有很多种类可以进行选择,因此,选择合适的辅助物料是一个重要步骤,应尽量选择那些安全性较高的辅助物料,保障物料在储存与运输过程中的安全性。

(2)简化工艺流程

石油化工装置在运行过程中,原料需要经过复杂的一系列工艺流程后才能生产出合格产品,这样的一整套石油化工生产程序给石油化工装置的运行提出了更高的要求,通常情况下,首先需要通过好多复杂先进的机械设备,再经过繁复的加工流程才能完成生产活动,经过如此多的复杂步骤会对石油化工装置安全性产生不良的后果,所以在石油化工装置的运行过程中,要结合当前石油化工的实际生产水平,工艺方面应该适时简化处理,减少基本步骤,进一步提高石油化工装置运行中的安全性。

(3)控制危险性介质的存量

目前,石油化工装置运行所需要的原材料大多数都具有一定的危险性,这些危险介质的大量储存会给石油化工装置造成危害,所以在石油化工装置运行的过程中,要结合生产任务对石油化工装置的生产活动进行科学合理的规划,减少危险性介质的库存量,减少危险发生的几率,是石油化工产业生产集约化的一种体现。

四、石油化工装置安全设计

1. 工艺路线的安全设计

首先要保证安全,要尽量选择危险性较小的原料和辅料。其次,可以改变工艺过程的条件使反应剧烈程度降低,促使工艺更迅速的进行。再有,使流程尽量简单化,这样干扰也会变小。值得注意的是,注意危险介质的藏量,量越大,发生事故时的危害就会越大。

2. 工艺流程的安全设计

详细规划应对紧急突发事故处理的有效措施,在一些具有火灾爆炸性可能的生产工艺过程中,一定要让维修人员定期对设备进行全方位的检查,仔细的进行检修工作,并提前采取一系列有效措施避免危险事故的发生;流程设计要全面考虑检测仪表、自动回路的控制,注意不要存放过多的危险物料;设计师在进行泄压系统方面的设计时,一定要综合各个方面考虑最高工作压力与阀门、防爆膜压力值的关系,做好火灾、停电停水等事故时的排放量计算,进而选择合适的安全泄压设备;对于供电、供水等基本设施的设计要满足正常状态的要求。

3. 装置布置的安全设计

化工厂的基本布置

第一,尽量将设备布置在露天或宽敞的建筑物内,防止事故发生时造成危险性的破坏,要特别注意对同类危险物料进行细致的分类放置,设备应尽量采取分区域布置,会非常有利于工作的顺利进行;第二,要按照流程设计装置的平面布置,并考虑预防工作的相关要求及维修、消防等操作;第三,一些危险的生产部位要单独布置,且要尽量靠近厂房外墙,另外,休息室、办公室等不应设置在危险厂房内;第四,为方便人员的工作要布置合理的消防通道,设计时要注意设备及安全通道间的畅通性,绝对不能出现死角。

五、工艺管道方面的安全设计

首先,一般工艺管道都具有防冰雹、雨雪、雷电等自然灾害的特性,且操作简单,设计中所选用的管道材料应当具备一定的机械强度和使用寿命,而且管道从最初的方案设计,再到生产过程,最后安装调试等环节都要符合国家现行的行业标准,严格按照国家规范条文,其次,工艺管道的废气排放与废液排放等设计必须安全可靠,严格按照工艺条件要求,管道的连接方式要合理,接头应采用无毒介质管道,应尽量采用焊接。最后,输送火灾危险性的管道,不能让其直接穿过建筑物,而是应该集中敷设于同一管架上,而且做到相邻介质管道都应保持一定间距,相邻布置。

六、工艺流程的安全设计

由于石油化工产业的工艺流程系统性强,因而对其进行安全设计时,需要从整体情况分析:第一,从系统的安全设置方面来讲,需要提前制定出预防异常突发现象时应采取的处理方案,采取有效措施提高系统安全性的设计;第二,对于在石油化工产业中经常发生的火灾、爆炸等事故,对相关工艺流程的定期检查,减少事故发生的概率;第三,要针对加工系统和管道系统中的流体压力进行实时监控,对系统中的压力进行安全控制;第四,石油化工企业由于其本身的高度危险性,所以中央控制室的设计要形成独立的控制形式,远离易受危险影响的能源供应体制,保证中央控制室对于整个石油生产系统来说都具有一定的控制能力,进一步遏制事故的蔓延。

工艺流程布置

结束语

石油化工装置设计是一项重大的工程,不仅需要设计者具备专业知识,还要求其具有强烈的安全意识,保证石油化工产业的安全运行。石油化工装置生产过程复杂,大多数产品属于易燃易爆品,因此必须重视石油化工装置的安全设计,保证石油化工设备安全的运行,保护好人民的生命财产安全,不断积极探索创新,促进石油化工行业的不断进步。

摘要：石油化工作为我国的基础产业,在国民经济的发展中起着重要作用,石油化工装置设计与安全在我国石油化工业占有重要地位,因为石油化工装置布置密集,生产过程非常复杂,生产的产品有的具有易燃易爆性质,所以石油化工装置中存在很多危险因素。本文主要分析了石油化工管道设计,探讨了石油化工装置安全设计方法,突出了石油化工装置安全设计的重要性。