化工工艺与化工设备的适应性设计分析

杨正成　杨勇

摘 要：国内处于经济结构改革的发展时期，各行业都得到了较好发展，尤其是化工工业发展方面取得了较为瞩目成绩。但是，化工工业发展中存在一些滞后性，如化工工艺与化工设备之间不匹配的问题。对于化工企业来说，其生产过程中所用工艺与化工设备如存在不匹配的问题，那么生产出来的产品质量较低，无法提高企业生产力，对企业经济效益造成影响。因此，对化工工艺与化工设备中适应性的设计方法则成为化工生产企业所考虑的问题。

关键词：化工生产;化工工艺;适应性;设计

在化工生产系统中，化工工艺是软系统，硬系统则是化工设备，软硬系统均是化工企业开展化学生产与加工的重要条件。新时期，我国化工产业得到质的发展，化工工艺正逐步完善，化工设备也在不断不断升级与更新，是时代所趋。当前，节能环保已然成为亘古不变的主题，其与人类生存息息相关，而实现化工生产工艺和设备的不断革新，是化工产业得以长足发展的必然要求。面对此种情况，应全面考虑化工设备的基本结构、工艺参数与安全措施等，能让化工设备可以在环保、低能耗与安全条件下高效的运行。

1 关于化工工艺和化工设备的概念

化工工艺就是根据化学生产状况，选择与之相对应的技术。具体是指以化学反应为原理，借助相应的手段将化工反应原料转变成想得到的材料。其过程具体可以分为三个步骤，即化工原料的处理，化学反应的放大，化工产品的精制。化工设备是指在化工生产过程中所应用的各种工具，而随着化工行业的不断发展，它们的种类各式各样。由于化工生产中化学反应放大所带来的危险性，因此化工设备的质量和安全性能是重中之重。

2 化工工艺与化工设备中适应性设计的意义

2.1 可提高化工检修速度

化工企业所生产的产品种类较多，所以化工设备使用频率较高。而基于化工工艺与化工设备适应性设计的考虑，则可以提高化工检修的速度，可及时发现生产过程中的安全隐患，及早将危机扼杀在摇篮中。

2.2 可大大提高设备的实用性

以往的化工工艺和化工设备在适应性设计方面相对匮乏，会对设备的具体应用情况产生极大的影响。对二者的适应性设计可有效激发设备的真实效能，并且化工企业会结合自身实况合理设计与配置化工设备，可让设备性能与生产规模、需求相匹配。

2.3 能够降低环境污染

化工工业虽然是国家经济发展得的支柱，但它也是一个高能耗、高污染的制造业，近几年我国不断鼓励绿色生产与可持续发展方式，这就要求化工生产在工艺上与生产设备上进行同步改进，需要化工工艺采用更为高效绿色的反应过程，对于化工设备来说也需要对生产的有效物质进行绿色处理，通过两者密切配合提升化工生产效率与产品质量提升，并实现化工行业更加绿色环保的低耗能发展。

2.4 能大大提升生产效率

适应性设计既能提升检修速度与可操作性，还能大大优化设备性能，提高实际生产率，特别是设计人员要根据化工设备实况展开合理的设计，从适应性设计角度出发，不断改善设计方案与设计思路，也要对设备进行不断的完善。

3 化工工艺及化工设备适应性设计

3.1 绿色环保设计

结合化工设备的使用特点，在绿色环保理念设计中，需要将可持续作为核心，根据化工产业的运行模式以及行业的运行特点，增强化工产业的运行效率，以满足产业的绿色化、环保化发展需求。如在化工产业设计以及化工设备工艺管理中，为了提高设备的生产效率，应该仔细调整产业参数，通过U形管的使用，提高新型能源的使用效率，并降低环境污染，实化工产业的高效化及环保化发展。

3.2 安全性设计

与其他行业相比，化工类产业的危险性较高，工作人员经常会接触到强腐蚀物质，还长期处于高温、高压环境中作业，一旦疏忽，容易造成严重的安全事故。因此，在化工设备设计之中，需要对化工设备开展针对性处理，以更好的控制高压、高温物质，以求更大程度上防止易燃易爆等产品发生危险事故。在设计化工设备时，还要对管道节点作密封处理，例如，可添加一定的密封圈等，以降低泄漏事故的发生概率。

3.3 化工设备腐蚀问题要避免

化工工艺在反应过程中的元素变化、高温高压、有害气体等因素都带有腐蚀特点。这种情况下更容易造成化工设备的故障与损坏，所以对于化工工艺生产的腐蚀问题要提前做好研究。除去设备自身的防护工作外，还要提前做好对化工工艺的反应改进，比如在使用烧碱作为反应材料时会造成化工设备的腐蚀与温度的改变。所以在反应过程中通常会采用镍以及镍合金材料，借助其良好的强度和韧性能够在反应的碱液中形成有效防护层，从而提升反应过程中的传热效果与设备安全

3.4 低能耗性设计

如今，能源消耗和环境污染问题变得愈发严重，基于可持续发展战略的有效指引，各行业均在积极响应节能环保的社会主题，改变传统高能耗运作模式，因此，化工企业会更加注重化工设备的能耗问题，并将低能耗视为重要的设计目标。在工艺和设备适用性设计时，姚在不影响设备正常运作的情况下，将低能耗视为首要设计理念，运用合理的设计方法，由最为基础的零部件着手，以满足低能耗生产的目标。

3.5 采取科学手段对参数进行控制

在化工生产过程中需要考虑到参数问题，才可大量生产化工产品。化工中经常会使用到重沸器，控制重沸器在使用过程中需要持续加热，进而通过控制水蒸气流量对生产中的温度与速度等进行控制。重沸器在使用中狐疑消耗一定的热量，尤其是在重沸器的出口位置，所以其与入口处的热量上存在一定出入。所以，在重沸器使用中一定要考虑到两头温差问题，要采取科学手段对参数进行控制。只有确保参数的稳定，才能确保化工产品生产质量的稳定，才能将化工工艺技术充分发挥出来，以达到安全生产目的。

3.6 优化工艺路线设计

化工企业建立的目的之一肯定是盈利，因此一般而言，化工企业生产的产品不止一类，很多时候会将产生的副产物作为副产品进行加工，作为副产品销售。要实现产品的多样化，都需要优化化工工艺路线设计。例如石灰石锻造行业的最根本目的是生产石灰块或面，但是这个过程中会产生二氧化碳。这时企业可以考虑将二氧化碳当做副产品卖给生产水杨酸的企业。但是线路的优化设计在给企业增加效益的同时，会因为线路和工艺的复杂性增加生产过程中的安全风险。因此为了提升工艺生产过程的安全性，设计者必须对生产中设计的原料、设备及生产条件等进行综合評价、分析，并在此基础上对化工工艺路线及具体的工艺生产流程、方案进行优化，尽可能地选择危险性小的原材料进行生产。

3.7 提高设备安全性管理

化工生产过程中一定要确保安全性问题，只有确保生产在安全条件下进行，才会确保产品品质稳定，生产效率、经济效益的提高。与此同时，化工设备与化工工艺不适应也会增加危险性。比如在生产一些腐蚀性较高化工产品时，在大量生产过程中会对管道内壁造成腐蚀，所以在生产过程中一定要密切关注设备安全性问题，如未及时发现则可能引发安全事故。所以，在化工生产过程中一定要做好维护与检修工作，确保生产环境的安全。再者，化工生产过程中还要根据化工设备结构、原材料性质以及生产条件等调整生产方案，避免安全问题的发生。

4 结束语

总之，化工生产过程要充分发挥出化工工艺和化工设备的最大价值，尽管目前我国化工设备的相关研究发展十分迅速，但很多还是忽视了化工工艺与化工设备的适应性。化工生产是化工行业的核心，而化工生产是由化工工艺与化工设备二者共同组成，这两者相互依赖，支持，不可分割，如何有效保证二者相适应、相匹配，是保障化工生产顺利的关键，对于推动整个化工行业的进步具有重要作用。

参考文献：

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