一.1 设计原则
一.1.1 法律依据
中华人民共和国安全生产法 2002/6/29修改后公布
中华人民共和国环境保护法 1989/12/26修改后公布
中华人民共和国劳动法 1995/1/1起实施
中华人民共和国职业病防治法 2002/5/1起实施
中华人民共和国消防法 1998/9/1起实施
中华人民共和国大气污染防治法 1995/8/29修改后公布
中华人民共和国水污染防治法 1996/5/15修改后公布
中华人民共和国固体废物污染环境防治法 1996/4/1起实施
中华人民共和国环境噪声污染防治法 1997/3/1起实施
建设项目环境保护设计规定 1987/3国家纪委/环保委
建设项目环境保护管理条例 国务院令[1998]253号
建设（工程）项目劳动安全卫生监察规定 劳动部令[1996]3号
大气污染物综合排放标准 GB16297——1996
地表水环境质量标准 GB3838——2002
污水综合排放标准 GB8978——96
城市区域环境噪声标准 GB3096——93
城市区域环境振动标准 GB10070——88
重大危险源辨识 GB18218——2009
化工企业安全卫生设计规定 HG20571——95
化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规程 HGJ——89
化工企业静电接地设计技术规定 CD90A3——83
建筑设计防火规范 GBJ16——87
工业企业设计卫生标准 TJ36——79
压力容器安全技术监察规程 质技监局锅发[1999]154号
常用危险化学品的分类和标志 GB13690——92
石油化工企业设计防火规范 GB50160——92
一.1.2 基本内容
项目 |
目的 |
安全措施的内容 |
主要应用领域 |
工艺过程的安全措施 |
评价①物料、反应、操作条件的危险性，研究安全措施 |
1.评价由物料特性引起的危险性①燃烧危险；②有害危险 2.评价反应危险 3.抑制反应的失控 4.设定数据测定点 5.判断引起火灾、爆炸的条件 6.评价操作条件产生的危险性 7.材质①耐应力性；②高低温耐应力性；③耐腐蚀性；④耐疲劳性；⑤耐电化学腐蚀性；⑥隔声；⑦耐火、耐热性 8.填充材料 |
全装置 |
选择机器、设备的结构，研究承受负荷的措施 |
材质优良 结构合理 强度合格 标准等级适当 |
机械设备（包括配管、贮罐、加热炉、电器、仪表、土木及建筑） |
研究设备机器偏离正常操作条件及泄漏时的安全措施 |
1.选择泄压装置的性能、结构、位置①安全阀；②防爆板；③密封垫；④过流量防止器；⑤阻火器 2.惰性气体注入设备 3.爆炸抑制装置 4.其他控制装置（包括程序控制等） 5.测量仪表 6.气体检测报警装置 7.通风装置（厂房） 8.确定危险区和决定电气设备防爆结构 9.防止静电措施（包括防杂散电流的措施） 10.避雷设备 11.装置内的动火管理 |
设备与系统 反应器 装置区、化学品库 装置操作 安全、检测 装置区 厂房、实验室 布置与电气设备 管道、电气 建筑物、设备 管理措施 |
防止发生运转中的事故 |
防止由运转中所发生事故引起火灾的措施 |
1.放空系统（安全闸、泄漏阀） 2.紧急输送设备 3.排水排油设备（包括室外装置区） 4.动力的紧急停供措施①保安用电力；②保安用蒸汽；③保安用冷却水 5.防止误操作措施①阀等的联锁；②其他 6.安全仪表 7.防止混入杂质等的措施 8.防止外力产生断裂的措施 |
装置区 污水管网 电气、机械 联锁系统 仪表 过滤器 设备设计 |
防止扩大受害范围的措施 |
防止发生灾害时扩大受害范围，将受害范围限制在最小限度内的措施 |
1.总图布置的合理性 2.耐火结构 3.防油、防液堤 4.紧急断流装置 5.防火、防爆墙 6.防火、灭火设备 7.紧急通话设备 8.安全急救设备 9.防爆结构 10.其他 |
全厂布置 建筑、耐火墙 工艺流程 钢结构化学品库 装置区 装置区 适宜地点 建筑物 |
一.1.3 设计问题
(1) 工厂选址和布局
从安全角度考虑,化工厂选址应远离地震、火山、洪水、泥石流和滑坡多发区;避开地质断裂带、古墓葬群、有开采价值的矿区;远离对机场、电台等使用有影响的地区以及国家规定的历史文物、自然保护、水源保护、风景游览区和城镇等人口密集区。而有良好的地质和水文条件，充足、优质的水源是建厂 的必备条件。特别是充足的水源,对防火至关重要。工厂布局和设备布置,从安全角度考虑，主要应注意装置要合理分区,装置及设备间要有足够的安全距离，发生事故时的消防通道和生产人员疏散通道，良好的绿化环境等。
(2) 工艺安全设计
I.淘汰严重危及生产安全的工艺和设备：《中华人民共和国安全生产法》明确规定,为了保障生产经营单位的安全生产,对国家明令禁止使用的危及生产安全的工艺、设备，任何生产经营单位一-律不准使用，也不得转让他人使用。否则,应当承担相应的法律责任。国务院有关部门根据各自的职责，在认真分析、研究的基础上，确定严重危及生产安全的工艺和设备目录，定期向社会明令公布。在进行工艺设计前,应当认真查阅此类目录,首先把目录中的工艺和设备坚决予以排除。
II.从安全生产出发选择原料和技术路线：从安全角度考虑,化工工艺设计首先要从选择原料路线和技术路线开始,尽量采用无危险因素或危险性较小的方案。
III.从安全生产出发选择选择操作条件：常温和常压操作比高温和高压条件下操作安全，因此，如果还有选择，尽可能不要用升温、加压的方法来强化反应过程，而用前面介绍的微波技术、超声技术、膜技术及生化技术等方法来提高目的产品反应的收率和选择性。
IV.设置安全设施：各种安全设施的设计和建设，是安全生产的基础保证。2002年1月9日国务院发布的《危险化学品安全管理条例》第16条明确规定：“生产、储存、使用危险化学品的，应当根据危险品的种类、特性。在车间、库房等作业场所设置相应的监测、通风、防晒、调温、防火、灭火、防爆、泄压、防毒、消毒、中和、防潮、防雷、防静电、防腐、防渗漏、防护围堤或者隔离操作等安全设施、设备，并按照国家标准和国家有关规定进行维护、保养，保证符合安全运行要求。”
(3) 化工设备安全设计
I.设备设计和加工质量：为了确保设计和加工质量，我国对设计和施工单位采取分类、分级管理的方法，即具有有关部门审核批准资质的持证单位，才有设计和加工相应设备和工程的资格，无证设计和施工均属违法。
II.设计温度和设计压力：设计温度和设计压力应考虑到在最恶劣条件下可能达到的温度和压力，而不是正常操作条件下的温度和压力。
III.材质材质加工设备所用材质，要考虑防腐、设备类型、设计温度和压力。
钢号 |
使用状态 |
厚度/mm |
最高使用温度/℃ |
Q235-A·F |
热轧 |
4.5-16 |
250 |
Q235-A |
热轧 |
4.5-16 |
350 |
20R |
热轧、正火 |
6-16 |
475 |
16MnR |
热轧、正火 |
6-16 |
475 |
15MnVR |
热轧、正火 |
6-16 |
400 |
18MnMoNbR |
正火加回火 |
30-60 |
475 |
09Mn2VDR |
正火、正火加回火 |
6-16 |
100 |
16MnDR |
正火 |
6-16 |
350 |
15CrMoR |
正火加回火 |
6-60 |
550 |
0Cr18Ni9 |
固溶 |
2-60 |
600 |
0Cr18Ni10Ti |
固溶、稳定化 |
2-60 |
600 |
0Cr17Ni12Mo2 |
固溶 |
2-60 |
600 |
00Cr17Ni14Mo2 |
固溶 |
2-60 |
450 |
IV.防腐：腐蚀问题是影响化工装置寿命的最大问题，也是化工设备、装置损坏甚至引发事故最主要的直接原因之一。解决腐蚀问题，首先要从选材入手，因为物料的腐蚀性对材料有选择性，即同一物料对不同材料的腐蚀性是不同的。
(4) 电气、仪表、自控安全设计
电气、仪表安全设计主要应考虑其可靠性。为了保证安全生产，设置不正常状态的信号报警、保险装置和安全联锁系统十分重要。以便在安全隐患出现时及时发出声、光、颜色等信号示警。为了自动消除危险状态，可以设置保险装置。安全联锁就是按一定顺序控制相关仪表和设备，以确保安全。
(5) 几个易忽略的安全问题
I.设备和管道材质选择：选择设备和管道的材质，首先考虑其强度、塑性、韧性、冷脆性、使用温度、耐腐蚀性等因素，这无疑是很正确的。但还应记住，决不要用对副反应有催化作用的材料来加工反应器。同样不要忘记的是，许多非金属材料具有优良的机械性能和耐腐蚀性，但若用其输送有机液体，却很难传导消除其产生的静电。
II.物料倒流：在实际生产中，存在着流体沿与设计相反方向流动的可能性，即所谓回流。例如，从储罐或下游管线回流进人已关闭的设备;从设备回流进入有压力降的辅助设备的管线;泵的故障引起回流:反应物沿副反应物的物料管线回流等。防止回流，最常用的做法是加装止回阀。若回流会产生产重后果的，建议安装两个不同类型的止回阀，以便把相同形式的损坏减至最低程度。如果回流可能导致剧烈反应或超过设备设计的压力，还应加装可靠的检测、报警仪表及自动断开或关闭系统。
III.事故应急设施：这里所说的事故应急设施不是指消防、救护设施，而是指当事故发生时，必须对过程物料有临时的存放设施，如事故槽、事故池等。在发生事故时，决不能任由物料随地乱流，也不能随意流人下水道。如果易燃、易爆、有毒物料流人下水道，就会大面积扩散危害，加大了救灾的难度。特别是互不相容的物质（互相接触可能发生火灾、爆炸、剧毒等物质），决不能排入同一下水道，否则，事故的发生是必然的。对水敏性物质更要特别予以注意，因为水敏性物质进人下水道中肯定会遇到水按其本性发生事故也是必然的。如果发生火灾，救火用的消防水和物料的混合物，也不能直接排入下水道，而只能导入蓄污池。
IV.危险化学品的临界量：危险化学品生产、储存和使用的场所和设施（简称单元）有一个叫“临界量”的，即对某种（类）危险物品规定的数量，若单元中的该物品的数量等于或超过该数量，则该单元定义为重大危险（易致火灾、爆炸或中毒）源。在进行相关单元设计和运行时，应控制危险物品的数量小于其临界量。《重大危险源辨识》（GB1828--2009）规定了一般危险化学品的临界量。
