化工工艺与化工设备的适应性设计

方群山

摘要：我国的化工行业在近几年来获得迅猛发展，从而使产品质量、效率等方面获得大幅提升。化工工艺与化工设备与设计方案之间存在直接关系，若不进行科学、合理设计，将会对化工工艺与设备的使用效果产生影响。因此应使化工设备结构更加合理，化工生产工艺更加完善，从根本上提升化工生产的综合效率。

关键词：化工工艺;化工设备;适应性设计

1化工工艺与化工设备概述

作为石油化工生产中的重要技术，化工工艺的合理运用，有利于提高生产效率，确保各项生产计划能够在规定的期限内顺利完成。化工工艺是指实际生产中在化学反应的作用下，运用不同的措施及过程实现化工原料向化学产品的转换。在具体的转化过程中，需要经历多个阶段，如原料的处理、不同的化学反应等。化工设备是指化工生产中所涉及的工具。当前的化工设备多种多样，各种设备的功能也存在较大的差异，为化工产品生产带来了重要的保障作用。

2 新形势下化工工艺设计适应性要求

2.1 工艺关键参数的控制

作为化工设计中关键性的数据要求，化工工艺的工艺参数主要包括：原料配比、反应压力、温度、时间、物料流量等。为了能使化工反应精确进行，提高原料的利用率，减少不良反应，就要注意对化工工艺中关键参数的控制，以确保化工生产高效高质进行，借由对控制力的提升来提高安全系数，防止因参数控制不当而造成危险，引发经济、生命损失。

2.2设备结构设计

化工反应经常要在一些极端条件下才能顺利进行，高温、高压、高腐蚀的反应条件广泛存在于各种化工生产当中，要保证设备在这种条件下能够良好运行，就要做好必要的防护措施。如在涉及到使用烧碱的化工反应中，应将反应器设计成利用镍和镍合金制作的反流降膜，从而达到快速传递反应放热的效果，又利用镍和镍合金强度高韧性高，在强碱性液体中会产生坚固的防护层的特性，达到了设备防腐，抗高温高压到目的。

2.3化工工艺的安全性

安全是生产的第一要素，也是进行化工生产的前提准备。在化工工艺的设计中，必须始终强调安全的重要地位，保护操作者的生命安全。此外，安全可靠的化工工艺和化工设备，也可以确保化工生产安全进行。在化工工艺的设计过程中，必须考虑多方面的因素，如压力，温度，腐蚀程度等，要充分考虑化学过程中产生的温度变化，压力变化，腐蚀性物质是否会造成反应容器的形变，泄漏，甚至爆炸，一旦发生事故，不仅会造成化工生产受到影响，还会引发恶劣的环境污染事件，人员伤亡事故。实际设计时应考虑到生产环境的因素，结合实际情况，从化工设备的性能特性入手，科学合理的对化工工艺进行调整，在各个环节上提高安全性，以达到保证安全，保证产品质量，减轻污染的目的。

3化工工艺适应性设计方案

3.1对工艺参数严格控制

只有严格控制工艺参数并对其不断优化，才能加强化工工艺生产水平，确保化工生产过程的安全性与可靠性获得提升。在化工工艺生产过程中的相关参数主要包含物料配比、流量、压力等多，同时为了确定相关工艺参数，还要充分满足物料的实际反应速度、平衡转化率等多方面要求。从而充分满足工艺加工需求，使化工工艺获得完善与升级。尤其在控制烧碱蒸发装置过程中，主要控制的方面包含蒸發器的压力与温度，在设计中必须合理分配蒸发器的压力与温度，才能为化工生产工艺的顺利运行提供保障。1？温度因素。温度作为化工生产过程中控制的重要参数之一，在化工工艺的各个化学反应中，都会需要相应的反应温度，只有对温度与反应严格控制才能确保化工工艺生产的质量，还可以减少大量能源、资源消耗。温度增加速度较快，无论温度过高还是过低都会使相关设备发生故障温度过高会造成剧烈反应发生，甚至还会导致爆炸安全事故的发生。若温度较低，会使反应速度减慢，严重时还会形成反应停滞问题，此时若温度恢复常规状态，由于物料还没有发生反应从而形成大量积累，最终形成爆炸。因此严格控制温度，才能加强化工生产过程的安全性与可靠性。因此，要在化工工艺设计过程中加强参数控制力度，进一步加强化工工艺适应性。2？压力参数。压力作为化工工艺中十分重要的控制参数之一，尤其在烧碱蒸发工艺生产过程中，通常会使用真空蒸发的方式，主要发挥的作用包括提升蒸发器中有效温差、减少汽耗、减少二次蒸汽的饱和温度、避免对设备与材料形成严重的限制。另外，整体系统还会受到冷凝器真空度因素的影响，其也作为重要参数，但也有较多因素对其产生影响。如表面冷凝器的回水温度，会跟随水饱和蒸气压的增加而上升，不同季节时表面冷凝器也会含有相应的循环水量。尤其在夏季高温状态下，从而使表面冷凝器中循环水量获得增加，但在秋季或冬季，由于周边环境温度影响，可以在设计过程中降低一定冷凝器的循环水量。表面冷凝器还会发生不凝气的现象，若时间较长，会在表面聚集较多冷凝气，从而使真空度无法达到生产标准，还会稀释成品中的碱浓度，耗费较多能源。因此进行设计时，应将不凝气排放管与水环真空泵入口管线相连，最终通过水环真空泵排除。

3.2设备结构方面的适应性设计方案

在进行烧碱蒸发加工时，经常会采用逆流降膜蒸发工艺，蒸发器为立式降膜蒸发器，将碱液加入到蒸发器的顶部，通过重力可以使其沿换热管内壁向下流动达到液膜状态。降膜蒸发器运行时，物料为持续向下的加速状态，从而解决加速压头小于升膜蒸发器的问题，沸点不会大幅上升，料液与蒸汽之间的温度存在很大差距，因此会进一步加强传热效果。为了使各个管中的碱液分布均匀性获得提升，使用降膜分布器，也可以将其称为造膜器。碱液经过管内壁流下并蒸发后，为了达成浓度要求，要设计足够长度的管子，从而加强传热效果。在对碱液完成加热后，可以将其转换成汽液两相并进入蒸发分离室，之后将汽液分离，经再次蒸发后，从丝网除沫器通过由分离室侧面排出，在进行浓缩处理后，从底部抽出碱液。对于制碱工业来说，将腐蚀性烧碱作为主要工作介质时，主要考虑的问题为设备的耐腐蚀性能。

3.3对设备结构安全性严格检验

无论是化工设备还是其安全性，都直接影响化工工艺的完整性与实效性，以及操作人员的人身安全。压力容器作为工业设备的重要组成部分，处于特殊工作环境下，例如具备较高压力或温度等。与此同时，物料进行持续运动的过程中，会对压力容器产生更多的物理与化学作用，从而使容器极易发生腐蚀、渗漏等情况，这些原因会降低化工工艺生产水平，还会对操作人员的生命安全产生危害。因此无论是设备自身存在的缺陷问题，还是压力容器在实际使用过程中产生的缺陷问题，若不其及时发现并完善解决，会使压力容器的使用过程存在极大安全隐患。因此应对压力容器进行定期检查，才能确保压力容器的运行可靠性。

4结论

化工生产过程中相关设备的主要作用在于为化工工艺服务，其生产效率以及生产工艺的科学含量都是由生产设备所决定的。其设备适应性能的优劣将决定着化工生产过程中的安全性能以及效率，因而相关技术人员应对实际生产过程进行充分观察，并结合自身的实际经验，对设备进行优化改造，增强其适应性能，实现化工领域高效安全的生产。

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