促進(jìn)化工工藝及設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計的方法

王奕博，劉廣地

（中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院，吉林吉林 132000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，化工工業(yè)取得了較大的發(fā)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(yè)，那么化工企業(yè)中的化工工業(yè)就相當(dāng)于電腦中的軟件系統(tǒng)，化工設(shè)備就是硬件系統(tǒng)，這兩種必不可少的系統(tǒng)決定著化工企業(yè)的發(fā)展方向與發(fā)展前景。眾人周知，企業(yè)根據(jù)化工工藝在化工設(shè)備中生產(chǎn)出了化工產(chǎn)品，在整個生產(chǎn)過程中，最重要的便是化工設(shè)備是否與化工工藝匹配。如果兩者是匹配的，就能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(chǎn)品的合格率，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也會受到影響，情況嚴(yán)重時還會威脅施工人員的生命安全。所以，設(shè)計化工工藝及化工設(shè)備適應(yīng)性是目前化工企業(yè)應(yīng)該注意的問題。

1 化工工藝、化工設(shè)備的內(nèi)涵

化工工藝指的是將化學(xué)原料經(jīng)過化工生產(chǎn)工藝變成化工產(chǎn)品。一般情況下，化工工藝主要的生產(chǎn)流程為：第一步，處理化學(xué)原料，對化學(xué)原料進(jìn)行碾碎、提純操作；第二步，進(jìn)行基礎(chǔ)的化學(xué)原料反應(yīng)，即將化學(xué)原料通過化學(xué)工藝生產(chǎn)為化學(xué)產(chǎn)品的過程，反應(yīng)期間可以利用加催化劑、提高溫度等方法，加快反應(yīng)速率、減少反應(yīng)時間；第三步，對化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行精加工，確保生產(chǎn)出的化學(xué)產(chǎn)品符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

化工設(shè)備指的是化工生產(chǎn)過程中需要使用的工具、設(shè)備。細(xì)分還包括化工機(jī)械里的工具、部件，很多時候會將這些叫作非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備?；ぴO(shè)備有許多種類，如以功能為基礎(chǔ)，將其分為結(jié)晶設(shè)備、換熱器、加熱爐、化工容器等。

2 設(shè)計化工工藝以及安裝環(huán)節(jié)的重要性

設(shè)計化工工藝以及安裝環(huán)節(jié)時需進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，由此才能提高化工產(chǎn)品的性能。很多化工企業(yè)歷史悠久，使用的生產(chǎn)模式比較傳統(tǒng)，在這種情況下生產(chǎn)化工產(chǎn)品，是不能增加企業(yè)收益的。為了充分發(fā)揮化工設(shè)備的各項性能，就要有效協(xié)調(diào)化工工藝與安全生產(chǎn)之間的關(guān)系，加強(qiáng)對化工設(shè)備的監(jiān)管力度?；て髽I(yè)最顯著的特點是高耗能，其次是資源密集?；どa(chǎn)過程中，涉及到的生產(chǎn)項目較復(fù)雜，為了確保產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)安全，就要不斷優(yōu)化化工設(shè)備的生產(chǎn)性能，做好工藝設(shè)計、設(shè)備安裝等工作，提高檢修設(shè)備的力度，把控生產(chǎn)質(zhì)量。實際生產(chǎn)過程中，化工企業(yè)可以選擇浮頭式換熱器為生產(chǎn)設(shè)備，不斷協(xié)調(diào)設(shè)備安裝與生產(chǎn)安全之間的關(guān)系，提高生產(chǎn)過程的安全性，生產(chǎn)出更多的合格產(chǎn)品，為企業(yè)帶來更豐厚的經(jīng)濟(jì)收益。

3 化工工藝的適應(yīng)性設(shè)計

3.1 防止化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問題

按時維修、保養(yǎng)化工設(shè)備，能夠有效的解決腐蝕現(xiàn)象，保證化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行?；ぴO(shè)備長期運行，經(jīng)常處在高溫、高壓的狀態(tài)中，所以很容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，為了不對設(shè)備造成損壞，可以通過實際生產(chǎn)情況，制定出科學(xué)、合理的防護(hù)方案，嚴(yán)格根據(jù)方案維修設(shè)備，保證化工生產(chǎn)能夠正常進(jìn)行。例如，以燒堿為化學(xué)原料進(jìn)行化工生產(chǎn)時，其過程中會生產(chǎn)大量的熱量，為了減少熱量對化工設(shè)備的損害，就得將燒堿的器材設(shè)計成反流降膜，燒堿在管內(nèi)流動時，由于重力作用，堿液的溫度會發(fā)生變化，這樣就能提高傳熱效果。為了保障化工生產(chǎn)的高效性，利用燒堿時，就得優(yōu)化化工設(shè)備的性能，提高其防腐性。

3.2 科學(xué)控制參數(shù)

化工生產(chǎn)中，基本每一個環(huán)節(jié)都得先進(jìn)行實踐，所以在實踐中得到參數(shù)是十分關(guān)鍵的?；すに囍?，經(jīng)常會用到重沸器，控制其在加熱過程中的參數(shù)時，一定要進(jìn)行實踐，才能確定。這種重沸器是通過蒸汽完成持續(xù)加熱的，通過控制水蒸汽的流量改變生產(chǎn)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(jìn)行精確計算，如果水蒸汽出現(xiàn)波動，就會影響內(nèi)部的物品，若是不能科學(xué)控制相關(guān)參數(shù)，就不能保證化工產(chǎn)品的質(zhì)量，所以只能科學(xué)控制參數(shù)，將化工工藝技術(shù)發(fā)揮到最佳，保證生產(chǎn)過程中的安全性，提高產(chǎn)品性能。

3.3 提升化工工藝的安全性

為了提高化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，一定要保證各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性，這是化工企業(yè)順利發(fā)展的關(guān)鍵，只有相關(guān)負(fù)責(zé)人加強(qiáng)對安全問題的監(jiān)視，就能很大程度的減少安全事故的發(fā)生?；ぴO(shè)備中，壓力容器十分常見，設(shè)計過程中需要考慮化工設(shè)備的性能狀況、結(jié)構(gòu)狀況等，通過化工設(shè)備的特點調(diào)整生產(chǎn)計劃，加強(qiáng)安全監(jiān)督，確保工人的生命安全，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

3.4 對化工原料進(jìn)行改進(jìn)簡化

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

4 與適應(yīng)性設(shè)計相關(guān)的優(yōu)化手段

4.1 科學(xué)控制參數(shù)

從實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，科學(xué)控制參數(shù)對整個生產(chǎn)過程而言是非常重要的。具體做法便是技術(shù)人員通過理論學(xué)習(xí)與實踐操作熟悉掌握化工生產(chǎn)中涉及的各項參數(shù)，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(shù)，只有明確所需的各大參數(shù)值，才能滿足生產(chǎn)過程中反應(yīng)速度、平衡轉(zhuǎn)化等環(huán)節(jié)的要求。只要保證參數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)，就能提高化工生產(chǎn)過程中的安全性、穩(wěn)定性。如果生產(chǎn)過程中使用了重沸器，可通過控制水蒸氣的流量調(diào)整溫度。

化工生產(chǎn)中，會以甲醇為原料制備氫氣，以此項生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)，研究化工設(shè)備與化工工藝溫度的適應(yīng)性設(shè)計。氫氣生產(chǎn)裝置在設(shè)計時，就要控制好壓力、溫度等的關(guān)系，反應(yīng)過程中，需將溫度設(shè)置成200 ℃、壓力小于1.8 MPa，這樣才能為生產(chǎn)提供合適的反應(yīng)條件。

4.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)和防腐操作

化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會用到化工設(shè)備，在使用過程中既要做到高效利用，又要保護(hù)愛惜設(shè)備。技術(shù)人員要盡量保護(hù)設(shè)備，不讓其破損，比如一些化工設(shè)備具有腐蝕性，使用時可以借助化學(xué)反應(yīng)控制腐蝕。以實際生產(chǎn)舉例，會使用逆流降膜工藝完成燒堿的蒸發(fā)，因為以燒堿為化學(xué)原料進(jìn)行化工生產(chǎn)時，其過程中會生產(chǎn)大量的熱量，為了減少熱量對化工設(shè)備的損害，就得將燒堿的器材設(shè)計成反流降膜，這樣才能有效地保護(hù)化工設(shè)備。

4.3 完善設(shè)備的安全性

化工生產(chǎn)過程中，最影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)收益的因素是選擇的化工設(shè)備，與此同時，不合適的化工設(shè)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(qiáng)的化工原料時，生產(chǎn)過程中就會損壞管道內(nèi)壁，一旦沒有及時檢查出這樣的現(xiàn)象，就會引發(fā)爆炸。所以，生產(chǎn)過程中必須安排技術(shù)人員及時檢修工具，保障設(shè)備的安全性，同時還要根據(jù)實際生產(chǎn)的條件、原材料的性質(zhì)、化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)及時調(diào)整生產(chǎn)方案，只有這樣才能最大程度的降低對化工設(shè)備的損壞、加快生產(chǎn)速率，完善設(shè)備的安全性，為生產(chǎn)過程增加更多的安全保障。

4.4 綠色環(huán)保設(shè)計

近幾年，我國一直在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，所以，化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中也得緊跟時代的步伐。所以，在進(jìn)行協(xié)調(diào)性設(shè)計時，既要想到高壓、高溫對化工設(shè)備的影響，還要熟悉了解化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行綠色環(huán)保設(shè)計。比如，設(shè)計化工設(shè)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(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而完成對其參數(shù)的科學(xué)控制。再如，設(shè)計U 形管的彎管時，可以設(shè)計成夾持方式。除了上面所列的2 個例子，實際的生產(chǎn)過程中還可以用新型環(huán)保材料代替污染性較強(qiáng)的材料、使用保溫材料降低能耗等，這樣能更好地落實企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，才能為我國的環(huán)保事業(yè)盡一份綿薄之力。

5 結(jié)束語

綜上所述，化工生產(chǎn)過程中的安全性與化工設(shè)備的選擇、使用、維護(hù)、管理等息息相關(guān)，所以只要涉及化工設(shè)備，相關(guān)人員就得加強(qiáng)管理力度。從我國化工企業(yè)的現(xiàn)狀來看，很多企業(yè)缺乏技術(shù)人才，因此建議對工人進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，熟悉掌握關(guān)于化工設(shè)備的重要知識?；て髽I(yè)生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的是化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性，只有保證工作人員科學(xué)控制相關(guān)參數(shù)，才能確保化工設(shè)備正常運行，以此為基礎(chǔ)，完善的管理體系、科學(xué)的生產(chǎn)方式、謹(jǐn)慎的工作態(tài)度，才能降低化工生產(chǎn)過程中的安全事故，提高化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。