化工工艺及化工设备适应性设计

摘 要：基于对化工企业的重要地位、化工行业的高危险性以及化工生产对环境的破坏等诸多方面考虑，我们有必要对化工工艺以及化工设备适应性设计进行优化，使其更加先进、合理，以增强化工企业的综合实力。

关键词：化工工艺;化工设备;适应性设计

改革开发以来，我国化工行业渗透到各个领域，逐渐成为国民经济中不可或缺的重要组成部分，对于人类经济、社会发展都具有重要的现实意义。企业在追逐效益的同时，环保节能等问题也接踵而来。如何提高化工工艺水平，提升化工设备工作性能，已经成为化工企业发展道路上必须攻克的难题。

1 化工工艺及化工设备适应性设计的重要作用

化工工艺即化学生产技术，是指将原材料经过化学反应转变成产品的一系列方法和过程，同时也包含了实现这一转变的所有措施。化工工艺主要包括三个主要步骤：原料处理、化学反应、产品精制。化工设备是化工生产的工具，化工生产过程的正常运转，产品产量和质量的控制和保障都离不开各种化工设备的正常运转，化工设备的选配也必须适应化工生产工艺的需要[1]。化工工艺与化工设备是化工生产过程中两个重要影响因素，它们对化工企业的发展有着十分重要的作用。

1.1 可以提高设备的实用性

在传统化工生产中，化工工艺与化工设备适应性较差，降低了化工设备的应用性能，也阻碍了化工工艺水平的发挥。对两者的适应性进行设计，目的是希望设备性能能够与生产需求和生产工艺相匹配，使二者的使用效果可以最大限度地发挥出来，同时确保化工工艺各个环节能安全、稳定地进行。

1.2 可以降低环境污染

众所周知，化工生存中排放的污染物毒性高、数量大、种类多，在化工产品加工、贮存、使用和废弃物处理等环节中，都可能会产生大量有毒有害物质。在全球提倡绿色节能环保的大环境下，化工企业在兼顾效益的同时也在努力探求降低能耗、减少污染的新路径。通过优化工工艺及化工设备适应性设计，可以促进化工反应过程更加绿色、高效，同时还能对化工设备制造出的物质进行绿色处理，这一做法不仅提升了产品质量和生产效率，而且还有助于化工企业在环保节能方面的发展。

1.3 可以减少设备故障

化工行业属于密集型产业，化工生产过程会涉及到大量的机械设备，一旦设备出现故障，会影响整条生产线的正常运作。因此，化工企业每年都会在设备维护方面投入大量的人力、物力。而优化化工工艺及化工设备适应性设计，能够提高设备检修速度，降低企业设备维护成本。比如，如果可以对浮头式换热器的参数与细节有一个很好的掌控，那么对设备长期稳定运行是十分有益的。

1.4 化工工艺及化工设备适应性设计可以提高生产能力[2]

化工企业生产能力与化工工艺和化工设备有很大的关系，因为化工工艺和化工设备可以直接影响化工生产效率、产品质量、生产成本以及生产安全性，而这些又恰恰对企业生产能力起到决定性作用。对化工工艺和化工设备适应性进行优化，要根据化工企业实际情况进行，这样才能使各种生产资源充分发挥自身作用。

2 化工工藝及化工设备适应性设计原则

2.1 低能耗原则

当下，环境污染、能源消耗问题越来越严重，为了配合可持续发展战略的实施，各行各业都在积极采取措施降低能源成本、减少污染物排放。化工企业在设计化工工艺和设备适应性的同时，也应当将绿色、环保、低能耗作为设计原则，运用先进的设计理念，从基础零部件入手，在不影响设备正常运转的提前下，将能耗降到最低。

2.2 耐用性原则

随着科学技术的快速发展，很多先进的技术理念、技术手段、生产设备都被广泛应用于各行业生产中，化工行业技术、设备更新速度也较快。所以，在进行适应性设计时应当用发展的眼光来看待问题。在设计初期，就要将设备的使用寿命纳入到考虑范围之内，在后期设备维修保养时也方便统一进行，进而提高设备维护的工作效率。

2.3 安全性原则

化工行业是一个高危险行业，工作人员经常在高压、高温的环境中作业，而且还经常会接触到有毒、有害、强腐蚀性物质，对身体健康极易造成威胁。另外，化工企业一旦发生安全事故，对企业员工自身生命安全以及企业效益都会带来巨大损失[3]。所以，在化工工艺和设备适应性设计过程中，一定要对化工生产作业环境、原材料等方面进行严格控制，降低危险事故发生的概率。比如，可以增添一些密封圈，避免有害气体泄漏事件的发生。

3 优化化工工艺及化工设备适应性设计的方法

3.1 环保节能设计

环保节能不仅是促进化工企业长远发展的内在要求，同时也是维系人类生存的基本保证。在化工工艺及化工设备适应性设计的过程中，一定要将环保节能理念贯穿其中，在帮助企业节能降耗的同时减少污染物的生成。比如，换热管管束在以往的化工产品生产过程中，非常容易产生噪声污染。所以，在设计时要对其尺寸进行修改，降低设备运转时噪声污染的产生。有些设备的防震性能也需要提升，比如U型管的弯管设计，通过优化防震夹持设计可以有效提高它的防震性能。为了更好地达到环保节能的效果，还可以在设计阶段尽量选择传热性能优良的设备和保温性能较好的材料，这样可以减少热量损失。

3.2 耐用性设计

化工生产、加工对所需设备的精密度要求较高，再加上长期在高温或高压的环境下工作，导致设备容易出现损耗，对生产安全和产品质量都会造成不利影响。在设计环节，我们要充分考虑设备耐用性的问题，提高设备的利用率[4]。设备自身质量与维修、保养工作是影响设备耐用性的两个重要因素，设计人员应当结合企业实际情况，对设备结构、易损区域和零部件性能进行全面了解，制定适合的维护方案来达到延长设备使用寿命的目的，同时也可以让设备维护工作变得更加简便、高效。除此之外，还可以对设备种类进行划分，以便设备维护人员可以快速检测、及时处理故障。

3.3 防腐性设计

化工生产中通常会伴随腐蚀问题，如果得不到有效控制，那么势必会影响工作人员的身体健康以及化工设备的使用寿命。比如，在对裂化装置进行设计时，一旦将原料比例调大，则会直接影响裂解效果，还会使生产效率降低。对于这种问题处理方式，是将旋阀塔盘装置设计安装在裂化装置上部，下部采用顾射塔盘结构，这样既符合生产要求，也有利于提高生產效率。

在进行乙烯裂解工序时，原材料在加热过程中，会对设备上方的管道造成一定损坏，容易引发原料泄漏事故。经调查分析，导致这一问题的主要原因是烟气中存在大量腐蚀性物质，它们会对设备上方管道产生腐蚀作用。在化工设备适应性设计中，要对出料口和进料口进行调换，避免烟气管道遭到腐蚀。

3.4 安全性设计

化工工艺和化工设备是化工生产中与安全性联系最为紧密的两个环节，由于化学反应中通常会伴有压力升高、温度变化、有毒有害物质生成等不安因素，而这些又是导致设备出现裂缝、泄漏、变形等问题产生的罪魁祸首，所以对化工工艺和化工设备而言，提高安全性是最为重要的。例如，做好化工设备上压力、温度、密封传感器等防护设计，在化学反应过程中加入不会影响反应流程的防护材料，这些措施都具有提高化工生产安全性的作用。

4 结束语

我国绿色环保建设进程正在紧锣密鼓的进行，化工领域工艺与设备适应性的设计工作也在不断完善。作为化工企业正常运行的基础，我们应当尽量协调好两者之间的关系，使其相互适应、促进，确保化工生产各个工序可以顺利进行，也为环境保护贡献一份微薄之力。

参考文献：

[1]马晓晨.化工工艺及化工设备适应性设计[J].化工设计通讯，2019，045（05）：120-121.

[2]朱亮.分析化工工艺与化工设备的适应性设计[J].化工设计通讯，2017，43（3）：98.

[3]李会元，王武凤，王春波等.化工工艺及化工设备适应性设计[J].化工设计通讯，2019，45（11）：69-70.

[4]王奕博，刘广地.促进化工工艺及设备适应性设计的方法[J].设备管理与维修，2019（14）：194-196.

作者简介：

王京玺（1965- ），男，汉族，山东平度人，讲师，大学本科，研究方向：高分子材料、植物染色、印花等。