化工工藝及化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計分析

摘 要：化工生產(chǎn)并非是將各種所需材料進(jìn)行融合，而是在生產(chǎn)過程中最大程度的發(fā)揮化工設(shè)備以及工藝的價值。當(dāng)前我國在化工設(shè)備領(lǐng)域有一定研究成果，對其完整性需要不斷探索。化工生產(chǎn)至今不夠?qū)I(yè)主要是人們忽略了其工藝與設(shè)備之間的適應(yīng)性，進(jìn)而導(dǎo)致化工發(fā)展受到影響?；ば袠I(yè)在實際生產(chǎn)過程中一定要處理好各個環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，科學(xué)解決設(shè)備與工藝之間的關(guān)系。本文基于化工工藝與設(shè)備的適應(yīng)性進(jìn)行研究，針對生產(chǎn)過程中的流程結(jié)構(gòu)，優(yōu)化工藝與設(shè)備適應(yīng)性的設(shè)計，推動化工生產(chǎn)開展。

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

0 引言

近些年來，我國化工行業(yè)發(fā)展勢態(tài)越來越好，但是在化工專業(yè)上仍然無法呈現(xiàn)出系統(tǒng)性。行業(yè)中諸多因素影響著化工生產(chǎn)，無論是從化工設(shè)備還是生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)上都存在一些問題，為生產(chǎn)環(huán)節(jié)埋下安全隱患。如何有效解決化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的問題，消除安全隱患，保障化工生產(chǎn)過程的安全性以及設(shè)備運行的合理性是當(dāng)下首要解決的關(guān)鍵點。這就需要化工工作人員重視化工設(shè)備與工藝之間的適應(yīng)性設(shè)計，明確好設(shè)計原則，推動化工行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1 化工工藝、設(shè)備的概述

在化工生產(chǎn)過程中，其工藝的價值受到廣泛關(guān)注，最關(guān)鍵的是其工藝技術(shù)，可以減少生產(chǎn)時間，幫助工作人員在規(guī)定時間內(nèi)完成生產(chǎn)工作。其工藝就是根據(jù)實際生產(chǎn)情況使用相對應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，將化工原料轉(zhuǎn)化為實際需求的材料?；どa(chǎn)處理的時間較長，還需要在生產(chǎn)過程中處理好原材料、化學(xué)反應(yīng)等工作，有效解決生產(chǎn)遇到的問題?；ぴO(shè)備是化工生產(chǎn)需要的各種設(shè)備和器械等，化工生產(chǎn)本身帶有危險性，對于設(shè)備質(zhì)量和性能是否有保障需要慎重考慮和選擇。現(xiàn)如今市場中售賣著多種化工生產(chǎn)設(shè)備，不同設(shè)備具備不同的功能，為化工行業(yè)發(fā)展提供助力。

2 化工工藝以及化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計的重要性

從實際化工作業(yè)中可以發(fā)現(xiàn)，化工產(chǎn)品的質(zhì)量、工作效率與操作等存在一系列問題。這也是化工生產(chǎn)過程中，化工設(shè)備與化工工藝協(xié)調(diào)性不高，導(dǎo)致實際成產(chǎn)效率低下的原因?；ぴO(shè)備是跟隨化工工藝進(jìn)行的操作環(huán)節(jié)，因此，只有科學(xué)的設(shè)備才能將生產(chǎn)工藝更好的展現(xiàn)出來。利用現(xiàn)代化技術(shù)對化工設(shè)備和工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過完善設(shè)計理念使其生產(chǎn)結(jié)構(gòu)更加合理，展現(xiàn)化工工藝與設(shè)備結(jié)合的綜合性能，對于化工生產(chǎn)具有重要的作用。

2.1 可以提升設(shè)備的實用性

化工工藝與設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計可以進(jìn)一步提升化工設(shè)備的功能，在生產(chǎn)中發(fā)揮實用性。從傳統(tǒng)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不難看出，傳統(tǒng)生產(chǎn)中缺乏對工藝、設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計，使得化工設(shè)備無法充分發(fā)揮自身的生產(chǎn)優(yōu)勢。基于適應(yīng)性設(shè)計能將化工設(shè)備未能展現(xiàn)的性能切實的發(fā)揮出來，化工企業(yè)可以結(jié)合自身生產(chǎn)的實際情況對設(shè)備、工藝進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計優(yōu)化，將化工生產(chǎn)技術(shù)與實際生產(chǎn)結(jié)合在一起，提升生產(chǎn)效率。

2.2 可以提升化工檢修效率

適應(yīng)性設(shè)計可以有效提升化工檢修的效率，化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中包含的項目種類繁雜，產(chǎn)生的消耗非常高，設(shè)備運行效率對于整體生產(chǎn)運行具有十分重要的意義，針對化工生產(chǎn)工藝和設(shè)備開展科學(xué)的適應(yīng)性設(shè)計，將設(shè)備檢修效率進(jìn)一步提升。

2.3 有效提升化工生產(chǎn)效率提升

通過化工工藝與設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計能夠有效推動化工生產(chǎn)效率得到提升，還能提高生產(chǎn)效率。設(shè)計人員結(jié)合化工企業(yè)生產(chǎn)實際情況進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計會使得設(shè)計效果更明顯，通過結(jié)合適應(yīng)性原則進(jìn)行設(shè)計，完善產(chǎn)生設(shè)備，提升生產(chǎn)期間設(shè)備自身的性能與實用性，推動化工生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提升，提升化工生產(chǎn)的整體效率，保障市場競爭中化工企業(yè)可以立于不敗之地。

3 化工生產(chǎn)工藝、設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計

3.1 化工工藝的適應(yīng)性設(shè)計

對于化工工藝的適應(yīng)性設(shè)計，首先需要對工藝的各項參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計與控制，參數(shù)是指導(dǎo)化工生產(chǎn)的重要指標(biāo)，化工生產(chǎn)各環(huán)節(jié)都需要工藝參數(shù)進(jìn)行指導(dǎo)便于進(jìn)行調(diào)節(jié)。合理控制參數(shù)是為了盡可能在化工生產(chǎn)過程中生產(chǎn)質(zhì)量得到保證的前提下，減少資源利用率，節(jié)約資源。將工藝參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，保障化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全;對參數(shù)控制不到位，會導(dǎo)致化工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)安全事故，對操作人員造成生命威脅，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。

其次，化工設(shè)備在作業(yè)期間要注意腐蝕現(xiàn)象，腐蝕會對設(shè)備造成很大的危害[1]。大部分化工生產(chǎn)需要在高溫狀態(tài)下進(jìn)行，環(huán)境中也具有較強的腐蝕性，所以企業(yè)要重視化工設(shè)備的防腐防護(hù)工作，保障設(shè)備完好性?；どa(chǎn)會經(jīng)常使用到燒堿這類材料，燒堿本身反應(yīng)強烈，會向外釋放大量熱能，其釋放的熱量對化工設(shè)備會造成損傷?？梢葬槍龎A設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，將其設(shè)計成反流降膜，促使加熱材料朝向下方運動，堿液朝下隨著管壁溫度發(fā)生變化，保障傳熱效果，還不影響設(shè)備。管道采用鎳合金材質(zhì)更具防腐性，有效防止設(shè)備被腐蝕性材料腐蝕。

最后，優(yōu)化工藝的時候需要注重安全性，安全是生產(chǎn)可以進(jìn)行的重要前提。通過優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝，不但能促進(jìn)化工設(shè)備性能得以完善，還能降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的不安全因素，保障操作人員的人身安全，進(jìn)而保障生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、壓力設(shè)備是化工生產(chǎn)中常用設(shè)備，但是壓力設(shè)備在使用的時候因為溫度、壓力等因素影響會導(dǎo)致設(shè)備泄漏，這就需要在設(shè)計過程將設(shè)備性能這一特點考慮在內(nèi)，促進(jìn)化工生產(chǎn)開展有效性;此外，化工工藝還需要考慮到耐用性這一特征，當(dāng)今社會科技發(fā)展迅猛，化工行業(yè)設(shè)備更換率十分頻繁。這也是工藝設(shè)計時需要考慮的問題，設(shè)計過程中需要充分考慮到不同設(shè)備重要零件的耐用性，盡量選擇壽命久、性能好、耐用的零件，保障設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(fā)揮最大效用。設(shè)備養(yǎng)護(hù)與維修需要根據(jù)設(shè)備的實際情況制定具體方式，對于部件出現(xiàn)損壞等現(xiàn)象要及時更換或者維修，避免對生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成影響。

3.2 化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計

對于化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計，需要從如下幾方面進(jìn)行。

3.2.1 設(shè)備在生產(chǎn)過程中，安全性是首要關(guān)注的問題

化工設(shè)備在化工生產(chǎn)中，會受到諸多因素影響，例如外界溫度、壓力等因素，會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)不同程度的損壞。安全性能是化工事故發(fā)生的主要原因，因此，需要在設(shè)計過程中規(guī)范設(shè)備參數(shù)，保障設(shè)備接口位置的密封性，對密封性進(jìn)行測試，保障安全性，將泄露、裂縫等情況出現(xiàn)的可能性降至最低。

3.2.2 在設(shè)計中體現(xiàn)出化工設(shè)備工作的環(huán)保性

節(jié)能減排作為新時代的發(fā)展理念，符合國家綠色發(fā)展政策?；嶋H生產(chǎn)時，車間內(nèi)會產(chǎn)生非常大的噪音，形成嚴(yán)重的噪音污染。噪音的主要來源是化工設(shè)備在生產(chǎn)時產(chǎn)生的設(shè)備振動，在設(shè)計的時候一定要將噪音問題考慮進(jìn)去，對設(shè)備零件進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提升設(shè)備工作效率，安裝緩沖措施減少車間噪音，對于噪音的控制范圍需要在85分貝之內(nèi)?；どa(chǎn)過程中也需要樹立節(jié)能降耗意識，將化工生產(chǎn)質(zhì)量作為設(shè)計前提，盡可能減少能量消耗[2]。國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，隨之而來的還有環(huán)境污染與能耗問題。為了遵循國家領(lǐng)導(dǎo)，堅持走可持續(xù)發(fā)展道路，各行各業(yè)都需要改變以往的生產(chǎn)方式，盡可能做出整改，降低能耗?；て髽I(yè)作為能耗量較大的行業(yè)，需要在化工設(shè)備設(shè)計環(huán)節(jié)中充分的考慮耗能問題，減少設(shè)備運行時對環(huán)境造成的污染，采用科學(xué)的方式完成生產(chǎn)目標(biāo)降低能耗，實現(xiàn)化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4 化工工藝、設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計方法

4.1 明確參數(shù)需要

化工設(shè)備在組裝完畢準(zhǔn)備投入生產(chǎn)中時，需要根據(jù)生產(chǎn)需求及時設(shè)置相對應(yīng)的參數(shù)。參數(shù)設(shè)置作為生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，不可忽視。用重沸器舉例來說，過去進(jìn)行設(shè)備參數(shù)設(shè)置時需要先進(jìn)行測試，在設(shè)備中添加用來測試的試驗物質(zhì)，通過開啟設(shè)備，觀察設(shè)備出口位置的液態(tài)水情況，還需要了解測試物質(zhì)對于溫度的一系列要求。生產(chǎn)過程中管道部位的液態(tài)水與入口處水蒸氣相比體積較小，這種方法使用起來也具備一定難度。在操作時，被加熱的物質(zhì)溫度會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，對設(shè)備的管道產(chǎn)生影響，對管道造成損害。生產(chǎn)過程中需要做好介質(zhì)流量控制工作，合理對加熱物質(zhì)的溫度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。通過實際試驗獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為工藝設(shè)備參數(shù)調(diào)試提供參考，實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化。

4.2 加強防腐處理

化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，設(shè)備會與許多帶有腐蝕性的介質(zhì)接觸。如果沒有合理對介質(zhì)進(jìn)行控制，不但操作人員會受到傷害，生產(chǎn)設(shè)備會因為腐蝕受到影響。例如，設(shè)計裂化裝置時，如果原料設(shè)計比例給的相對較大，裂解效果會極大程度的降低，無法保障化工生產(chǎn)過程的安全性，還會造成設(shè)備的損壞。為了有效防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在對其進(jìn)行設(shè)計的時候。將裂化裝置上半部分的位置添加旋閥塔盤部件，下面用顧射塔盤結(jié)構(gòu)，保障生產(chǎn)實際需求。在化工原料出現(xiàn)變化的時候需要及時對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，便于更好的適應(yīng)后續(xù)生產(chǎn)要求。在乙烯裂解生產(chǎn)中，加熱時溫度因素會對設(shè)備管道造成影響，引起原料泄漏。這時，應(yīng)該認(rèn)真對事故發(fā)生的原因進(jìn)行分析，得出結(jié)論后進(jìn)行處理。管道損害的主要原因是內(nèi)部含有大量硫化物，硫化物腐蝕性極強，特定條件下會與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而對管道內(nèi)部造成腐蝕，這也是管道泄漏受損的原因。在對其進(jìn)行處理的時候要針對不同生產(chǎn)材料進(jìn)行調(diào)整，通過將發(fā)生反應(yīng)的材料避開的方法，有效緩解材料對管道的腐蝕。

4.3 適當(dāng)改造設(shè)備

為了有效提升設(shè)備的適應(yīng)性，可以在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，處于科學(xué)的角度對設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計。例如煤油加氫處理環(huán)節(jié)，如果需要擴(kuò)大設(shè)備的容積，就需要使用與其配套的相關(guān)設(shè)備。原料中需要加入有利生產(chǎn)的化學(xué)物質(zhì)提升生產(chǎn)質(zhì)量。改造后設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)時，會因為內(nèi)部出現(xiàn)較高的壓力，出現(xiàn)壓力的原因是原料本身分流效果導(dǎo)致的，嚴(yán)重會出現(xiàn)勾流現(xiàn)象。在化學(xué)作用導(dǎo)致物質(zhì)溫度出現(xiàn)快速上升現(xiàn)象，大量原料處于設(shè)備中，經(jīng)過升溫加熱被碳化，與此同時設(shè)備性能也開始下降。對其優(yōu)化的處理方法是在設(shè)備內(nèi)部加入網(wǎng)籃裝置，主要是為了解決原料分流能力不足的問題，有效提升生產(chǎn)效率，進(jìn)而提升設(shè)備適應(yīng)性。對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改動，還能有效減少死角，避免一些問題發(fā)生對生產(chǎn)造成干擾[3]。

4.4 安全生產(chǎn)

在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，工作人員操作方式不正確，依然會對設(shè)備造成影響，設(shè)備安全無法得到保障。多數(shù)的化工設(shè)備都是因為人員操作不當(dāng)導(dǎo)致出現(xiàn)損壞，為后續(xù)生產(chǎn)遺留安全隱患。因此，化工生產(chǎn)過程中工作人員一定嚴(yán)格按照操作規(guī)范操作設(shè)備，約束操作行為，減少人為因素對設(shè)備造成的損害。在生產(chǎn)中，生產(chǎn)工藝是選擇非常關(guān)鍵，需要選擇生產(chǎn)效率好、對設(shè)備影響小的技術(shù)，防止生產(chǎn)工藝促使設(shè)備損壞程度加劇。化工企業(yè)每年都會招入符合專業(yè)的新員工，但是新員工普遍存在實際經(jīng)驗不足，操作水平低下的問題，難以在實際生產(chǎn)中取得良好的生產(chǎn)效果。新員工大多是剛走出校門的學(xué)生，企業(yè)在招聘之后一定要進(jìn)行系統(tǒng)專業(yè)的培訓(xùn)，提升其化工專業(yè)的基本素質(zhì)，確保新員工可以規(guī)范操作。

4.5 設(shè)備結(jié)構(gòu)安全

化工工藝的設(shè)備結(jié)構(gòu)安全檢驗十分重要，設(shè)計人員需要到實地考察，根據(jù)考察結(jié)果再進(jìn)行設(shè)計，對于不同環(huán)境因素調(diào)整結(jié)構(gòu)。在化工工藝中元件出現(xiàn)缺失會導(dǎo)致物料損壞。例如，壓力容器，缺少原件，會導(dǎo)致內(nèi)部壓力發(fā)生變化，化學(xué)溶液流動過程中就會導(dǎo)致物理反應(yīng)。對此，工作人員需要定期對設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，保證設(shè)備運行有效性。在生產(chǎn)過程中，選取安全性高、耗能低的設(shè)備與物料。針對設(shè)備結(jié)構(gòu)建立專門審查制度，對設(shè)備安全問題進(jìn)行不定期抽查，針對存在的薄弱環(huán)節(jié)，采取有效措施進(jìn)行處理，對于其他帶有劇烈反應(yīng)的化學(xué)生產(chǎn)項目，實施重點檢查。檢查時要確保工作檢查到位，全面不留死角，在檢查后檢查內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和記錄。

4.6 優(yōu)化工藝路線設(shè)計

化工企業(yè)建立最初目的是為了盈利，所以化工企業(yè)生產(chǎn)線制作的產(chǎn)品通常不止一類。多數(shù)時候會將產(chǎn)生的副產(chǎn)物當(dāng)作副產(chǎn)品加工，為了進(jìn)一步實現(xiàn)副產(chǎn)品銷售，需要實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化設(shè)計，需要對其生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。例如，石灰石鍛造行業(yè)是為了得到石灰塊與石灰面，但是在其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的CO2?；て髽I(yè)可以靈活性的把握副產(chǎn)品，將CO2賣給水楊酸企業(yè)。優(yōu)化線路設(shè)計為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時，還需要針對線路工藝性本身的安全性進(jìn)行設(shè)計，保障生產(chǎn)中原料、設(shè)備等的安全性，在基礎(chǔ)上對工藝流程、方案等進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)研究方案對各項材料的分析，優(yōu)選出危險性較小的材料進(jìn)行生產(chǎn)[4]。

5 結(jié)論

綜上所述，化工行業(yè)中，化工生產(chǎn)是必不可少的過程?；どa(chǎn)依靠化工設(shè)備、工藝支持才得以實現(xiàn)，工藝與設(shè)備是協(xié)同發(fā)展、相互作用。在生產(chǎn)過程中，任意一方出現(xiàn)問題，都會嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)效率和質(zhì)量。也就是，化工生產(chǎn)過程的科學(xué)性與安全性，實際生產(chǎn)效率和質(zhì)量都需要化工設(shè)備與工藝進(jìn)行保障。只要在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中保障設(shè)備與工藝之間適應(yīng)性設(shè)計科學(xué)合理，才能有效推動化工行業(yè)不斷發(fā)展。

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作者簡介：

沈強（1985- ），男，安徽合肥人，碩士研究生，工程師，研究方向：化工工藝及管道設(shè)計。