化工工艺与化工设备的适应性设计

李 霞

（常州海鸥化工设计研究院有限公司，江苏常州 213000）

新时代的市场经济环境，为各个行业的转型和发展带来了新契机。化工行业是我国经济发展的支柱型产业，必须保持良好发展的态势。但在化工工业生产的过程中，需要高度关注资源能源利用问题和环境污染问题，因此必须综合考虑化工工艺的适宜性和化工设备的先进性。化工生产过程中的质量问题，产品本身和设备运行的安全隐患，都需要引起化工设计人员的重视，需要根据化工生产作业的实际需求，提出有针对性的设计方法，通过强化化工工艺与化工设备之间的适应性，促进化工生产作业有序进行，为化工行业带来良好的经济效益和社会效益。

1 做好化工工艺和化工设备之间适应性设计的重要意义

对于化工设备来说，它需要在实际的化学生产过程中，突出设备的作用，并借助外界环境形势，来保障化学反应的稳定性，提高化学反应的安全系数。通过对化工设备类型的分析，可以把化工设备分为静止机械和动态控制两种基本类型[1]。对于化工生产作业来说，它需要在化工设备的作用下，为其提供外界方面的支持，通过专业处理设备的做功，促进化学反应的逐步运行。通过对化学生产作业的工艺进行分析，可以看出它是一个包括了元素、技术以及方法等多方面内容的系统工程，在对装备、材料进行全面整合的基础上，借助化学反应形式，来完成对普通原材料的质变反应，突出化学用品的实用价值。对化学反应过程进行分析可以看出，在整个反应过程中，所需用的外界条件因素具有多样性，包括原材料的准备、合理设置反应方式，并且需要借助外界设备因素的支持作用。

1.1 降低环境污染

在社会经济的发展过程中，化工工业起到了重要的支撑作用。化工工业不仅具有高耗能的特性，而且还存在高排放、高污染。社会经济的发展，离不开化工工业，但必须要遵循可持续发展的模式，因此就必须要在绿色生产和环保发展理念的指导下，以可持续发展为目的，对化工工艺进行优化改进，同时也需要对化工设备进行同步升级，以满足工艺和设备的适应性要求，确保所形成的化学反应过程具备绿色化和高效性[2]。对于化工设备来说，应对生产过程中的有效产物进行妥善处理，采用绿色化的处理方式，在设备和工艺的紧密配合过程中，打造高效化的化工生产模式，并且可以提高产品的生产质量，使化工行业朝着环保化、低耗能以及绿色化的方向持续发展。

1.2 确保设备实用性

通过对传统的化工工艺生产模式进行分析，导致存在效率低、污染排放高的一个主要原因，就是化工工艺和化工设备之间缺乏适应性，所以无法创造出高效率的化学生产过程，化工设备应用效果不佳，难以彰显出工艺生产的实际效用。在对化工工艺和化工设备进行设计时，必须确保两者之间的适应性，只有这样才能在最大程度上彰显出化工设备的实用价值，体现出化工工艺的可行性和先进性，并且可以在化工工艺中遵循安全性与稳定性的基本原则。对于化工企业来说，在针对化工工艺和化工设备进行设计时，遵循适宜性的基本设计原则，不仅能够满足生产工艺、安全等基本要求，还可以在符合生产需求的基础上，进一步促进经济效益的提升。

2 在化工工艺与化工设备适应性设计中需要遵循的基本理念

2.1 绿色环保理念

在针对化工工艺与化工设备进行适应性设计时，首先要求设计人员具备绿色化与环保化的设计理念，并在此类设计思想的指导下，结合化工生产过程展开分析，从而采取有效措施解决噪声等环境污染问题。产生噪声污染问题的主要原因是由于化工设备在运行的过程中，出现了较大的震动作用所导致。为此，在针对工艺和设备适应性进行设计的过程中，应结合绿色化与环保化的设计要求，采取有针对性的控制措施，完善并优化设计方式，对化工生产阶段所产生的噪声污染做到全面管控，提高化工产品的绿色生产水平，并朝着环保化的方向转型。

2.2 耐用性设计原则

进行化工工艺和设备的适应性设计，就要对传统的设计思想进行改善，设计人员应具备耐用性设计理念，将其融入到适应性方案的设计过程中。除此之外，还需要充分发挥化工材料的使用效果，并在充足的基础设施支撑作用下，延长相关材料和基础设施的使用周期，保障化工设备耐用性，提升化工材料的实用价值，为后续的设备维修作业提供便利性支持，促进养护工作有序进行。

2.3 安全性设计原则

对于化工企业来说，在实际的生产过程中，所接触的化学物质具有多样性，且毒性相对较强，部分化学物质还具备腐蚀特性。若化学物质长期处于高压、高温的环境条件时，则为安全隐患问题的发生提供了可能性[3]。为此，在化工工艺与化工设备适应性设计过程中，需要将安全性等基本原则作为首要设计理念，在此类安全思想的指导下，提出有效控制措施，加大对化工产品生产环境、温度的控制力度，保障产品制造流程具备规范性。基于严格要求，加大对材料和设备质量的管控力度，确保化工企业生产作业安全系数得以提升。

3 保持化工工业与化工设备适应性设计的相关策略

3.1 优化工艺参数

在化工生产作业中，工艺参数的设计非常重要，它属于化工工艺中的必要条件，基于准确的参数指标，能够使化工设备持续处于正常运行状态。在实际生产作业中，所涉及的工艺参数具有多样性，需要提出有针对性的优化措施，保障工艺参数优化的合理性，确保设备性能得以正常发挥，并在后续的运行过程中，确保工艺设备的稳定性。与此同时，还需要派遣专业工作人员，使其能够对不同类型的工艺参数进行整合，提出合理化的管控措施，从整体的化工生产作业流程出发，基于全方位的角度，加大对工艺参数的监测力度。在物料的供应过程中，同样需要对工艺适应性提出严格要求，使其符合物料在运行阶段的需求，提出合理化的调控措施，保障参数设置的适宜性，基于合适的物料反应速度，在管控反应快慢的基础上，站在全面化的角度，有效控制整体生产过程。在优化工艺参数的过程中，需要站在多个不同的角度，对相关设计内容进行综合考虑，从温度和压力等多个层面，突出工艺参数设计的全面性与重要性。在设计工艺参数时，还需要综合考虑化工设备所能够承受的能力，保证工艺参数设计的适应性。

3.2 化工设备结构防腐设计

在化工生产作业的实施过程中，对于大多数化工产品来说，在生产阶段通常需要涉及高温和高压等基础条件。在处于高温和高压的状态下时，化学原材料的活跃程度相对较强，为化学反应的产生提供了可能性[4]。为了避免活跃性所带来的危险因素，还应采取系统化的安全防护措施，保证人员的安全。在生产过程中，应对化工设备的性能、质量提出较高的要求，由于涉及的运行环境具有特殊性质，应确保设备能够持续处于稳定、高效地运转状态，并且可以承受由高压和高温所带来的影响。除此之外，还应确保设备的耐腐蚀性能符合规定要求，在适应性设计作业中，应对化工设备结构的防腐问题予以重点考虑。在化工生产作业中，不仅涵盖了大量的工业设备，并且还具备相应的原材料等物质，在生产作业的前期准备环节，需要从多个方面出发，促进准备工作有效落实，并对设备结构的腐蚀设计予以优化并完善，使设备在运行过程中持续处于稳定状态，以此来延长设备的使用周期，同步提升化工工艺与化工设备之间的适应性水平。化工生产作业需要具备创新性和持续性，期间所涉及的操作流程具有多样性，需要将防腐作为基本要求。在化工工业中，烧碱发生器等设备较为常见，对于多数化工生产环节，都需要在烧碱发生器的作用下，促进相关化学反应的有序进行。为此，需要对烧碱发生器材料的本身条件进行考虑，避免其在使用过程中发生化学反应，对其他物质的化学反应造成不良影响。在开展烧碱发生器管控作业时，应对烧碱发生器的自身状态进行全面检查，从高温、高压以及耐腐蚀特性等环节出发，提出有针对性的腐蚀问题解决措施，避免对烧碱发生器的生产稳定性造成不良影响，减少过度损害等问题，降低烧碱发生器变形、裂缝等问题的发生概率，实现对爆炸等事故的有效规避。

3.3 完善节能环保设计

化工生产中产生的污染力度相对较大，容易造成严重的污染问题。对于传统的化工生产作业来说，部分化工企业为达到节约成本预算的目的，实现经济效益最大化的发展目标，在处理化工废水和污水的过程中，通常会采用直接排放的形式，所以对周边的生态自然环境带来了严重的污染。在绿色发展理念不断推进的过程中，各个行业都大力提倡可持续发展原则，并且对化工企业提出了严格要求，迫使其不得不朝着节能化、环保化的方向转型。为了实现化工企业的可持续发展目标，化工企业需要从各项生产流程出发，让绿色环保理念得以全面落实。对化工工艺与化工设备的适应性设计来说，需要对设备进行优化设计，基于环保化的基本要求，落实环保生产作业的开展，降低污染物和污染问题的产生概率。与此同时，还需要将绿色发展理念融入其中，在工艺设计阶段，应促进前期准备工作有效落实，综合考虑多方面的影响因素，从高温、高压等环境条件出发，确保化工生产作业稳定运行。比如在使用U型束弯管时，需要适当融入防震设计，确保管道在运行过程中的稳定性。在设计化工设备时，需要加大对设备材料筛选的管控力度，确保材料具备环保、节能等特性，并且具有优良的保温性能，优化最终的传热和储热效果，可以在使用时减少热量损失，进而实现节能效益[5]。通过对化工生产产生噪声污染的主要原因分析，可以看出通常是由换热管所导致，针对这个问题，就可以在设计中采取合理的调整措施，对换热管的尺寸进行调整，以此来降低换热管产生的噪声幅度。

3.4 构建安全防护管理方案

在筛选化工工艺过程中，需要保证工艺筛选的合理性，并定期组织相关人员开展化工设备维护工作，将工艺筛选和设备维护作为首要目标，在安全性基本原则的指导下，促进防护工作有序进行，保证工艺和设备之间的适应性。为此，在设计过程中，需要充分强调防护管理方案制定的重要性，对化工产业的设备维护人员提出明确要求，使其能够严格遵循安全性的基本原则，将安全性原则作为事故方案在制定阶段的重点内容。在化工企业长久化的发展过程中，应对维护工作人员提出严格要求，使其能够结合项目中所常用的化工设备，结合设备的运行特点进行综合考虑，并加大对化工设备的管理力度，突出安全防护作业的实用价值，提高设备安全系数，降低安全隐患事故的发生概率，确保化工生产作业得以稳步运行。除此之外，在使用安全防护措施的过程中，应坚持专业化与规范化的基本要求，实现对专项资金的充分利用，将其应用于安全防护管理工作全过程中，促进安全防护作业稳步进行，以此来保证设备的稳定运行，为化工生产作业的开展提供助力支持。

3.5 耐用性设计

在化工生产作业中，涉及的化工设备类型具有多样性，在使用阶段容易出现问题，从而影响设备运行。例如：在设备接触时，若产生摩擦作用，则会对设备的表面造成影响，破坏设备表面的完整性。若处于长期摩擦阶段，则会降低设备的耐久性，无法实现高效化的设备运行目标，且整体的生产效率有所降低。为此，在化工设备的运行过程中，为了满足长期化和稳定化的运行目标，并有效降低生产阶段的设备运行成本，需要从设计阶段入手，全面考虑对设备的运行条件，针对可能会影响设备运行的相关因素进行综合考虑，从技术性的层面出发，对化工设备设计进行优化，提高设备在运行过程中的性能指标。除此之外，还需要从耐久性的角度出发，对化工设备设计进行优化，确保设备设计的合理性，使设备的使用周期得以延长。在化工设备投入使用的后期，磨损、腐蚀等问题可能会进一步加剧，都会在不同程度上形成破坏，所以在筛选化工设备材料时，应确保材料具备抗磨损和抗腐蚀的能力，保证设备在运行阶段的长久性和稳定性，也能降低后续的维护维修成本。在设备后期的维护维修过程中，应对设备的零部件情况进行全面检查，提出有针对性的优化改进措施，确保优化和改进方法的合理性，可以让设备在完成维修后，继续保持平衡可靠的运转状态。

4 结束语

要保证化工产业的长久化、持续化发展，就应实现对化工工艺和化工设备的综合利用率，确保工艺和设备之间的适应性，使化工原料能在基于比较适宜的设备及环境条件下，按照既定的生产工艺完成质变的化学反应，并且在具备高安全、高质量、高效益的前提下，实现低排放和低污染。化工设计人员一定要对化工产业生产特点进行全面分析，从化工工艺和化工设备两个层面出发，通过对工艺与设备的适应性设计，坚持安全化、环保化、绿色化的生产理念，打造高效化的设备利用模式，促进化工工艺的革新升级，提高化工产品生产作业的总体效率，减少对能源和资源的损耗，有效降低化工生产中对周边生态自然环境所带来的污染与危害，符合绿色持续发展理念。