化工工藝及化工設備適應性設計

摘 要：基于對化工企業的重要地位、化工行業的高危險性以及化工生產對環境的破壞等諸多方面考慮，我們有必要對化工工藝以及化工設備適應性設計進行優化，使其更加先進、合理，以增強化工企業的綜合實力。

關鍵詞：化工工藝;化工設備;適應性設計

改革開發以來，我國化工行業滲透到各個領域，逐漸成為國民經濟中不可或缺的重要組成部分，對于人類經濟、社會發展都具有重要的現實意義。企業在追逐效益的同時，環保節能等問題也接踵而來。如何提高化工工藝水平，提升化工設備工作性能，已經成為化工企業發展道路上必須攻克的難題。

1 化工工藝及化工設備適應性設計的重要作用

化工工藝即化學生產技術，是指將原材料經過化學反應轉變成產品的一系列方法和過程，同時也包含了實現這一轉變的所有措施。化工工藝主要包括三個主要步驟：原料處理、化學反應、產品精制。化工設備是化工生產的工具，化工生產過程的正常運轉，產品產量和質量的控制和保障都離不開各種化工設備的正常運轉，化工設備的選配也必須適應化工生產工藝的需要[1]。化工工藝與化工設備是化工生產過程中兩個重要影響因素，它們對化工企業的發展有著十分重要的作用。

1.1 可以提高設備的實用性

在傳統化工生產中，化工工藝與化工設備適應性較差，降低了化工設備的應用性能，也阻礙了化工工藝水平的發揮。對兩者的適應性進行設計，目的是希望設備性能能夠與生產需求和生產工藝相匹配，使二者的使用效果可以最大限度地發揮出來，同時確保化工工藝各個環節能安全、穩定地進行。

1.2 可以降低環境污染

眾所周知，化工生存中排放的污染物毒性高、數量大、種類多，在化工產品加工、貯存、使用和廢棄物處理等環節中，都可能會產生大量有毒有害物質。在全球提倡綠色節能環保的大環境下，化工企業在兼顧效益的同時也在努力探求降低能耗、減少污染的新路徑。通過優化工工藝及化工設備適應性設計，可以促進化工反應過程更加綠色、高效，同時還能對化工設備制造出的物質進行綠色處理，這一做法不僅提升了產品質量和生產效率，而且還有助于化工企業在環保節能方面的發展。

1.3 可以減少設備故障

化工行業屬于密集型產業，化工生產過程會涉及到大量的機械設備，一旦設備出現故障，會影響整條生產線的正常運作。因此，化工企業每年都會在設備維護方面投入大量的人力、物力。而優化化工工藝及化工設備適應性設計，能夠提高設備檢修速度，降低企業設備維護成本。比如，如果可以對浮頭式換熱器的參數與細節有一個很好的掌控，那么對設備長期穩定運行是十分有益的。

1.4 化工工藝及化工設備適應性設計可以提高生產能力[2]

化工企業生產能力與化工工藝和化工設備有很大的關系，因為化工工藝和化工設備可以直接影響化工生產效率、產品質量、生產成本以及生產安全性，而這些又恰恰對企業生產能力起到決定性作用。對化工工藝和化工設備適應性進行優化，要根據化工企業實際情況進行，這樣才能使各種生產資源充分發揮自身作用。

2 化工工藝及化工設備適應性設計原則

2.1 低能耗原則

當下，環境污染、能源消耗問題越來越嚴重，為了配合可持續發展戰略的實施，各行各業都在積極采取措施降低能源成本、減少污染物排放。化工企業在設計化工工藝和設備適應性的同時，也應當將綠色、環保、低能耗作為設計原則，運用先進的設計理念，從基礎零部件入手，在不影響設備正常運轉的提前下，將能耗降到最低。

2.2 耐用性原則

隨著科學技術的快速發展，很多先進的技術理念、技術手段、生產設備都被廣泛應用于各行業生產中，化工行業技術、設備更新速度也較快。所以，在進行適應性設計時應當用發展的眼光來看待問題。在設計初期，就要將設備的使用壽命納入到考慮范圍之內，在后期設備維修保養時也方便統一進行，進而提高設備維護的工作效率。

2.3 安全性原則

化工行業是一個高危險行業，工作人員經常在高壓、高溫的環境中作業，而且還經常會接觸到有毒、有害、強腐蝕性物質，對身體健康極易造成威脅。另外，化工企業一旦發生安全事故，對企業員工自身生命安全以及企業效益都會帶來巨大損失[3]。所以，在化工工藝和設備適應性設計過程中，一定要對化工生產作業環境、原材料等方面進行嚴格控制，降低危險事故發生的概率。比如，可以增添一些密封圈，避免有害氣體泄漏事件的發生。

3 優化化工工藝及化工設備適應性設計的方法

3.1 環保節能設計

環保節能不僅是促進化工企業長遠發展的內在要求，同時也是維系人類生存的基本保證。在化工工藝及化工設備適應性設計的過程中，一定要將環保節能理念貫穿其中，在幫助企業節能降耗的同時減少污染物的生成。比如，換熱管管束在以往的化工產品生產過程中，非常容易產生噪聲污染。所以，在設計時要對其尺寸進行修改，降低設備運轉時噪聲污染的產生。有些設備的防震性能也需要提升，比如U型管的彎管設計，通過優化防震夾持設計可以有效提高它的防震性能。為了更好地達到環保節能的效果，還可以在設計階段盡量選擇傳熱性能優良的設備和保溫性能較好的材料，這樣可以減少熱量損失。

3.2 耐用性設計

化工生產、加工對所需設備的精密度要求較高，再加上長期在高溫或高壓的環境下工作，導致設備容易出現損耗，對生產安全和產品質量都會造成不利影響。在設計環節，我們要充分考慮設備耐用性的問題，提高設備的利用率[4]。設備自身質量與維修、保養工作是影響設備耐用性的兩個重要因素，設計人員應當結合企業實際情況，對設備結構、易損區域和零部件性能進行全面了解，制定適合的維護方案來達到延長設備使用壽命的目的，同時也可以讓設備維護工作變得更加簡便、高效。除此之外，還可以對設備種類進行劃分，以便設備維護人員可以快速檢測、及時處理故障。

3.3 防腐性設計

化工生產中通常會伴隨腐蝕問題，如果得不到有效控制，那么勢必會影響工作人員的身體健康以及化工設備的使用壽命。比如，在對裂化裝置進行設計時，一旦將原料比例調大，則會直接影響裂解效果，還會使生產效率降低。對于這種問題處理方式，是將旋閥塔盤裝置設計安裝在裂化裝置上部，下部采用顧射塔盤結構，這樣既符合生產要求，也有利于提高生產效率。

在進行乙烯裂解工序時，原材料在加熱過程中，會對設備上方的管道造成一定損壞，容易引發原料泄漏事故。經調查分析，導致這一問題的主要原因是煙氣中存在大量腐蝕性物質，它們會對設備上方管道產生腐蝕作用。在化工設備適應性設計中，要對出料口和進料口進行調換，避免煙氣管道遭到腐蝕。

3.4 安全性設計

化工工藝和化工設備是化工生產中與安全性聯系最為緊密的兩個環節，由于化學反應中通常會伴有壓力升高、溫度變化、有毒有害物質生成等不安因素，而這些又是導致設備出現裂縫、泄漏、變形等問題產生的罪魁禍首，所以對化工工藝和化工設備而言，提高安全性是最為重要的。例如，做好化工設備上壓力、溫度、密封傳感器等防護設計，在化學反應過程中加入不會影響反應流程的防護材料，這些措施都具有提高化工生產安全性的作用。

4 結束語

我國綠色環保建設進程正在緊鑼密鼓的進行，化工領域工藝與設備適應性的設計工作也在不斷完善。作為化工企業正常運行的基礎，我們應當盡量協調好兩者之間的關系，使其相互適應、促進，確保化工生產各個工序可以順利進行，也為環境保護貢獻一份微薄之力。

參考文獻：

[1]馬曉晨.化工工藝及化工設備適應性設計[J].化工設計通訊，2019，045（05）：120-121.

[2]朱亮.分析化工工藝與化工設備的適應性設計[J].化工設計通訊，2017，43（3）：98.

[3]李會元，王武鳳，王春波等.化工工藝及化工設備適應性設計[J].化工設計通訊，2019，45（11）：69-70.

[4]王奕博，劉廣地.促進化工工藝及設備適應性設計的方法[J].設備管理與維修，2019（14）：194-196.

作者簡介：

王京璽（1965- ），男，漢族，山東平度人，講師，大學本科，研究方向：高分子材料、植物染色、印花等。