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化工工藝安全設(shè)計中的危險因素及解除途徑

文檔作者：聶磊文檔來源：東華工程科技股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月31日
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2015年06月 | 99
化工工藝安全設(shè)計中
的危險因素及解除途徑
聶磊
( 東華工程科技股份有限公司， 安徽 合肥 230024)
摘要：目前化學(xué)工藝的安全問題已經(jīng)嚴(yán)重影響我國乃至整個自
然環(huán)境及人類的健康和財產(chǎn)安全，所以化學(xué)工藝的設(shè)計及安全
是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的必要條件，解決化學(xué)工藝安全設(shè)計的問題迫在眉
睫。本文就此進(jìn)行深入的剖析，就相應(yīng)的問題做出針對性解答和
方案，最大程度上把化學(xué)工藝設(shè)計的安全隱患降到最低。
關(guān)鍵詞：化學(xué)工藝安全設(shè)計；危險因素；解除對策
熱分解制備異氰酸酯，酸性較弱的有機(jī)磺酸更容易催化該反
應(yīng)；US2002016496A 則采用天然或合成的硅酸鹽作催化劑，該
類催化劑價格便宜，重復(fù)性好，利用載體對異氰酸酯和甲醇兩
者的吸附差異可實現(xiàn)有效分離；CN101386585A 中以金屬鋅、
金屬鎳和金屬銅中的一種、兩種或三種的組合物，或為金屬鋅
與酸性物質(zhì)的組合物用于催化二氨基甲酸酯熱分解制備二異
氰酸酯，所述催化劑廉價易得，且可回收利用，反應(yīng)條件溫和；
CN1721060A 將超細(xì)氧化物作為催化劑催化二苯甲烷二氨基
甲酸酯熱分解，具體為銅、鋅、鋁、硅和鎳的氧化物或上述氧化
物的復(fù)合超化物，與現(xiàn)有技術(shù)相比，此類催化劑具有易分離、
可重復(fù)利用的優(yōu)點；CN101195590A 中液相熱分解制備二異
氰酸酯的方法中，以擔(dān)載型金屬氧化物作為催化劑，其中催化
劑以氧化銅、氧化鎳、氧化鋅、氧化鋯、氧化鋁為活性組分，以氧
化硅或氧化鋁為擔(dān)載體，具有反應(yīng)溫和、清潔性高的優(yōu)點；而
CN101269342A 中以ZnO/SBA-15 復(fù)合納米催化劑用于芳香
氨基甲酸酯熱分解制芳香異氰酸酯反應(yīng)中的應(yīng)用，該發(fā)明具有
工藝簡單，粒子分布均一，分散性好，芳香異氰酸酯轉(zhuǎn)化率高、
選擇性好等優(yōu)點。
就溶劑和熱載體而言，熱分解過程中可以不使用溶劑和
熱載體，但一般會選擇加入，因為溶劑和熱載體的添加可以降
低反應(yīng)物的粘度，避免局部濃度過高導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生和異氰酸
酯的聚合，從而提高反應(yīng)收率，反應(yīng)中溶劑的選擇需要考慮溶
劑的極性、沸點和氨基甲酸酯的溶解性等。CN102399170A 中
整個熱分解反應(yīng)過程就不使用任何溶劑，采用同步蒸餾的方法
分離生成的( 取代) 芳基單異氰酸酯和副產(chǎn)的醇；US4349484A
中公開了常用烴、醚和酯等溶劑都適合用于氨基甲酸酯在熱
分解制備異氰酸酯反應(yīng)；而在CN101195590A 中指出在離子
液體作為溶劑條件下液相熱裂解制備1,6- 己二異氰酸酯，
具有反應(yīng)條件溫和、離子液體重復(fù)使用，綠色、清潔等優(yōu)點；
CN1850792A 中二苯基甲烷二氨基甲酸甲酯分解過程中，具有
較高的沸點的惰性物質(zhì)作為熱分解的熱載體，有效地降低了反
應(yīng)溫度，避免副反應(yīng)發(fā)生。
3 結(jié)語
氨基甲酸酯熱分解制備異氰酸酯是非常有前途的綠色合
成工藝，所述領(lǐng)域?qū)＠暾埩康囊渤尸F(xiàn)日益增加的趨勢，通過
研發(fā)創(chuàng)新適宜的催化劑，溶劑和熱載體等工藝條件是加快氨基
甲酸酯熱分解法制備異氰酸酯工業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)：
[1] 何國鋒. 氨基甲酸酯熱分解制備異氰酸酯的研究進(jìn)展
[R]. 第十屆中國科協(xié)年會第18 分會場：二氧化碳減排和綠色
化利用與發(fā)展研討會，240-243.
[2] 孫彥林, 等. 氨基甲酸酯熱分解制備異氰酸酯的研究
進(jìn)展[J]. 精細(xì)石油化工,2009，26(2):77-80.
0 引言
有史以來，人類為化學(xué)工業(yè)的創(chuàng)造付出了慘痛的代價，諾
貝爾、居里夫人為化學(xué)工業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，但卻沒能逃過
化學(xué)對他們的傷害，化學(xué)工業(yè)始終威脅著人類的健康，但是為
了滿足經(jīng)濟(jì)的需求又是無法避免必須去做的事情，所以在對化
學(xué)工藝進(jìn)行設(shè)計的時候一定要綜合考慮，對不同的危險品進(jìn)行
相應(yīng)管理，讓危險遠(yuǎn)離，讓隱患實實在在的得到控制，使化工工
藝設(shè)計真正意義上得到的保障，從而保證化工工藝設(shè)計的安全
順利地進(jìn)行，以致讓人身安全和財產(chǎn)安全得到最大的保障。
1 化學(xué)工藝設(shè)計的特殊特性
化工工藝設(shè)計是一種根據(jù)各種條件來設(shè)計化工廠各類化
學(xué)工藝產(chǎn)品設(shè)計的必然渠道，化工設(shè)計師要根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的物
料、工藝流程以及反應(yīng)條件等工藝要求和原則，采用一定的措
施和方法安全的設(shè)計相應(yīng)產(chǎn)品，這其中要求設(shè)計師要對產(chǎn)品的
特殊特性完全地知曉，并對此做出足夠的分析，尤其是要對易
燃易爆、高腐蝕性等帶有一定安全隱患的產(chǎn)品材料進(jìn)行嚴(yán)格的
檢驗，從實際上排除安全隱患，從而在一定程度上規(guī)避風(fēng)險。其
實影響化學(xué)工藝設(shè)計的問題無非就是安全問題，那么導(dǎo)致安全
問題出現(xiàn)無非就是三個原因，一是對設(shè)計方案做不到全面的審
查，二是過大的工作量導(dǎo)致工作失誤，三是化工產(chǎn)品本就帶有
一定的危險性。我們來分析一下，在進(jìn)行化工工藝設(shè)計時，如果
設(shè)計的方案不夠完善，而且缺乏科學(xué)性，自然就降低了產(chǎn)品的
可信度，如果設(shè)計師根據(jù)這些不完整并且缺乏科學(xué)性的計劃進(jìn)
行設(shè)計，那就為設(shè)計的安全和產(chǎn)品的安全埋下了定時炸彈，這
樣一來，安全隱患隨時都會被引發(fā)。一般情況下，在化學(xué)工藝設(shè)
計過程中，由于設(shè)計的程序較為復(fù)雜，為了達(dá)到設(shè)計的要求，
往往會采用一些先進(jìn)的重要設(shè)備，這樣一來在設(shè)計中就會存在
很多問題，導(dǎo)致設(shè)計師的工作壓力就會增加，這難免會造成一
定的疏忽；再一個化工原料本身就帶有一定的危險性，例如像
理論 · 實踐
100 | 2015年06月
帶有苯、醛、硫等化學(xué)元素的原料，這些原料本身具有一定的
腐蝕性和劇毒，在生產(chǎn)過程中會對設(shè)備、人身及財產(chǎn)安全造成
一定的影響。這些原因綜合到一起可想而知。所以，在對化學(xué)
工藝進(jìn)行設(shè)計之前，設(shè)計師一定要綜合考慮，事先做好預(yù)防工
作，把風(fēng)險降到最低，以保證化學(xué)工藝設(shè)計的順利進(jìn)行和人身
財產(chǎn)的安全。
2 風(fēng)險識別與分析
2.1 工藝原料方面
在化學(xué)工藝設(shè)計過程中，大多數(shù)原料本身就攜帶著一定危
險性，并且需要特殊的生產(chǎn)環(huán)境下進(jìn)行加工，生產(chǎn)出來各類產(chǎn)
品，通過不同的方式放置在不同的環(huán)境下，在與外界環(huán)境接觸
的過程中很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中無形的災(zāi)難就會
很容易降臨，對物質(zhì)本身以及外界環(huán)境都會造成一定的損失，
不但損失了工廠的利益，而且嚴(yán)重影響了社會與環(huán)境，以及個
人的人身與財產(chǎn)安全，所以，設(shè)計工作者要清楚工藝原料的危
險性，做好防范與管理，從而降低隱患。
2.2 反應(yīng)器方面
毋庸置疑，化學(xué)工業(yè)涉及到化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)工
藝設(shè)計的必然過程，反應(yīng)的是否充分決定著質(zhì)量，所以，選擇化
學(xué)反應(yīng)器就是至關(guān)重要的，選擇是否得當(dāng)直接關(guān)系到工藝設(shè)計
能否順利的進(jìn)行和安全問題，而且很多化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)過程中
會產(chǎn)生第三物質(zhì)，這會大大減低反應(yīng)的速度和效率，危險也很
可能一觸即發(fā)，所以設(shè)計人員在選擇反應(yīng)器時要慎重考慮，從
安全出發(fā)，針對不同原料的特殊性進(jìn)行相應(yīng)的選擇，例如在化
學(xué)反應(yīng)中會產(chǎn)生熱量或是產(chǎn)生氣體，就應(yīng)該選擇耐溫防爆的設(shè)
備，并且在化學(xué)反應(yīng)之前對未知的事故作出相應(yīng)的防范方案，
以免在事故發(fā)生時不能有效及時的解決而手足無措，以保證工
藝設(shè)計的最大利益。
2.3 輸送管道方面
在化工設(shè)計中，化學(xué)反應(yīng)是必然環(huán)節(jié)，這其中一定會有另
一種物質(zhì)的產(chǎn)生，可能是固體，也可能是液體，或是氣體，而且
很可能具有強(qiáng)腐蝕性或者是易燃易爆的物質(zhì)，這些物質(zhì)如果沒
有相應(yīng)的輸送管道進(jìn)行過濾或是二次反應(yīng)清除，一旦流入或者
揮發(fā)到外界，勢必會造成一定的災(zāi)害，這種由于個人的疏忽或
是企業(yè)的輕視給企業(yè)利益和人們的生活空間帶來不必要的損
失，給社會和環(huán)境帶來不必要的影響是不被大自然所允許的，
不是不報，時候未到，2015 年柴靜的《穹頂之下》就是最好的
說明，也是最有力的證據(jù)！所以化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的疏通是至關(guān)重
要的，不管是企業(yè)還是個人，一定要對管道的設(shè)計加以重視，針
對不同的化學(xué)物質(zhì)設(shè)計相應(yīng)應(yīng)對的管道，避免這種本不該發(fā)的
災(zāi)害由于人為原因而發(fā)生，為人類的生存空間和大自然的和諧
建立一個美好的環(huán)境。
3 風(fēng)險的防范措施
3.1 綜合治理，提高水平
要切實保障人身安全。首先要提高化學(xué)工作者安全意識，
化學(xué)工藝設(shè)計系統(tǒng)要定期做歸納和總結(jié)，定期開設(shè)安全思維拓
展活動與安全生產(chǎn)宣傳教育工作，各抒己見，以企業(yè)的生產(chǎn)安
全為核心提出科學(xué)合理的措施與方案，采用科學(xué)有效的方法建
立化學(xué)工藝設(shè)計的安全體系，在生產(chǎn)過程中對危險因素進(jìn)行認(rèn)
真的識別與分類。具體的問題綜合治理，在宏觀上降低風(fēng)險，從
而進(jìn)一步保障生產(chǎn)安全。
3.2 建立完整的安全監(jiān)管體制
良好的化學(xué)工藝設(shè)計單位一定要有一個完善的安全設(shè)計
監(jiān)管體制，不斷的深化改革，按照公司的具體規(guī)模，通過不斷的
科學(xué)性實踐，以設(shè)計安全為原則，合理的建立一個完整的監(jiān)督部
門，然后加以實施和執(zhí)行，這樣一來工作人員不僅能有效的防范
風(fēng)險，而且對安全生產(chǎn)監(jiān)督工作起到了一個很好的規(guī)范作用，在
主觀上控制了安全事故的發(fā)生，促進(jìn)企業(yè)有序良好的發(fā)展。
3.3 建立監(jiān)察機(jī)構(gòu)，提高生產(chǎn)水平
在化學(xué)工藝的設(shè)計過程中，要保證生產(chǎn)和產(chǎn)品的品質(zhì)，離
不開監(jiān)察部門的檢測，通過經(jīng)常性不定期的對工作計劃進(jìn)行核
實、對工作現(xiàn)場的巡查、對生產(chǎn)產(chǎn)品的抽檢，幫助化學(xué)工藝設(shè)計
在生產(chǎn)過程中排除隱患，以確保生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足人們和國家的
需求。
4 結(jié)語
總而言之，化學(xué)工藝設(shè)計關(guān)系到生產(chǎn)的每一個細(xì)節(jié)，在進(jìn)
行化學(xué)工藝設(shè)計時，要針對以上提及到的問題對號入座，綜合
治理，從客觀和主觀上杜絕安全事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
[1] 芮國芬. 化工工藝安全設(shè)計中的危險因素以及解除途
徑探索[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2015，(1):41.
[2] 金阿銘. 化工工藝安全設(shè)計中的危險因素及解決對策
[J]. 黑龍江科學(xué),2015,6(1):34-37.
[3] 孫凌云，段紹書. 淺析化工工藝安全設(shè)計中危險識別
和控制[J]. 科技視界，2014，(9) ：80.
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