化工工藝與化工設備的適應性設計

方群山

摘要：我國的化工行業在近幾年來獲得迅猛發展，從而使產品質量、效率等方面獲得大幅提升。化工工藝與化工設備與設計方案之間存在直接關系，若不進行科學、合理設計，將會對化工工藝與設備的使用效果產生影響。因此應使化工設備結構更加合理，化工生產工藝更加完善，從根本上提升化工生產的綜合效率。

關鍵詞：化工工藝;化工設備;適應性設計

1化工工藝與化工設備概述

作為石油化工生產中的重要技術，化工工藝的合理運用，有利于提高生產效率，確保各項生產計劃能夠在規定的期限內順利完成。化工工藝是指實際生產中在化學反應的作用下，運用不同的措施及過程實現化工原料向化學產品的轉換。在具體的轉化過程中，需要經歷多個階段，如原料的處理、不同的化學反應等。化工設備是指化工生產中所涉及的工具。當前的化工設備多種多樣，各種設備的功能也存在較大的差異，為化工產品生產帶來了重要的保障作用。

2 新形勢下化工工藝設計適應性要求

2.1 工藝關鍵參數的控制

作為化工設計中關鍵性的數據要求，化工工藝的工藝參數主要包括：原料配比、反應壓力、溫度、時間、物料流量等。為了能使化工反應精確進行，提高原料的利用率，減少不良反應，就要注意對化工工藝中關鍵參數的控制，以確保化工生產高效高質進行，借由對控制力的提升來提高安全系數，防止因參數控制不當而造成危險，引發經濟、生命損失。

2.2設備結構設計

化工反應經常要在一些極端條件下才能順利進行，高溫、高壓、高腐蝕的反應條件廣泛存在于各種化工生產當中，要保證設備在這種條件下能夠良好運行，就要做好必要的防護措施。如在涉及到使用燒堿的化工反應中，應將反應器設計成利用鎳和鎳合金制作的反流降膜，從而達到快速傳遞反應放熱的效果，又利用鎳和鎳合金強度高韌性高，在強堿性液體中會產生堅固的防護層的特性，達到了設備防腐，抗高溫高壓到目的。

2.3化工工藝的安全性

安全是生產的第一要素，也是進行化工生產的前提準備。在化工工藝的設計中，必須始終強調安全的重要地位，保護操作者的生命安全。此外，安全可靠的化工工藝和化工設備，也可以確保化工生產安全進行。在化工工藝的設計過程中，必須考慮多方面的因素，如壓力，溫度，腐蝕程度等，要充分考慮化學過程中產生的溫度變化，壓力變化，腐蝕性物質是否會造成反應容器的形變，泄漏，甚至爆炸，一旦發生事故，不僅會造成化工生產受到影響，還會引發惡劣的環境污染事件，人員傷亡事故。實際設計時應考慮到生產環境的因素，結合實際情況，從化工設備的性能特性入手，科學合理的對化工工藝進行調整，在各個環節上提高安全性，以達到保證安全，保證產品質量，減輕污染的目的。

3化工工藝適應性設計方案

3.1對工藝參數嚴格控制

只有嚴格控制工藝參數并對其不斷優化，才能加強化工工藝生產水平，確保化工生產過程的安全性與可靠性獲得提升。在化工工藝生產過程中的相關參數主要包含物料配比、流量、壓力等多，同時為了確定相關工藝參數，還要充分滿足物料的實際反應速度、平衡轉化率等多方面要求。從而充分滿足工藝加工需求，使化工工藝獲得完善與升級。尤其在控制燒堿蒸發裝置過程中，主要控制的方面包含蒸發器的壓力與溫度，在設計中必須合理分配蒸發器的壓力與溫度，才能為化工生產工藝的順利運行提供保障。1？溫度因素。溫度作為化工生產過程中控制的重要參數之一，在化工工藝的各個化學反應中，都會需要相應的反應溫度，只有對溫度與反應嚴格控制才能確保化工工藝生產的質量，還可以減少大量能源、資源消耗。溫度增加速度較快，無論溫度過高還是過低都會使相關設備發生故障溫度過高會造成劇烈反應發生，甚至還會導致爆炸安全事故的發生。若溫度較低，會使反應速度減慢，嚴重時還會形成反應停滯問題，此時若溫度恢復常規狀態，由于物料還沒有發生反應從而形成大量積累，最終形成爆炸。因此嚴格控制溫度，才能加強化工生產過程的安全性與可靠性。因此，要在化工工藝設計過程中加強參數控制力度，進一步加強化工工藝適應性。2？壓力參數。壓力作為化工工藝中十分重要的控制參數之一，尤其在燒堿蒸發工藝生產過程中，通常會使用真空蒸發的方式，主要發揮的作用包括提升蒸發器中有效溫差、減少汽耗、減少二次蒸汽的飽和溫度、避免對設備與材料形成嚴重的限制。另外，整體系統還會受到冷凝器真空度因素的影響，其也作為重要參數，但也有較多因素對其產生影響。如表面冷凝器的回水溫度，會跟隨水飽和蒸氣壓的增加而上升，不同季節時表面冷凝器也會含有相應的循環水量。尤其在夏季高溫狀態下，從而使表面冷凝器中循環水量獲得增加，但在秋季或冬季，由于周邊環境溫度影響，可以在設計過程中降低一定冷凝器的循環水量。表面冷凝器還會發生不凝氣的現象，若時間較長，會在表面聚集較多冷凝氣，從而使真空度無法達到生產標準，還會稀釋成品中的堿濃度，耗費較多能源。因此進行設計時，應將不凝氣排放管與水環真空泵入口管線相連，最終通過水環真空泵排除。

3.2設備結構方面的適應性設計方案

在進行燒堿蒸發加工時，經常會采用逆流降膜蒸發工藝，蒸發器為立式降膜蒸發器，將堿液加入到蒸發器的頂部，通過重力可以使其沿換熱管內壁向下流動達到液膜狀態。降膜蒸發器運行時，物料為持續向下的加速狀態，從而解決加速壓頭小于升膜蒸發器的問題，沸點不會大幅上升，料液與蒸汽之間的溫度存在很大差距，因此會進一步加強傳熱效果。為了使各個管中的堿液分布均勻性獲得提升，使用降膜分布器，也可以將其稱為造膜器。堿液經過管內壁流下并蒸發后，為了達成濃度要求，要設計足夠長度的管子，從而加強傳熱效果。在對堿液完成加熱后，可以將其轉換成汽液兩相并進入蒸發分離室，之后將汽液分離，經再次蒸發后，從絲網除沫器通過由分離室側面排出，在進行濃縮處理后，從底部抽出堿液。對于制堿工業來說，將腐蝕性燒堿作為主要工作介質時，主要考慮的問題為設備的耐腐蝕性能。

3.3對設備結構安全性嚴格檢驗

無論是化工設備還是其安全性，都直接影響化工工藝的完整性與實效性，以及操作人員的人身安全。壓力容器作為工業設備的重要組成部分，處于特殊工作環境下，例如具備較高壓力或溫度等。與此同時，物料進行持續運動的過程中，會對壓力容器產生更多的物理與化學作用，從而使容器極易發生腐蝕、滲漏等情況，這些原因會降低化工工藝生產水平，還會對操作人員的生命安全產生危害。因此無論是設備自身存在的缺陷問題，還是壓力容器在實際使用過程中產生的缺陷問題，若不其及時發現并完善解決，會使壓力容器的使用過程存在極大安全隱患。因此應對壓力容器進行定期檢查，才能確保壓力容器的運行可靠性。

4結論

化工生產過程中相關設備的主要作用在于為化工工藝服務，其生產效率以及生產工藝的科學含量都是由生產設備所決定的。其設備適應性能的優劣將決定著化工生產過程中的安全性能以及效率，因而相關技術人員應對實際生產過程進行充分觀察，并結合自身的實際經驗，對設備進行優化改造，增強其適應性能，實現化工領域高效安全的生產。

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