化工工藝與化工設備的適應性設計

胡云永

摘要：化工工業(yè)生產不能脫離軟硬系統(tǒng)，二者關系密切、相輔相成，穩(wěn)定支撐了化工工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，化工工業(yè)需要密切聯(lián)系節(jié)能和環(huán)保時代發(fā)展特點，通過改進工藝與創(chuàng)新設備適應設備發(fā)展趨勢，達到社會實際需求，并且服務于化工工業(yè)發(fā)展目標。目前，我們應整體思考工藝參數、設備結果等條件，結合設備開展適應性設計，達到設備安全、環(huán)保操作要求。本文針對化工工藝與設備，對有關設計要求進行分析，并提出適應性設計要點。

關鍵詞：化工生產；工藝與設備；適應性設計

在化工生產過程中，工藝是軟系統(tǒng)，硬系統(tǒng)是設備，二者共同構成了化工工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根基。隨著化工工藝的可持續(xù)發(fā)展，需要積極創(chuàng)新和完善工藝和設備，并且密切聯(lián)系時代發(fā)展要求。目前，作為發(fā)展重要趨勢的節(jié)能環(huán)保，不斷改善的化工工藝與更細的設備都推動了化工工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，迫切需要綜合思考工藝參數、設備結構、安全技術等因素，基于綠色環(huán)保、安全操作，綜合提高設備操作性能。

一、設計要求闡述

在實際應用中化工工藝存在一定的操作難度且設計過程十分復雜，因此出現(xiàn)很多不確定的風險，進一步嚴重威脅了化工生產。另外，由于一部分化工原料與產品都體現(xiàn)出毒害性，一些原材料質量還明顯不合格，一定程度影響產品質量。不斷產生的安全事故必定影響生產進程，另一方面也對人身安全造成了較大威脅，所以有必要高度關注工藝和設備的適應性。

（一）控制好設計參數

控制參數主要為了安全進行化工生產，因此在工藝生產操作中積極控制工藝參數具有十分關鍵的意義，相關的主要參數包括物料配置比例、溫度、壓力等，只有對其高度控制才能實現(xiàn)生產操作的需求，在全部參數中，最關鍵的是溫度與壓力。嚴控生產溫度最大程度確保操作質量以及減少能源消耗。在化工生產操作中，溫度高低變化會嚴重影響生產，較高的溫度容易使物料反應更為激烈，甚至發(fā)生爆炸，產生嚴重的損失；較低的溫度減慢反應速率使物料發(fā)生擠壓，當恢復正常溫度以后，物料更加激烈的進行同時反應，出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。溫度在工藝生產過程中的控制發(fā)揮了重要作用，技術人員必須對其嚴格關注。其中壓力是重要控制參數，也影響了生產的正常運行，壓力指數高低是生產順利實施的關鍵。比如，在傳統(tǒng)燒堿操作中，通常利用真空蒸發(fā)模式有效降低能耗，也就是對二次蒸汽保護溫度有效降低，限制應用設備材料以及約束燒堿蒸發(fā)程度[1]。

（二）設備機構的防腐設計

化工設備在實際應用中，一般都會形成高溫、高壓狀態(tài)，因此需要采取有效防護手段。一些特殊部位的化工工藝對設備結構和耐腐蝕性產生較高的要求。其中，在生產中安全是最關鍵的因素，這就需要在設計工藝與安裝設備中都要保證符合安全生產要求。比如，反應釜容器是最為常見的化工生產工具，也會由此出現(xiàn)各種化學反應，其中化工原料表現(xiàn)的腐蝕性也各不相同，甚至會出現(xiàn)高溫高壓狀況，由反應引發(fā)一系列的變形與裂縫現(xiàn)象，所以在化工生產過程中需要對參數變化嚴密關注。

綜合分析，作為生產中的硬設備，在對其設計中必須整體分析腐蝕性、高溫和高壓情況，徹底保證設計安全。另外，為了提升設備的防爆、耐高壓和高溫的功能，可以采取一部分結構特殊設備，如密封橢圓墊子接口，促使設備達到工藝要求[2]。

二、適應性設計要點

工程設計過程中可以輕易發(fā)現(xiàn)，一部分化工產品質量和設備裝置操作效率及安全性能時常出現(xiàn)一些潛在隱患。其中工程設計的重要環(huán)節(jié)是化工工藝，密切聯(lián)系化工設備及其結構設計。設備只有具有科學性才可以為生產工藝提供最佳的服務。設備只有十分合理才能為生產提供良好的服務。若無法協(xié)調生產設備與工藝必將對生產操作效率與功能造成較大影響。隨著我國快速發(fā)展化工工業(yè)的情況，化工生產對產品質量與設備安全性產生了更為嚴格的要求。因此，能否達到實用性與工藝設備密切聯(lián)系。

（一）保障設備結構安全

化工設備是企業(yè)安全生產的重要物質基礎。其中溫度、壓力和腐蝕程度在反應中都可以引起設備變形、泄漏和裂縫等問題。調查說明，企業(yè)出現(xiàn)化工事故的關鍵因素是設備缺乏足夠的安全系數?；诖?，在化工設備設計過程中必須高度重視溫度、壓力和防爆要求等，必須根據規(guī)范實行設計。為了保證接口的密封性，需要利用橢圓形墊子密封設備，進一步避免設備出現(xiàn)泄漏與裂縫等問題，并為化工工藝更好地服務[3]。

（二）注重環(huán)保型設備的結構設計

隨著社會的快速發(fā)展，世界各國已經把節(jié)能減排作為共同發(fā)展需求，因此，化工生產一方面需要全面重視高產量，另一方面還要注意控制環(huán)境污染，盡量減少環(huán)境帶來的污染，有效保證可持續(xù)發(fā)展生產。比如，不斷震動的管束會產生噪音，因此，為了控制這部分噪音，可以利用調整尺寸、加固零部件、使用U型管束等方法，對噪音控制保護環(huán)境。通過合理改造與優(yōu)化設備，最大程度的降低影響。

（三）注重設備設計的耐用性能

在化工生產過程中全部設備擁有較高的價值，并且也會出現(xiàn)較大的設備磨損，需要堅持耐用思想。在設計化工設備時，應高度重視耐久性問題。這一性質需要考慮設計質量、制造質量與后期養(yǎng)護。在設計過程中，應從企業(yè)實際應用情況著手，初步模擬設備使用要求，確保設計設備指標達到今后應用需求。在更換與維修零部件時，有關人員應整體思考零部件的周期性，確定其使用時間，采取維護保養(yǎng)方法，提高設備使用時間。

（四）符合設備設計的低能耗要求

在化工行業(yè)中，操作方法不恰當容易污染環(huán)境，并且增加了設備能源消耗。因此必須把降低設備能耗作為操作目標，以零部件出發(fā)點將低耗能作為指導思想，通過合理的設計對消耗能源積極控制。通常在應用化學工藝時，采取設備高效傳導的方法，使設備傳熱能力與參數傳遞滿足生產需求，不但如此，還可以最大化控制熱點損失，進一步達到節(jié)約能源的目標[4]。

三、結束語

綜合分析，化工設備根據一定的化工工藝生產出化工產品，在這一過程中，工藝和設備匹配與否十分關鍵。若二者匹配則可以提升生產水平和產品的合格率，并且保證生產的安全性，若二者發(fā)生嚴重不匹配問題，則會直接影響生產效率與產品合格率，設置發(fā)生安全問題，對企業(yè)的經濟利潤和員工身心健康造成影響。為了達到化工工藝發(fā)展要求，迫切需要不斷優(yōu)化工業(yè)發(fā)展以及升級設備，進一步達到高效生產的目的。

參考文獻：

[1]張連明，王忠民，朱興海.化工過程設備對生產工藝的適應性選擇[J].石化技術，2016（9）：59.

[2]李洪亮.化工工藝中常見的節(jié)能降耗技術措施探討[J].中國石油石化，2015（8）：20-21.

[3]龍升.化學工藝的設計與化工設備安全性的評價探析[J].化工管理，2015（5）：49.

[4] 裘建龍. 基于化工設備安全性研究對化工工藝設備的管理策略[J].化工管理，2016（10）：89.

（作者單位：陜西延長中煤榆林能源化工有限公司）