石油化工中心化驗室安全環保設計
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摘要:在石油化工企業中，中心化驗室起著質量控制和技術管理的核心作用，現代中心化驗室除滿足生產需求外，更需要重視中心化驗室的安全與環保設計。本文基于相關設計標準規范結合實際經驗，對中心化驗室設計中安全和環保設計的要點進行了探討，以實現減少安全隱患和防治環境污染的目的，從而更好地服務于石油化工企業和相關實驗人員。
關鍵詞:中心化驗室;安全設計;環保設計
1引言
中心化驗室是承擔石油化工廠各生產裝置及輔助設施的分析化驗任務的全場性化驗室，負責原料成分分析、中間控制分析、出廠產品、副產品的質量檢驗分析等［1］。隨著石油化工裝置大型化的發展趨勢以及市場對于化工產品品質要求的日益提升，中心化驗室在產品質量控制及過程控制中的作用日益重要。而安全環保設計作為中心化驗室規劃設計的重中之重，關系著企業產品控制的核心和分析人員的安全與健康，必須高度重視。目前，與中心化驗室相關的設計標準規范已經日益完善，但是在具體設計過程中仍需要大量的設計經驗來確保最終方案的合理性，本文對中心化驗室設計中安全和環保設計的要點進行了歸納和梳理，并結合自身從業經歷對相關設計細節和思路進行了介紹，以方便讀者了解相關設計的要點和難點。
2化驗室安全設計
石油化工行業化驗室的危險源較為集中，所以也容易存在安全隱患。中心化驗室內存在種類繁多的危險化學品，還有鋼瓶、反應釜等壓力容器。相關實驗人員在日常工作中高頻率接觸危險化學品和高風險儀器設備，易造成火災、爆炸、中毒等各種事故，因此在設計中降低安全風險很有必要。
2．1防火設計
化驗室引起火災的原因有以下幾種:易燃易爆危險品引起火災;加熱設備引起火災;電氣火花引起火災;用氣不當引起火災等，在設計中可以從以下方面降低風險。
2．1．1優化驗室布局根據分析需求和安全管理需求，做到分區明確、互不干擾、安全健康。藥品庫和鋼瓶間這類有火災爆炸危險的分區在用地允許的條件下最好單獨設置并按照爆炸危險區域劃分和主體保持一定距離，如與主體合建應采用防爆墻且門窗設計須滿足防爆要求［2］。
2．1．2化驗室加熱設備安全高溫儀器設置在高溫室內，高溫室內的實驗臺做耐火處理，房間通風滿足相關要求。需要加熱進行的實驗，盡量使用電加熱的方式，避免使用明火加熱方式。如需分析殘碳、閃點等指標，須在通風柜內進行實驗。
2．1．3化驗室電器設備安全存在火災和爆炸危險的場所應按照危險特性使用防爆電器及儀表，防爆電器應符合規定級別。合理配置分析儀器負載，防止發生短路。
2．1．4化驗室用氣安全中心化驗室氣路系統的建議設計流程為:鋼瓶間鋼瓶→自動切換單元→減壓閥→壓力表→進化驗室總切斷閥→二級減壓閥→壓力表→分析儀器前切斷閥→分析儀器［3］氣瓶應集中存放在鋼瓶間，可燃氣體鋼瓶和助燃氣體鋼瓶須分開存放，并設置可燃氣體報警儀。
2．1．5化驗室消防設計中心化驗室室內屋頂應設置煙感、溫感探測器。室內設置常規的消防安全措施，包括室內消火栓、手提式干粉滅火器、火災報警等消防安全設施。
2．2防爆設計
中心化驗室有存在爆炸風險的環境有油品化驗室、易燃氣體分析室等，在化驗室設計中，我們可以通過最大限度地降低易燃易爆物質產生泄露的可能性，避免產生火花和電弧等措施減少安全隱患［4］。
2．2．1化驗室通風防爆設計通風排風系統是中心化驗室設計的關鍵，通風設計中應遵循GB50019、SH/T3004中的相關規定。局部產生易燃易爆氣體和粉塵的場所，設置通風柜、萬向排風罩、排氣式藥品柜等局部排風設施。當局部排風困難時，采用全面通風換氣系統［1］。可以通過設置通風柜和萬向排風罩的方式，排出分析化驗工作中產生的易燃易爆、有毒和易揮發氣體。
2．2．2化驗室電氣防爆設計在能產生易燃易爆介質的功能房間內，如液化烴氣體分析房間、辛烷值和十六烷值測定室、試劑間、樣品間等，這些分析房間內的開關、插座、燈具均應防爆，其配電線路穿越隔墻處做隔離密封處理。
2．2．3化驗室管線防爆設計進出中央化驗室的工藝管線應遵循SH/T3097的相關規定與接地裝置做防靜電連接;分析儀器所用的氣體管線，如氫氣、乙炔等易燃易爆氣體管線不能穿越與其使用無關的房間;禁止將可燃氣體、液化烴、可燃液體的采樣管線引入中心化驗室［1］。按GB50493的規定，在有火災爆炸風險的環境設置可燃氣體檢測報警儀。
2．3防毒設計
化驗室中，造成人員安全隱患的因素有中毒、觸電、化學灼傷、機械傷害等，在設計中可以從以下方面降低風險。
2．3．1取樣器安全設計根據HG/T20660中對化學介質毒性和爆炸危險程度的劃分，在對中度及以上危害介質進行取樣時，使用密閉取樣器或取樣箱。
2．3．2危化品存放安全設計化驗室的危險化學品根據其主要危險性進行分類，如爆炸物、易燃物、毒性物質、危險氣體和氣溶膠、自燃或自反應物質、過氧化物等，要放在單獨的儲存間內，按照各自的特性分類儲存，并保證存儲環境周邊沒有安全隱患。
2．3．3化驗室防護設計在化驗室內部及走廊設置人員健康有關的應急工具和防護措施，如洗眼器、緊急沖淋、防毒面具等［5］，在關鍵化驗室、危險庫房設置攝像頭等。
3化驗室環保設計
承擔全廠性分析化驗任務的中心化驗室在日常生產中產生大量的污染物，中心化驗室的環保問題也受到了更多的關注。可以在設計過程中，根據化驗室污染物的產排情況，在設計中制定污染物的排放及處理方案。化驗室的環保設計可以從實驗過程控制和實驗終端控制方面入手，對化驗室的污染問題進行防治。
3．1實驗過程控制
實驗過程是化驗室污染物產生的源頭，對實驗過程進行首端控制，減少實驗過程中污染物的產生，是化驗室環保設計的起點和根本所在。
3．1．1控制實驗試劑進行分析實驗時，分析介質的采樣量要嚴格按照使用量進行取樣，配置檢驗試劑時，控制試劑的使用量，避免浪費造成污染。保證實驗結果準確性和精密度的前提下，用低毒或者無毒、可降解或回收處理的試劑，代替有毒有害試劑，從而減少污染物的產生［6］。
3．1．2優化實驗方法用非化學檢測方法代替實驗中的化學分析方法，或通過改進實驗裝置和程序的方式減少污染物的產生。在生產過程中，原則上優先選擇安全環保的分析方法，少用或者不用存在二次污染風險的分析方法。
3．1．3改進實驗技術采用色譜儀、傳感器等先進儀器的非化學分析方法產生的污染遠遠少于常規化學檢測方法，如可用紅外光譜法部分代替卡爾費休法檢測常量水含量［7］，可以明顯減少實驗中的試劑使用量。
3．2實驗終端控制
3．2．1化驗室廢氣處理化驗室的氣態污染物的處理方法有濕法和干法兩類［8］，濕法廢氣處理是通過酸霧凈化塔對某些水溶性氣體進行廢氣處理，干法是利用吸附劑處理氣體混合物某一組分或某些組分。
3．2．2化驗室廢水處理化驗室的廢水處理方法一般有物理法、化學法和生物法。物理法是利用機械設備的物理作用分離污水中的雜質，化學法是通過添加酸堿劑等化學物質除去水中雜質，生物法是利用微生物分解廢水中的膠體和有機物質。三種處理方法各有其特點和使用條件，通常需要多個單元組合處理。
3．2．3化驗室固體廢物處理為防止化驗室產生的廢物擴散污染，對固體廢物的處理原則為分類收集、定點貯存、集中處理。盡量用廢物回收或固化的方式，遠離生活區深埋或者用焚燒法處理。廢棄物排放應符合相關法律法規和國家有關環境保護排放標準，如大氣污染物綜合排放標準，或遵循地方標準。
4結語
本文通過對設計環節的規范化及相關設計經驗的系統化，將有效的排除設計漏洞降低安全隱患。在石化中心化驗室的安全和環保設計過程中，還需要和建筑、暖通、電氣、管道專業的溝通協作，這樣才能保證設計的安全性，合理性和規范性，進而為工作人員提供一個操作方便、安全環保、舒適美觀的工作環境。此外，中心化驗室的設計也應積極遵循國家及地方政府出臺的最新相關標準規范，并與相關實驗器材供貨商保持緊密溝通，為石化企業提供最優質的設計及解決方案。
參考文獻
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作者：宋雪微 單位：中海油石化工程有限公司
