促進化工工藝及設備適應性設計的方法

王奕博，劉廣地

（中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院，吉林吉林 132000）

0 引言

隨著我國經濟水平的提高，化工工業取得了較大的發展，擁有了一定的成就。如果用一臺正在使用中的電腦來比喻化工企業，那么化工企業中的化工工業就相當于電腦中的軟件系統，化工設備就是硬件系統，這兩種必不可少的系統決定著化工企業的發展方向與發展前景。眾人周知，企業根據化工工藝在化工設備中生產出了化工產品，在整個生產過程中，最重要的便是化工設備是否與化工工藝匹配。如果兩者是匹配的，就能生產出合格產品，企業的經濟效益就會有所提高，工人的生命安全也能有所保障，如果兩者不能匹配，就會降低產品的合格率，企業的經濟效益也會受到影響，情況嚴重時還會威脅施工人員的生命安全。所以，設計化工工藝及化工設備適應性是目前化工企業應該注意的問題。

1 化工工藝、化工設備的內涵

化工工藝指的是將化學原料經過化工生產工藝變成化工產品。一般情況下，化工工藝主要的生產流程為：第一步，處理化學原料，對化學原料進行碾碎、提純操作；第二步，進行基礎的化學原料反應，即將化學原料通過化學工藝生產為化學產品的過程，反應期間可以利用加催化劑、提高溫度等方法，加快反應速率、減少反應時間；第三步，對化學產品進行精加工，確保生產出的化學產品符合相關質量標準。

化工設備指的是化工生產過程中需要使用的工具、設備。細分還包括化工機械里的工具、部件，很多時候會將這些叫作非標準設備。化工設備有許多種類，如以功能為基礎，將其分為結晶設備、換熱器、加熱爐、化工容器等。

2 設計化工工藝以及安裝環節的重要性

設計化工工藝以及安裝環節時需進行協調處理，由此才能提高化工產品的性能。很多化工企業歷史悠久，使用的生產模式比較傳統，在這種情況下生產化工產品，是不能增加企業收益的。為了充分發揮化工設備的各項性能，就要有效協調化工工藝與安全生產之間的關系，加強對化工設備的監管力度。化工企業最顯著的特點是高耗能，其次是資源密集。化工生產過程中，涉及到的生產項目較復雜，為了確保產品質量與生產安全，就要不斷優化化工設備的生產性能，做好工藝設計、設備安裝等工作，提高檢修設備的力度，把控生產質量。實際生產過程中，化工企業可以選擇浮頭式換熱器為生產設備，不斷協調設備安裝與生產安全之間的關系，提高生產過程的安全性，生產出更多的合格產品，為企業帶來更豐厚的經濟收益。

3 化工工藝的適應性設計

3.1 防止化工設備出現腐蝕問題

按時維修、保養化工設備，能夠有效的解決腐蝕現象，保證化工生產的正常進行。化工設備長期運行，經常處在高溫、高壓的狀態中，所以很容易出現腐蝕現象，為了不對設備造成損壞，可以通過實際生產情況，制定出科學、合理的防護方案，嚴格根據方案維修設備，保證化工生產能夠正常進行。例如，以燒堿為化學原料進行化工生產時，其過程中會生產大量的熱量，為了減少熱量對化工設備的損害，就得將燒堿的器材設計成反流降膜，燒堿在管內流動時，由于重力作用，堿液的溫度會發生變化，這樣就能提高傳熱效果。為了保障化工生產的高效性，利用燒堿時，就得優化化工設備的性能，提高其防腐性。

3.2 科學控制參數

化工生產中，基本每一個環節都得先進行實踐，所以在實踐中得到參數是十分關鍵的。化工工藝中，經常會用到重沸器，控制其在加熱過程中的參數時，一定要進行實踐，才能確定。這種重沸器是通過蒸汽完成持續加熱的，通過控制水蒸汽的流量改變生產過程中的溫度、速度。加熱期間，水蒸汽在重沸器出口處會消耗大量的熱量，與入口處的熱量有一定的偏差，所以，此時一定要進行精確計算，如果水蒸汽出現波動，就會影響內部的物品，若是不能科學控制相關參數，就不能保證化工產品的質量，所以只能科學控制參數，將化工工藝技術發揮到最佳，保證生產過程中的安全性，提高產品性能。

3.3 提升化工工藝的安全性

為了提高化工企業的經濟效益，一定要保證各生產環節的安全性，這是化工企業順利發展的關鍵，只有相關負責人加強對安全問題的監視，就能很大程度的減少安全事故的發生。化工設備中，壓力容器十分常見，設計過程中需要考慮化工設備的性能狀況、結構狀況等，通過化工設備的特點調整生產計劃，加強安全監督，確保工人的生命安全，進而提高企業的經濟收益。

3.4 對化工原料進行改進簡化

以煤油為化工原料生產化工產品時，會用到加氫裝置，對此裝置可以進行簡化、改造等操作。保持原有結構不變，簡化裝置中多余的、改善不足的地方。比如烷基苯的聯合裝置，在化工生產中這是一個較基礎的裝置，實際生產過程中可以對該裝置進行改進，使用一些先進的技術手段，改善裝置的性能，也可以對其進行簡化，這樣就能提高生產效率，減少工人的工作量。

4 與適應性設計相關的優化手段

4.1 科學控制參數

從實際生產過程中發現，科學控制參數對整個生產過程而言是非常重要的。具體做法便是技術人員通過理論學習與實踐操作熟悉掌握化工生產中涉及的各項參數，例如溫度、配比、壓力等，除此之外，還要熟悉分配物料時牽扯的參數，只有明確所需的各大參數值，才能滿足生產過程中反應速度、平衡轉化等環節的要求。只要保證參數在規定的范圍內，就能提高化工生產過程中的安全性、穩定性。如果生產過程中使用了重沸器，可通過控制水蒸氣的流量調整溫度。

化工生產中，會以甲醇為原料制備氫氣，以此項生產工藝為基礎，研究化工設備與化工工藝溫度的適應性設計。氫氣生產裝置在設計時，就要控制好壓力、溫度等的關系，反應過程中，需將溫度設置成200 ℃、壓力小于1.8 MPa，這樣才能為生產提供合適的反應條件。

4.2 設備結構和防腐操作

化工生產過程中，經常會用到化工設備，在使用過程中既要做到高效利用，又要保護愛惜設備。技術人員要盡量保護設備，不讓其破損，比如一些化工設備具有腐蝕性，使用時可以借助化學反應控制腐蝕。以實際生產舉例，會使用逆流降膜工藝完成燒堿的蒸發，因為以燒堿為化學原料進行化工生產時，其過程中會生產大量的熱量，為了減少熱量對化工設備的損害，就得將燒堿的器材設計成反流降膜，這樣才能有效地保護化工設備。

4.3 完善設備的安全性

化工生產過程中，最影響產品質量、生產效率、經濟收益的因素是選擇的化工設備，與此同時，不合適的化工設備還會對施工人員的生命安全帶來威脅。例如，使用腐蝕性較強的化工原料時，生產過程中就會損壞管道內壁，一旦沒有及時檢查出這樣的現象，就會引發爆炸。所以，生產過程中必須安排技術人員及時檢修工具，保障設備的安全性，同時還要根據實際生產的條件、原材料的性質、化工設備的結構及時調整生產方案，只有這樣才能最大程度的降低對化工設備的損壞、加快生產速率，完善設備的安全性，為生產過程增加更多的安全保障。

4.4 綠色環保設計

近幾年，我國一直在倡導可持續發展，所以，化工企業在生產過程中也得緊跟時代的步伐。所以，在進行協調性設計時，既要想到高壓、高溫對化工設備的影響，還要熟悉了解化工設備的結構，進行綠色環保設計。比如，設計化工設備與工藝時，換熱管管束會造成噪音污染，面對這一問題，就要對其零部件的尺寸進行調整，進而完成對其參數的科學控制。再如，設計U 形管的彎管時，可以設計成夾持方式。除了上面所列的2 個例子，實際的生產過程中還可以用新型環保材料代替污染性較強的材料、使用保溫材料降低能耗等，這樣能更好地落實企業的可持續發展，才能為我國的環保事業盡一份綿薄之力。

5 結束語

綜上所述，化工生產過程中的安全性與化工設備的選擇、使用、維護、管理等息息相關，所以只要涉及化工設備，相關人員就得加強管理力度。從我國化工企業的現狀來看，很多企業缺乏技術人才，因此建議對工人進行相關培訓，熟悉掌握關于化工設備的重要知識。化工企業生產過程中最關鍵的是化工工藝與化工設備的適應性，只有保證工作人員科學控制相關參數，才能確保化工設備正常運行，以此為基礎，完善的管理體系、科學的生產方式、謹慎的工作態度，才能降低化工生產過程中的安全事故，提高化工企業的經濟收益。