化工工藝與化工設備的適應性設計

胡云永

摘要：化工工業生產不能脫離軟硬系統，二者關系密切、相輔相成，穩定支撐了化工工業的可持續發展。目前，化工工業需要密切聯系節能和環保時代發展特點，通過改進工藝與創新設備適應設備發展趨勢，達到社會實際需求，并且服務于化工工業發展目標。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，硬系統是設備，二者共同構成了化工工業可持續發展的根基。隨著化工工藝的可持續發展，需要積極創新和完善工藝和設備，并且密切聯系時代發展要求。目前，作為發展重要趨勢的節能環保，不斷改善的化工工藝與更細的設備都推動了化工工業的可持續發展，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，出現爆炸現象。溫度在工藝生產過程中的控制發揮了重要作用，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，在傳統燒堿操作中，通常利用真空蒸發模式有效降低能耗，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，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，也會由此出現各種化學反應，其中化工原料表現的腐蝕性也各不相同，甚至會出現高溫高壓狀況，由反應引發一系列的變形與裂縫現象，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現，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一些潛在隱患。其中工程設計的重要環節是化工工藝，密切聯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。隨著我國快速發展化工工業的情況，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系。

（一）保障設備結構安全

化工設備是企業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，企業出現化工事故的關鍵因素是設備缺乏足夠的安全系數。基于此，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泄漏與裂縫等問題，并為化工工藝更好地服務[3]。

（二）注重環保型設備的結構設計

隨著社會的快速發展，世界各國已經把節能減排作為共同發展需求，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境污染，盡量減少環境帶來的污染，有效保證可持續發展生產。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，對噪音控制保護環境。通過合理改造與優化設備，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、制造質量與后期養護。在設計過程中，應從企業實際應用情況著手，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

在化工行業中，操作方法不恰當容易污染環境，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，設置發生安全問題，對企業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展要求，迫切需要不斷優化工業發展以及升級設備，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）