化工工艺与化工设备的适应性设计

胡云永

摘要：化工工业生产不能脱离软硬系统，二者关系密切、相辅相成，稳定支撑了化工工业的可持续发展。目前，化工工业需要密切联系节能和环保时代发展特点，通过改进工艺与创新设备适应设备发展趋势，达到社会实际需求，并且服务于化工工业发展目标。目前，我们应整体思考工艺参数、设备结果等条件，结合设备开展适应性设计，达到设备安全、环保操作要求。本文针对化工工艺与设备，对有关设计要求进行分析，并提出适应性设计要点。

关键词：化工生产；工艺与设备；适应性设计

在化工生产过程中，工艺是软系统，硬系统是设备，二者共同构成了化工工业可持续发展的根基。随着化工工艺的可持续发展，需要积极创新和完善工艺和设备，并且密切联系时代发展要求。目前，作为发展重要趋势的节能环保，不断改善的化工工艺与更细的设备都推动了化工工业的可持续发展，因此，迫切需要综合思考工艺参数、设备结构、安全技术等因素，基于绿色环保、安全操作，综合提高设备操作性能。

一、设计要求阐述

在实际应用中化工工艺存在一定的操作难度且设计过程十分复杂，因此出现很多不确定的风险，进一步严重威胁了化工生产。另外，由于一部分化工原料与产品都体现出毒害性，一些原材料质量还明显不合格，一定程度影响产品质量。不断产生的安全事故必定影响生产进程，另一方面也对人身安全造成了较大威胁，所以有必要高度关注工艺和设备的适应性。

（一）控制好设计参数

控制参数主要为了安全进行化工生产，因此在工艺生产操作中积极控制工艺参数具有十分关键的意义，相关的主要参数包括物料配置比例、温度、压力等，只有对其高度控制才能实现生产操作的需求，在全部参数中，最关键的是温度与压力。严控生产温度最大程度确保操作质量以及减少能源消耗。在化工生产操作中，温度高低变化会严重影响生产，较高的温度容易使物料反应更为激烈，甚至发生爆炸，产生严重的损失；较低的温度减慢反应速率使物料发生挤压，当恢复正常温度以后，物料更加激烈的进行同时反应，出现爆炸现象。温度在工艺生产过程中的控制发挥了重要作用，技术人员必须对其严格关注。其中压力是重要控制参数，也影响了生产的正常运行，压力指数高低是生产顺利实施的关键。比如，在传统烧碱操作中，通常利用真空蒸发模式有效降低能耗，也就是对二次蒸汽保护温度有效降低，限制应用设备材料以及约束烧碱蒸发程度[1]。

（二）设备机构的防腐设计

化工设备在实际应用中，一般都会形成高温、高压状态，因此需要采取有效防护手段。一些特殊部位的化工工艺对设备结构和耐腐蚀性产生较高的要求。其中，在生产中安全是最关键的因素，这就需要在设计工艺与安装设备中都要保证符合安全生产要求。比如，反应釜容器是最为常见的化工生产工具，也会由此出现各种化学反应，其中化工原料表现的腐蚀性也各不相同，甚至会出现高温高压状况，由反应引发一系列的变形与裂缝现象，所以在化工生产过程中需要对参数变化严密关注。

综合分析，作为生产中的硬设备，在对其设计中必须整体分析腐蚀性、高温和高压情况，彻底保证设计安全。另外，为了提升设备的防爆、耐高压和高温的功能，可以采取一部分结构特殊设备，如密封椭圆垫子接口，促使设备达到工艺要求[2]。

二、适应性设计要点

工程设计过程中可以轻易发现，一部分化工产品质量和设备装置操作效率及安全性能时常出现一些潜在隐患。其中工程设计的重要环节是化工工艺，密切联系化工设备及其结构设计。设备只有具有科学性才可以为生产工艺提供最佳的服务。设备只有十分合理才能为生产提供良好的服务。若无法协调生产设备与工艺必将对生产操作效率与功能造成较大影响。随着我国快速发展化工工业的情况，化工生产对产品质量与设备安全性产生了更为严格的要求。因此，能否达到实用性与工艺设备密切联系。

（一）保障设备结构安全

化工设备是企业安全生产的重要物质基础。其中温度、压力和腐蚀程度在反应中都可以引起设备变形、泄漏和裂缝等问题。调查说明，企业出现化工事故的关键因素是设备缺乏足够的安全系数。基于此，在化工设备设计过程中必须高度重视温度、壓力和防爆要求等，必须根据规范实行设计。为了保证接口的密封性，需要利用椭圆形垫子密封设备，进一步避免设备出现泄漏与裂缝等问题，并为化工工艺更好地服务[3]。

（二）注重环保型设备的结构设计

随着社会的快速发展，世界各国已经把节能减排作为共同发展需求，因此，化工生产一方面需要全面重视高产量，另一方面还要注意控制环境污染，尽量减少环境带来的污染，有效保证可持续发展生产。比如，不断震动的管束会产生噪音，因此，为了控制这部分噪音，可以利用调整尺寸、加固零部件、使用U型管束等方法，对噪音控制保护环境。通过合理改造与优化设备，最大程度的降低影响。

（三）注重设备设计的耐用性能

在化工生产过程中全部设备拥有较高的价值，并且也会出现较大的设备磨损，需要坚持耐用思想。在设计化工设备时，应高度重视耐久性问题。这一性质需要考虑设计质量、制造质量与后期养护。在设计过程中，应从企业实际应用情况着手，初步模拟设备使用要求，确保设计设备指标达到今后应用需求。在更换与维修零部件时，有关人员应整体思考零部件的周期性，确定其使用时间，采取维护保养方法，提高设备使用时间。

（四）符合设备设计的低能耗要求

在化工行业中，操作方法不恰当容易污染环境，并且增加了设备能源消耗。因此必须把降低设备能耗作为操作目标，以零部件出发点将低耗能作为指导思想，通过合理的设计对消耗能源积极控制。通常在应用化学工艺时，采取设备高效传导的方法，使设备传热能力与参数传递满足生产需求，不但如此，还可以最大化控制热点损失，进一步达到节约能源的目标[4]。

三、结束语

综合分析，化工设备根据一定的化工工艺生产出化工产品，在这一过程中，工艺和设备匹配与否十分关键。若二者匹配则可以提升生产水平和产品的合格率，并且保证生产的安全性，若二者发生严重不匹配问题，则会直接影响生产效率与产品合格率，设置发生安全问题，对企业的经济利润和员工身心健康造成影响。为了达到化工工艺发展要求，迫切需要不断优化工业发展以及升级设备，进一步达到高效生产的目的。

参考文献：

[1]张连明，王忠民，朱兴海.化工过程设备对生产工艺的适应性选择[J].石化技术，2016（9）：59.

[2]李洪亮.化工工艺中常见的节能降耗技术措施探讨[J].中国石油石化，2015（8）：20-21.

[3]龙升.化学工艺的设计与化工设备安全性的评价探析[J].化工管理，2015（5）：49.

[4] 裘建龙. 基于化工设备安全性研究对化工工艺设备的管理策略[J].化工管理，2016（10）：89.

（作者单位：陕西延长中煤榆林能源化工有限公司）