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關(guān)鍵詞：化工工藝；安全設(shè)計；危險因素；解決對策
在現(xiàn)階段的化工工藝設(shè)計過程中，對于化工工藝設(shè)計過程中的安全性越來越重視，在實踐中要對相關(guān)工藝安全設(shè)計存在的危險因素進行系統(tǒng)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(shè)計的主要類別
1.1概念設(shè)計
所謂的概念設(shè)計就是通過模擬具體的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備狀況開展實施的一種技術(shù)手段。概念設(shè)計一般會在設(shè)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(guān)生產(chǎn)路線的合理性。
1.2中試設(shè)計
中試內(nèi)容與相關(guān)任務(wù)主要就是對小試中已經(jīng)確立的相關(guān)條件以及工藝路線進行系統(tǒng)的檢查，對于具體的產(chǎn)品進行系統(tǒng)的考核，了解其主要性能，對于具體的工藝系統(tǒng)的持續(xù)性以及可靠性進行探究，進而收集到相關(guān)工藝需求的數(shù)據(jù)，這些內(nèi)容與系列內(nèi)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(jù)實際情況開展。
1.3初步設(shè)計
初步設(shè)計就是基于相關(guān)化工項目設(shè)計中的初始階段進行優(yōu)化，其主要成果為總概算書以及初步設(shè)計的說明書。主要是對相關(guān)化工工藝的設(shè)計的技術(shù)與經(jīng)濟進行計算。
1.4施工圖設(shè)計
主要就是根據(jù)相關(guān)審批意見，將初步設(shè)計過程的具體設(shè)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(shè)計問題。
2化工工藝設(shè)計中的安全問題與對策
化工工藝設(shè)計中主要存在的安全問題就是在生產(chǎn)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(wěn)定要素。對此要提升對整個化工工藝設(shè)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(tǒng)的控制，避免各種安全隱患問題的出現(xiàn)，在操作過程中，要盡可能的應(yīng)用一些具有一定安全性的工藝技術(shù)與手段，要避免危險產(chǎn)品的應(yīng)用，同時，在化工工藝設(shè)計中要采取與其相匹配的安全措施。
2.1化工工藝相關(guān)物料中存在的安全問題與控制對策
化工工藝在生產(chǎn)過程中要使用不同的原材料與半成品，這些物料應(yīng)用中都是通過各種不同狀態(tài)存在的，主要可以分為氣態(tài)、液態(tài)以及固態(tài)三種形式。在相關(guān)物質(zhì)具備特定的物質(zhì)與化學性質(zhì)與特定的狀態(tài)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(zhì)進行詳細的分析，對其具體狀態(tài)進行了解與掌握，進而了解此種物質(zhì)的穩(wěn)定性與化學反應(yīng)，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(fā)生。
2.2化工工藝設(shè)計路線存在的安全問題與控制對策
化工工藝設(shè)計中的一種反應(yīng)會對多種不同的工藝路線產(chǎn)生影響，對此在相關(guān)設(shè)計過程中，要對其進行綜合考量，選擇較為合適的生產(chǎn)路線，要盡可能的將各種危害降低到最小。工藝設(shè)計要對相關(guān)物料以及生產(chǎn)條件與設(shè)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(shè)施與技術(shù)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(nèi)對其進行回收時候，提升資源的最大利用率，進而避免對環(huán)境造成過度的污染。
2.3化工工藝設(shè)計中反應(yīng)設(shè)備存在的安全問題與控制對策
化工反應(yīng)是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最為關(guān)鍵的內(nèi)容，在實踐中主要就是通過各種化學反應(yīng)獲得一定的產(chǎn)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(chǎn)生，對此在進行相關(guān)反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計與選擇過中要進行科學的設(shè)計與分析，避免各種問題的出現(xiàn)。在相關(guān)化工設(shè)計中存在著各種不同種類的化學反應(yīng)，這也就直接給安全控制與管理問題帶來了一定的挑戰(zhàn)。同時，在化工反應(yīng)過程中也存在一定的反應(yīng)失控危機，也就是說提升對相關(guān)反應(yīng)物的整體反應(yīng)速度與熱效應(yīng)的控制，是十分重要的。
3結(jié)束語
在化工工藝設(shè)計過程中，要嚴格執(zhí)行相關(guān)法律政策，保障操作的標準性，提升整個工藝設(shè)計的安全性，加強重視，對設(shè)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(chǎn)生。熟練掌握相關(guān)設(shè)計與生產(chǎn)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(jù)主要是根據(jù)化工生產(chǎn)過程中所使用的原材料，儲存原材料的環(huán)境、原材料經(jīng)生產(chǎn)加工后所形成的新的產(chǎn)品特性，如物理性、化學性等。根據(jù)不同危險等級的化工產(chǎn)品，確定各種類型化工產(chǎn)品在生產(chǎn)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(shè)計過程中選擇滿足生產(chǎn)需求的操作方式，防火材料及防火設(shè)備。
二、化工工藝設(shè)計分類介紹
1.概念設(shè)計。
概念設(shè)計是指抽象性的設(shè)計，概念設(shè)計一般是在擬建化工生產(chǎn)裝置前進行，概念設(shè)計的主要目的是為了通過建立化工生產(chǎn)裝置模型，根據(jù)模型檢查化工生產(chǎn)工藝中存在影響正常生產(chǎn)的因素，包括生產(chǎn)線路的設(shè)置的合理性，生產(chǎn)環(huán)境條件是否滿足安全生產(chǎn)要求等，避免因化工工藝中某個環(huán)節(jié)存在不合理性給化工生產(chǎn)埋下安全隱患，同時根據(jù)概念設(shè)計建立模型檢驗所的的數(shù)據(jù)為進一步的化工工藝設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。
2.中試設(shè)計。
中試設(shè)計是為了檢驗小試所確定的工藝路線及相關(guān)運行條件。檢測試制產(chǎn)品的功能穩(wěn)定性；檢驗工藝系統(tǒng)的連續(xù)可靠性運行；獲得化工生產(chǎn)工藝設(shè)計所必須的工藝參數(shù)；考察設(shè)計方案投入生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的雜質(zhì)對成品的影響等。
3.基礎(chǔ)設(shè)計。
基礎(chǔ)設(shè)計是化工工藝設(shè)計的重要階段?；A(chǔ)設(shè)計是化工工藝生產(chǎn)裝置及配套設(shè)備安裝及規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)支持。
4.初步設(shè)計。
初步設(shè)計是在基礎(chǔ)設(shè)計完成后的精細化設(shè)計。初步設(shè)計的成果是設(shè)計說明書和工程總概算書，也可以說是從初步設(shè)計是化工建設(shè)的指導思想，以此為依據(jù)進行化工生產(chǎn)線的構(gòu)建；結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計和有關(guān)單位批準的設(shè)計任務(wù)書、化工廠的選址報告，從經(jīng)濟性和技術(shù)性角度出發(fā)，對化工生產(chǎn)線建設(shè)進行總體研究和計算，滿足化工生產(chǎn)線安全生產(chǎn)的同時又能取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
5.施工圖設(shè)計。
施工圖設(shè)計是化工工藝設(shè)計的最后階段，設(shè)計過程中應(yīng)根據(jù)有關(guān)部門對初步設(shè)計的審批意見，結(jié)合初步設(shè)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(shù)要點和各個設(shè)備的原理、布置進行一一明確。并對初步設(shè)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(shè)計最優(yōu)化，滿足化工產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定性生產(chǎn)需求。
三、化工工藝設(shè)計具有的特點
化工工藝設(shè)計交其他專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計具有明顯的區(qū)別，化工工藝設(shè)計工藝流程獨特，生產(chǎn)工藝安全性要求嚴格，技術(shù)含量高。尤其是針對化工產(chǎn)業(yè)近些年來頻發(fā)的安全事故，如化工產(chǎn)品原料在加工過程中出現(xiàn)的有毒原料泄漏問題，嚴重地污染了人們賴以生存的環(huán)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(guān)部門對化工產(chǎn)業(yè)的化工工藝設(shè)計提出了更為嚴格的要求，明確提出在化工工藝設(shè)計時要高度重視工藝設(shè)計在投入生產(chǎn)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(yè)較多，設(shè)備種類繁雜，各種管線管道交織在一起，倘若在設(shè)計過程中沒有確定科學的布線方案可能會早生產(chǎn)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(shù)具有易燃易爆的特性，很容易引發(fā)火災或者更為嚴重的事故。所以，為了保證化工工藝設(shè)計的質(zhì)量，化工生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，必須要加強對化工工藝設(shè)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(chǎn)過程中雖潛在的不利于安全生產(chǎn)的系列因素，而危險因素的識別和控制是指對化工工藝設(shè)計以及設(shè)計方案投入到建設(shè)中雖體現(xiàn)出來的一些不利于安全生產(chǎn)的特征，如化工設(shè)備是否滿足生產(chǎn)的需求，設(shè)備所處的環(huán)境是否滿足安全性生產(chǎn)需求，設(shè)備及相關(guān)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(shè)計人員應(yīng)牢固掌握化工原料的物理特性、化學特性、化學反應(yīng)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(yīng)原理。
（2）路線布置。
在化工工藝路線設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)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(xiàn)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(yīng)裝置。
選擇所需要的各單元設(shè)備和連接方式；確定需要研究的過程替代方案，列出主要設(shè)計變量（如原料配比、反應(yīng)時間、操作溫度、壓力等）；估計最佳的生產(chǎn)條件；確定最佳的過程方案；在流程圖上標出哪些設(shè)備應(yīng)間歇操作，哪些應(yīng)連續(xù)；哪些生產(chǎn)步驟應(yīng)在一臺釜內(nèi)進行或每一步生產(chǎn)均單獨釜進行；為改善裝置操作的時間排列，何時采用并聯(lián)的間歇設(shè)備較為有利；需多少臺中間貯罐，如何布置；進行工程經(jīng)濟考核決策，如果經(jīng)濟效益不好，存在潛在效益呈負值時，要尋找其他方案或終止項目。
2第二層：確定流程圖輸入-輸出結(jié)構(gòu)（原料-產(chǎn)品）
每一步反應(yīng)進料在加料前是否需要預處理；副產(chǎn)物是移出還是循環(huán)；是否需要采用氣體循環(huán)和放空；某些反應(yīng)物是否值得回收并循環(huán)；有多少種產(chǎn)品產(chǎn)出；確定輸入-輸出結(jié)構(gòu)的設(shè)計變量（如原料配比、反應(yīng)時間、操作溫度、壓力等）以及與之相應(yīng)的投資變化；進行工程經(jīng)濟考核決策，如果經(jīng)濟效益不好，存在潛在效益呈負值，這時要尋找另外的方案或終止項目。
3第三層：流程圖的循環(huán)結(jié)構(gòu)
需要多少個反應(yīng)器系統(tǒng)，反應(yīng)器系統(tǒng)之間是否涉及分離問題；需要多少物料循環(huán)使用；在反應(yīng)器進料中是否有過量反應(yīng)物；是否需要氣體壓縮機和制氮機，費用幾何；反應(yīng)器是絕熱操作或用直接加熱或冷卻，加熱或冷卻采取何種介質(zhì)；是否考慮改變平衡轉(zhuǎn)化率，如何改變；反應(yīng)器費用對經(jīng)濟潛力的影響多大，經(jīng)濟潛力=產(chǎn)品價值-原料費用；最后進行工程經(jīng)濟考核決策，如果經(jīng)濟效益不好，存在潛在效益呈負值，這時要尋找另外的方案或終止項目。
4第四層：分離系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
反應(yīng)器的出料有三種可能：如為液體，需考慮液體分離系統(tǒng)；如為兩相混合物，可把化工反應(yīng)器制成帶有相分離功能；如全是蒸汽，需考慮蒸汽回收系統(tǒng)。（1）蒸汽回收系統(tǒng)①確定最佳位置，是在反應(yīng)器出口直接接冷凝器還是經(jīng)過一段冷卻管路后接冷凝器。②選擇最經(jīng)濟的蒸汽回收系統(tǒng)，是依次用循環(huán)水冷卻—新鮮水冷卻—低溫水冷卻；還是一步到位的直接用低溫水冷卻。（2）液體分離系統(tǒng)①如果輕組分會污染產(chǎn)品，應(yīng)該怎樣將其去除；②這些輕組分去向應(yīng)是什么；③是否需要循環(huán)與反應(yīng)物形成共沸物的組分，或是應(yīng)分割這些共沸物；④蒸餾可以完成哪些分離；⑤采用何種形式的塔，怎樣排列順序；⑥若蒸餾不可行，應(yīng)怎樣完成分離；（3）進行工程經(jīng)濟考核決策，如經(jīng)濟效益不好，存在潛在效益呈負值，這時要尋找其他方案或終止項目。
5第五層：熱交換器網(wǎng)絡(luò)
以能量集成分析為出發(fā)點計算換熱器網(wǎng)絡(luò)的最低熱量和冷量，熱交換器網(wǎng)絡(luò)其實就是節(jié)能設(shè)計。使反應(yīng)系統(tǒng)以最低的加熱量和冷卻量，并以最低能耗和最少換熱器臺數(shù)來實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)目的。其基本過程為：向高于夾點溫度的過程供熱；向低于夾點溫度的過程移出熱量；確定換熱設(shè)備臺數(shù)；進行工程經(jīng)濟考核決策，如果經(jīng)濟效益不好，存在潛在效益成負值，這時要尋找另外的方案或終止項目。除上述五層分層決策外，還要考慮安全環(huán)保方面的制約條件，只有這些全部滿足經(jīng)濟考核決策要求，這個項目才是成功的項目。
6結(jié)論
【關(guān)鍵詞】型鋼混凝土；石油化工；結(jié)構(gòu)設(shè)計
1引言
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件具備諸多優(yōu)勢，比如：受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重輕等，在石油化工結(jié)構(gòu)設(shè)計中具備很優(yōu)越的應(yīng)用價值。在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要明確方法，遵循《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》《型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》等[1]。此外，還有必要通過構(gòu)件的實際受力情況，對設(shè)計進行優(yōu)化?？傊?，由于型鋼混凝土具備很好的應(yīng)用價值，所以對其應(yīng)用進行探討意義重大。
2工程實例分析
在石油化工焦化裝置中，焦炭塔框架屬于核心構(gòu)筑物，操作重量大，裝置支座位置及井架總高度偏高，通常情況下會有焦溜槽以及樓梯間附帶。整體結(jié)構(gòu)體系較復雜，設(shè)計存在一定難度。以某煉油廠為例，其工程延遲焦化裝置焦炭塔框架屬于兩塔結(jié)構(gòu)，焦炭塔單塔自重達4300kN(430t)，塔外徑為9690mm，單塔最大高度為41.3m。水焦工況最大操作介質(zhì)為3040t，滿焦工況焦炭量達到1150t。該工程所處場地在地面上10m位置的基本風壓為0.5kN/m2，地面粗糙度為B類，抗震設(shè)防裂度為7度，工程場地設(shè)計基本地震加速度值為0.15g[2]。從框架設(shè)計來看屬正常，但在結(jié)構(gòu)空間利用方面提出了一些基本建議：（1）盡可能控制主要構(gòu)件截面，使整體平面布置的需求得到有效滿足；（2）確保塔體下方具備充足的空間，能夠設(shè)置冷焦水過濾器1臺和別的附屬操作框架；（3）在塔體下方框架位置，有必要對全封閉設(shè)備操作房進行合理設(shè)置；（4）確保型鋼混凝土結(jié)構(gòu)能夠合理、科學地應(yīng)用，進而發(fā)揮型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的作用。
3型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的選擇以及模型的計算
3.1結(jié)構(gòu)選擇
對于上述工程的焦炭塔框架設(shè)備支承部分來說，為典型的塔型設(shè)備基礎(chǔ)，即：兩塔板式框架聯(lián)合塔基礎(chǔ)，一共有3層，高為27m，縱向連續(xù)兩跨2.5m×2，橫向為單跨12.5m，出焦井架標高為27～117m，屬中心支撐鋼結(jié)構(gòu)框架。
3.2模型計算
在設(shè)計中，所使用的是有限元分析軟件STRAT，在利用該軟件進行計算過程中需由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員操作，以確保計算值的精準性。同時，在焦炭框架選擇上，選擇高聳組合結(jié)構(gòu)，在建模分析過程中，有必要對下部混凝土框架和上部鋼結(jié)構(gòu)的共同作用充分考慮，以此有效模擬結(jié)構(gòu)的具體情況。對于完整的焦炭塔框架模型來說，需具備：①混凝土框架柱；②井架鋼結(jié)構(gòu)梁；③混凝土框架梁。此外，利用厚殼單元模擬混凝土頂板，利用薄殼單元模擬設(shè)備塔體。
4荷載組合與截面設(shè)計
4.1荷載組合分析
根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求，對焦炭塔框架設(shè)計需根據(jù)承載能力極限狀態(tài)最不利的效應(yīng)組合加以設(shè)計。因此，兩塔結(jié)構(gòu)設(shè)計時的荷載組合為：（1）正常操作工況下：1.2永久荷載＋1.0×1.3×（介質(zhì)荷載＋活荷載）＋1.4×風荷載；（2）停產(chǎn)之前：1.2永久荷載＋1.0×1.3×（介質(zhì)荷載＋活荷載）＋1.4×風荷載；（3）停產(chǎn)檢修工況下：1.2永久荷載＋1.0×1.3×活荷載＋1.4×風荷載；（4）地震作用下：1.2×[永久荷載＋0.5×（介質(zhì)荷載＋活荷載）]＋1.3×水平地震荷載＋1.4×0.2×風荷載[3]。總之，需合理分析荷載組合，以此為進一步截面設(shè)計以及計算結(jié)果的準確性提供保障。
4.2截面設(shè)計分析
截面框架柱、框架梁的設(shè)計內(nèi)容如下：1）框架柱設(shè)計。在設(shè)計初始階段，如果外在條件全部一致，為了使框架柱截面的尺寸得到有效保證，可選擇2種框架柱截面尺寸，通常會選擇1個大柱尺寸，即：2500mm×2500mm規(guī)模；同時選取1個小柱尺寸，即：1800mm×1800mm規(guī)模，根據(jù)計算結(jié)果，采取對比的方法最終選擇適合本工程結(jié)構(gòu)的合理尺寸。在外在條件一致時，大柱和小柱模型需采取分別進行計算的方法。由于會受到框架柱截面尺寸差異的影響，進而使結(jié)構(gòu)剛度存在很大的差異。針對此類情況，需要利用地震組合工況控制好設(shè)計結(jié)構(gòu)。從實際經(jīng)驗來看，小柱模型在剛度上偏小，在柔性上較好，基于同樣風載或者地震條件作用之下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力偏小，便于為構(gòu)件截面設(shè)計提供有利的條件。2）框架梁設(shè)計。對于框架梁來說，因受到工藝設(shè)計需求的影響，加之標高相對明確，使得調(diào)整的空間偏小。在梁截面上，一般選取為1500mm×2500mm。在對梁截面剛度進行合理增多的條件下，能夠使框架柱的反彎點位置得到有效控制，進而使框架梁設(shè)計彎矩的要求得到有效滿足?；诳蚣芰簝?nèi)部對H型鋼進行設(shè)計，能夠和框架柱內(nèi)型鋼柱之間組合成為內(nèi)框架體系，從而使結(jié)構(gòu)的整體性得到有效提升[4]。此外，框架頂板屬于設(shè)備的支座層，起到承載塔體荷載的作用，在頂板中間部位需設(shè)置型鋼斜梁，并采取STRAT計算結(jié)果提取內(nèi)力，對厚板配筋進行計算?？偨Y(jié)起來，在設(shè)置斜梁的條件下，能夠使頂板的受力得到有效改善，同時使傳力路線得到有效簡化。
5結(jié)語
本次研究結(jié)合實際工程案例，對型鋼混凝土在石油化工結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行了探討。在了解工程實例的條件下，需選擇合理的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，并通過模型的計算，進一步分析荷載組合，然后在截面設(shè)計過程中，注重框架柱的設(shè)計和框架梁的設(shè)計?？傊瑢τ谛弯摶炷两Y(jié)構(gòu)來說，對型鋼和混凝同受力的特性加以應(yīng)用的條件下，使混凝土的抗壓性能以及型鋼的抗彎性能得到有效展現(xiàn)，進而使結(jié)構(gòu)的延展性得到有效提升。此外，在合理應(yīng)用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的條件下，能夠提升結(jié)構(gòu)空間的利用效率，進而使實際生產(chǎn)需求得到有效滿足。
作者:冉艷華 單位:中海油山東化學工程有限責任公司
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首先，化工企業(yè)工藝設(shè)計的時間相對比較短，但是任務(wù)量比較大，比較明顯的特點就是整體投資大，而且反應(yīng)設(shè)備和系統(tǒng)龐大及物料管道十分復雜等。由于化工企業(yè)工藝設(shè)計過程中所應(yīng)用的物料十分特殊，為了能夠在比較短的時間之內(nèi)占據(jù)市場，就一定要充分考慮化工工藝具體設(shè)計周期，盡可能爭取早日上市。對此，大部分化工企業(yè)為了能夠降低建設(shè)周期，常常是邊開發(fā)和邊設(shè)計，出現(xiàn)問題就修改，如此繁重的設(shè)計工作常常導致設(shè)計人員忽視安全問題，從而埋下安全隱患。其次，化工企業(yè)工藝設(shè)計十分復雜，關(guān)系到各個方面的專業(yè)技術(shù)，要求大量的工程專業(yè)技術(shù)人員參與。其是一項系統(tǒng)工程，主要包含了化學工藝知識和機械設(shè)備知識以及安全工程等方面，各個專業(yè)和各專業(yè)設(shè)計人員需要密切配合，與合理協(xié)調(diào)。
2化工企業(yè)工藝設(shè)計安全控制對策
2.1化工反應(yīng)過程的安全控制
化工反應(yīng)作為化工工藝生產(chǎn)的主要流程，化工原材料在通過化工反應(yīng)得到化工產(chǎn)物時，往往會出現(xiàn)安全問題，嚴重時可能發(fā)生安全事故。對此，在選取化工反應(yīng)設(shè)備過程中，一定要科學、合理分析。同時各種化工原材料相關(guān)化學反應(yīng)存在一定差異，加大了化工反應(yīng)穩(wěn)定、安全控制的難度，從而使化工反應(yīng)常常出現(xiàn)反應(yīng)失控安全問題，因此化工企業(yè)工藝設(shè)計必須嚴格控制相應(yīng)化工原材料熱效應(yīng)以及反應(yīng)速度。在進行化工企業(yè)工藝設(shè)計時，應(yīng)該加大冷卻能力或是進行多級化工反應(yīng)，例如設(shè)置外循環(huán)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(yīng)的進料量等。除此之外，化工反應(yīng)器在工作時，常常會因為超壓產(chǎn)生變形，嚴重時會損壞，所以應(yīng)該在化工反應(yīng)器中設(shè)置壓力檢測和報警等相關(guān)設(shè)備。
2.2加大工藝物料安全控制
對于化工工藝生產(chǎn)過程中的原材料和中間產(chǎn)品以及產(chǎn)品等相關(guān)物資而言，應(yīng)該以相應(yīng)的狀態(tài)存放，也就是固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)。同時這些物質(zhì)都具備獨特的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，在某種狀態(tài)下會造成危害。對此，針對一定要掌握此種物質(zhì)的獨特危害性，并且不斷提升物質(zhì)穩(wěn)定性和化學反應(yīng)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(xiàn)。
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(huán)節(jié)發(fā)生泄漏，就會造成有毒有害物質(zhì)流出，不但對大氣環(huán)境造成嚴重污染，還對化工生產(chǎn)造成嚴重安全問題。對此，在進行管道設(shè)計時，一定要綜合考慮與分析管道材料選取和設(shè)置以及應(yīng)力等問題，比如管徑和材料質(zhì)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(nèi)，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(yè)工藝設(shè)計常常存在許多工藝路線，在進行設(shè)計時一定要選擇更為安全和可靠的工藝生產(chǎn)路線，從而在一定程度上有效減小化工生產(chǎn)危險性。對此在進行化工生產(chǎn)時必須深入考慮化工設(shè)備和生產(chǎn)條件以及物料應(yīng)用，綜合考慮化工危險物質(zhì)的應(yīng)用量，盡可能應(yīng)用低危險性或是無害化工物料，對化工生產(chǎn)條件進行優(yōu)化，有效緩解化工材料的激烈化學反應(yīng)，大力引進新技術(shù)與新設(shè)備，降低廢氣、廢液以及廢固的排放，強化三廢可回收和循環(huán)應(yīng)用，在一定程度上降低對大氣環(huán)境的污染。
3結(jié)語
自動化儀表的設(shè)計和施工
1施工前策劃階段
首先要準備好資料和相關(guān)物品。資料包括安裝資料和施工技術(shù)準備。安裝資料包括施工圖、標準圖、廠家安裝圖、質(zhì)量評驗標準和相關(guān)設(shè)計手冊等。對施工方案、質(zhì)量計劃、技術(shù)要點要合理編寫，做好施工技術(shù)準備。物質(zhì)準備包括施工圖上用到的各種自動化儀表設(shè)備和材料。要準備出記錄施工過程和質(zhì)量記錄的表格，便于調(diào)試儀表。
2施工組織設(shè)計階段
自動化儀表安裝是一種流動性強、環(huán)境多變、施工內(nèi)容和難度差別較大的工作，要求針對具體的施工任務(wù)，制定出相應(yīng)的施工組織設(shè)計。對施工現(xiàn)象設(shè)施的要求，需要測算出水、電、所需機械設(shè)備、數(shù)量、材料、人工等具體安排，做好相關(guān)環(huán)節(jié)的計劃安排，不影響物耗和工期，為企業(yè)合理節(jié)約成本。制定出協(xié)調(diào)各專業(yè)交叉作業(yè)的方案，防止專業(yè)不同造成待工，延誤工期。對工人進行技術(shù)培訓，根據(jù)工作能力和操作熟練程度，合理搭配人員，分成班組落實工作量，將具體工作安排做好分配，降低勞動量消耗的同時提高工作效率。施工之前與自動化儀表專業(yè)協(xié)調(diào)配合，做好預埋件、預留孔、電纜溝、地面防腐層等基礎(chǔ)工作，為施工階段做好前期準備工作，對控制室的要求需特別注意，后期要及時協(xié)調(diào)更改設(shè)計遺漏問題。
3自動化儀表施工過程
施工階段是自動化儀表制作的重要階段，為確保施工質(zhì)量，在施工前要成立領(lǐng)導小組，監(jiān)督管理施工過程。自動化儀表施工階段，任何施工環(huán)節(jié)都不能馬虎，越是小細節(jié)越不能疏忽，要仔細、反復檢查，防止留下隱患造成危險事故。根據(jù)設(shè)備材料計劃，對所有自動化儀表設(shè)備規(guī)格型號及附屬件等技術(shù)參數(shù)做好復核，保存好相關(guān)說明書和合格證方便后期維護更換時查閱。校核儀表設(shè)備，將不合格或損壞的設(shè)備及配件，及時更換。配合其它專業(yè)進行施工，尤其是設(shè)備上用到的控制閥、調(diào)節(jié)閥、法蘭底座等要由專業(yè)隊伍施工。按照施工設(shè)計圖紙，合理安排人員，嚴格遵守施工技術(shù)要求和安全技術(shù)標準。高質(zhì)量、快速安全地完成施工任務(wù)。在進行化工企業(yè)中自動化儀表施工時，安全管理不能忽視，不能出現(xiàn)任何問題。綜合石油化工企業(yè)出現(xiàn)的施工安全問題，導致事故發(fā)生的主要原因就是不健全的施工現(xiàn)場安全管理制度。所以要保證施工質(zhì)量，必須重視施工的安全管理制度，保障施工順利進行。
教學模式的更新與豐富
化工過程設(shè)計本質(zhì)上是一門基于理論指導的實踐教學課程，理論教學終究是為實踐教學服務(wù)的。同時，構(gòu)成化工過程設(shè)計課程群的各門課程特點不一。例如，化工過程分析與合成主要講授化工過程系統(tǒng)模擬與分析的基本概念與原理，建立化工單元操作與過程系統(tǒng)數(shù)學模型及流程模擬的基本方法和過程系統(tǒng)綜合與能量集成的基礎(chǔ)知識與策略，內(nèi)容上偏重于數(shù)學分析；化工安全與環(huán)境則主要講授危險化學品的儲運、管理和處置，危險評價方法的確立，常見化工安全技術(shù)，安全與環(huán)境保護管理等方面的規(guī)范及標準，包含許多法規(guī)、標準及規(guī)范方面的內(nèi)容［4－5］。因此，化工過程設(shè)計的教學模式必須與一般的基礎(chǔ)理論課程有所區(qū)別。如果只講授理論不關(guān)心應(yīng)用，教學時則容易陷入枯燥乏味的境地；而過分強調(diào)應(yīng)用，則易導致理論基礎(chǔ)薄弱的后果。
1引入案例教學模式
筆者引入了案例教學模式，將理論教學內(nèi)容依托于工程實際案例，鼓勵學生對案例進行分析、研究和討論，就問題做出判斷和決策，從而提高分析問題和解決問題的能力［6］。例如，在講授化工過程分析與合成課程的動態(tài)模擬部分時，以甲苯單硝化間歇反應(yīng)器放大模擬、熱危害分析及反應(yīng)器失控模擬為教學案例，模擬放大過程中由于熱效應(yīng)而導致的反應(yīng)器內(nèi)溫度在短時間內(nèi)超限這一動態(tài)過程，提出將反應(yīng)方式改為半連續(xù)操作這一解決方案，并分析了其可行性。在此基礎(chǔ)上，探討了控制閥故障、攪拌器故障、控制系統(tǒng)失效等冷卻系統(tǒng)失效狀況下反應(yīng)器的失控過程。再比如，講授化工安全與環(huán)境課程的系統(tǒng)安全評價與分析方法時，以氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)聚氯乙烯過程中可能發(fā)生的反應(yīng)失控聚合釜爆炸事故為對象，明確了爆炸原因應(yīng)為體系壓力超過聚合釜承受能力，繼而分析出導致該事件發(fā)生需同時滿足的反應(yīng)壓力異常升高、泄壓失效和緊急處理系統(tǒng)失效這三個原因，再遞進分析出導致反應(yīng)異常壓力升高的原因是溫度過高、攪拌停止或引發(fā)劑過量，而緊急處理系統(tǒng)失效的原因則為計算機控制失效或加終止劑系統(tǒng)失效，由此層層深入，研究了反應(yīng)失控聚合釜爆炸的多層次原因，從而使學生掌握事故樹分析這一安全分析方法。案例教學因為具備生動性、趣味性和應(yīng)用性等特點而深受學生喜愛，學生通過案例可以很好地理解和消化所學理論。
2引入建構(gòu)主義學習理論
筆者引入了建構(gòu)主義學習理論［7］，主張學生在自我學習的基礎(chǔ)上建構(gòu)知識，而不是由教師把知識簡單地傳遞給學生。例如，在化工過程設(shè)計課程的實踐環(huán)節(jié)，采用面向模擬設(shè)計項目的教學過程。同時，參考國外優(yōu)秀大學對專業(yè)課程的教學模式和教學資料的使用方式，筆者不指定專用教材，而是提供一組包括國內(nèi)外優(yōu)秀教材和工具書在內(nèi)的參考書目，并加強了課程網(wǎng)站的建設(shè)，利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學平臺制作了網(wǎng)絡(luò)課程，添加了多媒體課件、參考資料、習題答案、模擬測試題和學生優(yōu)秀作品等教學資源。實踐證明，此方法針對性地打破了以往學生死記硬套教材的應(yīng)試學習方法，有利于培養(yǎng)學生養(yǎng)成文獻調(diào)研的習慣，有效鍛煉學生面對海量信息時的決策能力。
