化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計

方群山

摘要：我國的化工行業(yè)在近幾年來獲得迅猛發(fā)展，從而使產(chǎn)品質(zhì)量、效率等方面獲得大幅提升?；すに嚺c化工設(shè)備與設(shè)計方案之間存在直接關(guān)系，若不進行科學(xué)、合理設(shè)計，將會對化工工藝與設(shè)備的使用效果產(chǎn)生影響。因此應(yīng)使化工設(shè)備結(jié)構(gòu)更加合理，化工生產(chǎn)工藝更加完善，從根本上提升化工生產(chǎn)的綜合效率。

關(guān)鍵詞：化工工藝;化工設(shè)備;適應(yīng)性設(shè)計

1化工工藝與化工設(shè)備概述

作為石油化工生產(chǎn)中的重要技術(shù)，化工工藝的合理運用，有利于提高生產(chǎn)效率，確保各項生產(chǎn)計劃能夠在規(guī)定的期限內(nèi)順利完成?；すに囀侵笇嶋H生產(chǎn)中在化學(xué)反應(yīng)的作用下，運用不同的措施及過程實現(xiàn)化工原料向化學(xué)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換。在具體的轉(zhuǎn)化過程中，需要經(jīng)歷多個階段，如原料的處理、不同的化學(xué)反應(yīng)等?；ぴO(shè)備是指化工生產(chǎn)中所涉及的工具。當(dāng)前的化工設(shè)備多種多樣，各種設(shè)備的功能也存在較大的差異，為化工產(chǎn)品生產(chǎn)帶來了重要的保障作用。

2 新形勢下化工工藝設(shè)計適應(yīng)性要求

2.1 工藝關(guān)鍵參數(shù)的控制

作為化工設(shè)計中關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)要求，化工工藝的工藝參數(shù)主要包括：原料配比、反應(yīng)壓力、溫度、時間、物料流量等。為了能使化工反應(yīng)精確進行，提高原料的利用率，減少不良反應(yīng)，就要注意對化工工藝中關(guān)鍵參數(shù)的控制，以確保化工生產(chǎn)高效高質(zhì)進行，借由對控制力的提升來提高安全系數(shù)，防止因參數(shù)控制不當(dāng)而造成危險，引發(fā)經(jīng)濟、生命損失。

2.2設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計

化工反應(yīng)經(jīng)常要在一些極端條件下才能順利進行，高溫、高壓、高腐蝕的反應(yīng)條件廣泛存在于各種化工生產(chǎn)當(dāng)中，要保證設(shè)備在這種條件下能夠良好運行，就要做好必要的防護措施。如在涉及到使用燒堿的化工反應(yīng)中，應(yīng)將反應(yīng)器設(shè)計成利用鎳和鎳合金制作的反流降膜，從而達到快速傳遞反應(yīng)放熱的效果，又利用鎳和鎳合金強度高韌性高，在強堿性液體中會產(chǎn)生堅固的防護層的特性，達到了設(shè)備防腐，抗高溫高壓到目的。

2.3化工工藝的安全性

安全是生產(chǎn)的第一要素，也是進行化工生產(chǎn)的前提準(zhǔn)備。在化工工藝的設(shè)計中，必須始終強調(diào)安全的重要地位，保護操作者的生命安全。此外，安全可靠的化工工藝和化工設(shè)備，也可以確?；どa(chǎn)安全進行。在化工工藝的設(shè)計過程中，必須考慮多方面的因素，如壓力，溫度，腐蝕程度等，要充分考慮化學(xué)過程中產(chǎn)生的溫度變化，壓力變化，腐蝕性物質(zhì)是否會造成反應(yīng)容器的形變，泄漏，甚至爆炸，一旦發(fā)生事故，不僅會造成化工生產(chǎn)受到影響，還會引發(fā)惡劣的環(huán)境污染事件，人員傷亡事故。實際設(shè)計時應(yīng)考慮到生產(chǎn)環(huán)境的因素，結(jié)合實際情況，從化工設(shè)備的性能特性入手，科學(xué)合理的對化工工藝進行調(diào)整，在各個環(huán)節(jié)上提高安全性，以達到保證安全，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕污染的目的。

3化工工藝適應(yīng)性設(shè)計方案

3.1對工藝參數(shù)嚴格控制

只有嚴格控制工藝參數(shù)并對其不斷優(yōu)化，才能加強化工工藝生產(chǎn)水平，確保化工生產(chǎn)過程的安全性與可靠性獲得提升。在化工工藝生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)主要包含物料配比、流量、壓力等多，同時為了確定相關(guān)工藝參數(shù)，還要充分滿足物料的實際反應(yīng)速度、平衡轉(zhuǎn)化率等多方面要求。從而充分滿足工藝加工需求，使化工工藝獲得完善與升級。尤其在控制燒堿蒸發(fā)裝置過程中，主要控制的方面包含蒸發(fā)器的壓力與溫度，在設(shè)計中必須合理分配蒸發(fā)器的壓力與溫度，才能為化工生產(chǎn)工藝的順利運行提供保障。1？溫度因素。溫度作為化工生產(chǎn)過程中控制的重要參數(shù)之一，在化工工藝的各個化學(xué)反應(yīng)中，都會需要相應(yīng)的反應(yīng)溫度，只有對溫度與反應(yīng)嚴格控制才能確?；すに嚿a(chǎn)的質(zhì)量，還可以減少大量能源、資源消耗。溫度增加速度較快，無論溫度過高還是過低都會使相關(guān)設(shè)備發(fā)生故障溫度過高會造成劇烈反應(yīng)發(fā)生，甚至還會導(dǎo)致爆炸安全事故的發(fā)生。若溫度較低，會使反應(yīng)速度減慢，嚴重時還會形成反應(yīng)停滯問題，此時若溫度恢復(fù)常規(guī)狀態(tài)，由于物料還沒有發(fā)生反應(yīng)從而形成大量積累，最終形成爆炸。因此嚴格控制溫度，才能加強化工生產(chǎn)過程的安全性與可靠性。因此，要在化工工藝設(shè)計過程中加強參數(shù)控制力度，進一步加強化工工藝適應(yīng)性。2？壓力參數(shù)。壓力作為化工工藝中十分重要的控制參數(shù)之一，尤其在燒堿蒸發(fā)工藝生產(chǎn)過程中，通常會使用真空蒸發(fā)的方式，主要發(fā)揮的作用包括提升蒸發(fā)器中有效溫差、減少汽耗、減少二次蒸汽的飽和溫度、避免對設(shè)備與材料形成嚴重的限制。另外，整體系統(tǒng)還會受到冷凝器真空度因素的影響，其也作為重要參數(shù)，但也有較多因素對其產(chǎn)生影響。如表面冷凝器的回水溫度，會跟隨水飽和蒸氣壓的增加而上升，不同季節(jié)時表面冷凝器也會含有相應(yīng)的循環(huán)水量。尤其在夏季高溫狀態(tài)下，從而使表面冷凝器中循環(huán)水量獲得增加，但在秋季或冬季，由于周邊環(huán)境溫度影響，可以在設(shè)計過程中降低一定冷凝器的循環(huán)水量。表面冷凝器還會發(fā)生不凝氣的現(xiàn)象，若時間較長，會在表面聚集較多冷凝氣，從而使真空度無法達到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，還會稀釋成品中的堿濃度，耗費較多能源。因此進行設(shè)計時，應(yīng)將不凝氣排放管與水環(huán)真空泵入口管線相連，最終通過水環(huán)真空泵排除。

3.2設(shè)備結(jié)構(gòu)方面的適應(yīng)性設(shè)計方案

在進行燒堿蒸發(fā)加工時，經(jīng)常會采用逆流降膜蒸發(fā)工藝，蒸發(fā)器為立式降膜蒸發(fā)器，將堿液加入到蒸發(fā)器的頂部，通過重力可以使其沿換熱管內(nèi)壁向下流動達到液膜狀態(tài)。降膜蒸發(fā)器運行時，物料為持續(xù)向下的加速狀態(tài)，從而解決加速壓頭小于升膜蒸發(fā)器的問題，沸點不會大幅上升，料液與蒸汽之間的溫度存在很大差距，因此會進一步加強傳熱效果。為了使各個管中的堿液分布均勻性獲得提升，使用降膜分布器，也可以將其稱為造膜器。堿液經(jīng)過管內(nèi)壁流下并蒸發(fā)后，為了達成濃度要求，要設(shè)計足夠長度的管子，從而加強傳熱效果。在對堿液完成加熱后，可以將其轉(zhuǎn)換成汽液兩相并進入蒸發(fā)分離室，之后將汽液分離，經(jīng)再次蒸發(fā)后，從絲網(wǎng)除沫器通過由分離室側(cè)面排出，在進行濃縮處理后，從底部抽出堿液。對于制堿工業(yè)來說，將腐蝕性燒堿作為主要工作介質(zhì)時，主要考慮的問題為設(shè)備的耐腐蝕性能。

3.3對設(shè)備結(jié)構(gòu)安全性嚴格檢驗

無論是化工設(shè)備還是其安全性，都直接影響化工工藝的完整性與實效性，以及操作人員的人身安全。壓力容器作為工業(yè)設(shè)備的重要組成部分，處于特殊工作環(huán)境下，例如具備較高壓力或溫度等。與此同時，物料進行持續(xù)運動的過程中，會對壓力容器產(chǎn)生更多的物理與化學(xué)作用，從而使容器極易發(fā)生腐蝕、滲漏等情況，這些原因會降低化工工藝生產(chǎn)水平，還會對操作人員的生命安全產(chǎn)生危害。因此無論是設(shè)備自身存在的缺陷問題，還是壓力容器在實際使用過程中產(chǎn)生的缺陷問題，若不其及時發(fā)現(xiàn)并完善解決，會使壓力容器的使用過程存在極大安全隱患。因此應(yīng)對壓力容器進行定期檢查，才能確保壓力容器的運行可靠性。

4結(jié)論

化工生產(chǎn)過程中相關(guān)設(shè)備的主要作用在于為化工工藝服務(wù)，其生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)工藝的科學(xué)含量都是由生產(chǎn)設(shè)備所決定的。其設(shè)備適應(yīng)性能的優(yōu)劣將決定著化工生產(chǎn)過程中的安全性能以及效率，因而相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對實際生產(chǎn)過程進行充分觀察，并結(jié)合自身的實際經(jīng)驗，對設(shè)備進行優(yōu)化改造，增強其適應(yīng)性能，實現(xiàn)化工領(lǐng)域高效安全的生產(chǎn)。

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