化工工艺及化工设备适应性设计分析

摘 要：化工生产并非是将各种所需材料进行融合，而是在生产过程中最大程度的发挥化工设备以及工艺的价值。当前我国在化工设备领域有一定研究成果，对其完整性需要不断探索。化工生产至今不够专业主要是人们忽略了其工艺与设备之间的适应性，进而导致化工发展受到影响。化工行业在实际生产过程中一定要处理好各个环节的细节，科学解决设备与工艺之间的关系。本文基于化工工艺与设备的适应性进行研究，针对生产过程中的流程结构，优化工艺与设备适应性的设计，推动化工生产开展。

关键词：化工工艺;化工设备;适应性;设计

0 引言

近些年来，我国化工行业发展势态越来越好，但是在化工专业上仍然无法呈现出系统性。行业中诸多因素影响着化工生产，无论是从化工设备还是生产产品的品质上都存在一些问题，为生产环节埋下安全隐患。如何有效解决化工生产环节中的问题，消除安全隐患，保障化工生产过程的安全性以及设备运行的合理性是当下首要解决的关键点。这就需要化工工作人员重视化工设备与工艺之间的适应性设计，明确好设计原则，推动化工行业进一步发展。

1 化工工艺、设备的概述

在化工生产过程中，其工艺的价值受到广泛关注，最关键的是其工艺技术，可以减少生产时间，帮助工作人员在规定时间内完成生产工作。其工艺就是根据实际生产情况使用相对应的技术进行生产，经过化学反应，将化工原料转化为实际需求的材料。化工生产处理的时间较长，还需要在生产过程中处理好原材料、化学反应等工作，有效解决生产遇到的问题。化工设备是化工生产需要的各种设备和器械等，化工生产本身带有危险性，对于设备质量和性能是否有保障需要慎重考虑和选择。现如今市场中售卖着多种化工生产设备，不同设备具备不同的功能，为化工行业发展提供助力。

2 化工工艺以及化工设备适应性设计的重要性

从实际化工作业中可以发现，化工产品的质量、工作效率与操作等存在一系列问题。这也是化工生产过程中，化工设备与化工工艺协调性不高，导致实际成产效率低下的原因。化工设备是跟随化工工艺进行的操作环节，因此，只有科学的设备才能将生产工艺更好的展现出来。利用现代化技术对化工设备和工艺进行优化，通过完善设计理念使其生产结构更加合理，展现化工工艺与设备结合的综合性能，对于化工生产具有重要的作用。

2.1 可以提升设备的实用性

化工工艺与设备的适应性设计可以进一步提升化工设备的功能，在生产中发挥实用性。从传统化工生产环节中不难看出，传统生产中缺乏对工艺、设备的适应性设计，使得化工设备无法充分发挥自身的生产优势。基于适应性设计能将化工设备未能展现的性能切实的发挥出来，化工企业可以结合自身生产的实际情况对设备、工艺进行适应性设计优化，将化工生产技术与实际生产结合在一起，提升生产效率。

2.2 可以提升化工检修效率

适应性设计可以有效提升化工检修的效率，化工行业在生产过程中包含的项目种类繁杂，产生的消耗非常高，设备运行效率对于整体生产运行具有十分重要的意义，针对化工生产工艺和设备开展科学的适应性设计，将设备检修效率进一步提升。

2.3 有效提升化工生产效率提升

通过化工工艺与设备适应性设计能够有效推动化工生产效率得到提升，还能提高生产效率。设计人员结合化工企业生产实际情况进行适应性设计会使得设计效果更明显，通过结合适应性原则进行设计，完善产生设备，提升生产期间设备自身的性能与实用性，推动化工生产产品质量进一步提升，提升化工生产的整体效率，保障市场竞争中化工企业可以立于不败之地。

3 化工生产工艺、设备适应性设计

3.1 化工工艺的适应性设计

对于化工工艺的适应性设计，首先需要对工艺的各项参数进行合理设计与控制，参数是指导化工生产的重要指标，化工生产各环节都需要工艺参数进行指导便于进行调节。合理控制参数是为了尽可能在化工生产过程中生产质量得到保证的前提下，减少资源利用率，节约资源。将工艺参数控制在合理范围内，保障化工生产环节安全;对参数控制不到位，会导致化工生产过程中出现安全事故，对操作人员造成生命威胁，严重破坏生态环境。

其次，化工设备在作业期间要注意腐蚀现象，腐蚀会对设备造成很大的危害[1]。大部分化工生产需要在高温状态下进行，环境中也具有较强的腐蚀性，所以企业要重视化工设备的防腐防护工作，保障设备完好性。化工生产会经常使用到烧碱这类材料，烧碱本身反应强烈，会向外释放大量热能，其释放的热量对化工设备会造成损伤。可以针对烧碱设备进行优化设计，将其设计成反流降膜，促使加热材料朝向下方运动，碱液朝下随着管壁温度发生变化，保障传热效果，还不影响设备。管道采用镍合金材质更具防腐性，有效防止设备被腐蚀性材料腐蚀。

最后，优化工艺的时候需要注重安全性，安全是生产可以进行的重要前提。通过优化化工生产工艺，不但能促进化工设备性能得以完善，还能降低生产环节中的不安全因素，保障操作人员的人身安全，进而保障生产产品的质量、压力设备是化工生产中常用设备，但是压力设备在使用的时候因为温度、压力等因素影响会导致设备泄漏，这就需要在设计过程将设备性能这一特点考虑在内，促进化工生产开展有效性;此外，化工工艺还需要考虑到耐用性这一特征，当今社会科技发展迅猛，化工行业设备更换率十分频繁。这也是工艺设计时需要考虑的问题，设计过程中需要充分考虑到不同设备重要零件的耐用性，尽量选择寿命久、性能好、耐用的零件，保障设备在生产过程中发挥最大效用。设备养护与维修需要根据设备的实际情况制定具体方式，对于部件出现损壞等现象要及时更换或者维修，避免对生产环节造成影响。

3.2 化工设备的适应性设计

对于化工设备的适应性设计，需要从如下几方面进行。

3.2.1 设备在生产过程中，安全性是首要关注的问题

化工设备在化工生产中，会受到诸多因素影响，例如外界温度、压力等因素，会导致设备出现不同程度的损坏。安全性能是化工事故发生的主要原因，因此，需要在设计过程中规范设备参数，保障设备接口位置的密封性，对密封性进行测试，保障安全性，将泄露、裂缝等情况出现的可能性降至最低。

3.2.2 在设计中体现出化工设备工作的环保性

节能减排作为新时代的发展理念，符合国家绿色发展政策。化工实际生产时，车间内会产生非常大的噪音，形成严重的噪音污染。噪音的主要来源是化工设备在生产时产生的设备振动，在设计的时候一定要将噪音问题考虑进去，对设备零件进行优化调整，提升设备工作效率，安装缓冲措施减少车间噪音，对于噪音的控制范围需要在85分贝之内。化工生产过程中也需要树立节能降耗意识，将化工生产质量作为设计前提，尽可能减少能量消耗[2]。国内经济快速发展的今天，随之而来的还有环境污染与能耗问题。为了遵循国家领导，坚持走可持续发展道路，各行各业都需要改变以往的生产方式，尽可能做出整改，降低能耗。化工企业作为能耗量较大的行业，需要在化工设备设计环节中充分的考虑耗能问题，减少设备运行时对环境造成的污染，采用科学的方式完成生产目标降低能耗，实现化工企业可持续发展。

4 化工工艺、设备的适应性设计方法

4.1 明确参数需要

化工设备在组装完毕准备投入生产中时，需要根据生产需求及时设置相对应的参数。参数设置作为生产的关键步驟，不可忽视。用重沸器举例来说，过去进行设备参数设置时需要先进行测试，在设备中添加用来测试的试验物质，通过开启设备，观察设备出口位置的液态水情况，还需要了解测试物质对于温度的一系列要求。生产过程中管道部位的液态水与入口处水蒸气相比体积较小，这种方法使用起来也具备一定难度。在操作时，被加热的物质温度会产生化学反应，对设备的管道产生影响，对管道造成损害。生产过程中需要做好介质流量控制工作，合理对加热物质的温度进行控制和调节。通过实际试验获得准确的数据为工艺设备参数调试提供参考，实现生产效益最大化。

4.2 加强防腐处理

化工生产环节中，设备会与许多带有腐蚀性的介质接触。如果没有合理对介质进行控制，不但操作人员会受到伤害，生产设备会因为腐蚀受到影响。例如，设计裂化装置时，如果原料设计比例给的相对较大，裂解效果会极大程度的降低，无法保障化工生产过程的安全性，还会造成设备的损坏。为了有效防止这种现象发生，在对其进行设计的时候。将裂化装置上半部分的位置添加旋阀塔盘部件，下面用顾射塔盘结构，保障生产实际需求。在化工原料出现变化的时候需要及时对生产设备进行调整，便于更好的适应后续生产要求。在乙烯裂解生产中，加热时温度因素会对设备管道造成影响，引起原料泄漏。这时，应该认真对事故发生的原因进行分析，得出结论后进行处理。管道损害的主要原因是内部含有大量硫化物，硫化物腐蚀性极强，特定条件下会与其他物质发生反应进而对管道内部造成腐蚀，这也是管道泄漏受损的原因。在对其进行处理的时候要针对不同生产材料进行调整，通过将发生反应的材料避开的方法，有效缓解材料对管道的腐蚀。

4.3 适当改造设备

为了有效提升设备的适应性，可以在原有设备的基础上进行改造，处于科学的角度对设备进行适应性设计。例如煤油加氢处理环节，如果需要扩大设备的容积，就需要使用与其配套的相关设备。原料中需要加入有利生产的化学物质提升生产质量。改造后设备进行生产时，会因为内部出现较高的压力，出现压力的原因是原料本身分流效果导致的，严重会出现勾流现象。在化学作用导致物质温度出现快速上升现象，大量原料处于设备中，经过升温加热被碳化，与此同时设备性能也开始下降。对其优化的处理方法是在设备内部加入网篮装置，主要是为了解决原料分流能力不足的问题，有效提升生产效率，进而提升设备适应性。对设备进行适当改动，还能有效减少死角，避免一些问题发生对生产造成干扰[3]。

4.4 安全生产

在化工生产环节中，工作人员操作方式不正确，依然会对设备造成影响，设备安全无法得到保障。多数的化工设备都是因为人员操作不当导致出现损坏，为后续生产遗留安全隐患。因此，化工生产过程中工作人员一定严格按照操作规范操作设备，约束操作行为，减少人为因素对设备造成的损害。在生产中，生产工艺是选择非常关键，需要选择生产效率好、对设备影响小的技术，防止生产工艺促使设备损坏程度加剧。化工企业每年都会招入符合专业的新员工，但是新员工普遍存在实际经验不足，操作水平低下的问题，难以在实际生产中取得良好的生产效果。新员工大多是刚走出校门的学生，企业在招聘之后一定要进行系统专业的培训，提升其化工专业的基本素质，确保新员工可以规范操作。

4.5 设备结构安全

化工工艺的设备结构安全检验十分重要，设计人员需要到实地考察，根据考察结果再进行设计，对于不同环境因素调整结构。在化工工艺中元件出现缺失会导致物料损坏。例如，压力容器，缺少原件，会导致内部压力发生变化，化学溶液流动过程中就会导致物理反应。对此，工作人员需要定期对设备进行检查和维护，保证设备运行有效性。在生产过程中，选取安全性高、耗能低的设备与物料。针对设备结构建立专门审查制度，对设备安全问题进行不定期抽查，针对存在的薄弱环节，采取有效措施进行处理，对于其他带有剧烈反应的化学生产项目，实施重点检查。检查时要确保工作检查到位，全面不留死角，在检查后检查内容进行总结和记录。

4.6 优化工艺路线设计

化工企业建立最初目的是为了盈利，所以化工企业生产线制作的产品通常不止一类。多数时候会将产生的副产物当作副产品加工，为了进一步实现副产品销售，需要实现产品的多样化设计，需要对其生产工艺进行优化。例如，石灰石锻造行业是为了得到石灰块与石灰面，但是在其生产过程中会产生大量的CO2。化工企业可以灵活性的把握副产品，将CO2卖给水杨酸企业。优化线路设计为企业带来经济效益的同时，还需要针对线路工艺性本身的安全性进行设计，保障生产中原料、设备等的安全性，在基础上对工艺流程、方案等进行优化，根据研究方案对各项材料的分析，优选出危险性较小的材料进行生产[4]。

5 结论

综上所述，化工行业中，化工生产是必不可少的过程。化工生产依靠化工设备、工艺支持才得以实现，工艺与设备是协同发展、相互作用。在生产过程中，任意一方出现问题，都会严重影响化工生产效率和质量。也就是，化工生产过程的科学性与安全性，实际生产效率和质量都需要化工设备与工艺进行保障。只要在生产环节中保障设备与工艺之间适应性设计科学合理，才能有效推动化工行业不断发展。

参考文献：

[1]刘亚奎.化工工艺及化工设备适应性设计[J].化工设计通讯，2020，46（07）：83+126.

[2]兰方青，向宏文.化工工艺与化工设备的适应性设计分析[J].化工管理，2020（17）：137-138.

[3]贾彦宾，杨伟成.化工工艺及化工设备的适应性设计[J].化工管理，2020（16）：194-195.

[4]潘成德.化工工艺与化工设备中适应性设计的方法分析[J].化工设计通讯，2020，46（04）：88-89.

作者简介：

沈强（1985- ），男，安徽合肥人，硕士研究生，工程师，研究方向：化工工艺及管道设计。