淺談化工工藝設(shè)計的要點

1、<p>　　淺談化工工藝設(shè)計的要點</p><p>　　摘要：化工工藝是依據(jù)化學過程以及化學反應(yīng)來設(shè)計的，是整個化工工藝設(shè)計的核心，重視化工工藝設(shè)計，有助于在生產(chǎn)過程中保障人員和器械的安全，減少由于安全問題造成的損失。本文首先分析了化工工藝設(shè)計的現(xiàn)狀，然后從四大方面詳細探討了化工工藝設(shè)計的要點。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：化工；工藝設(shè)計；安全；設(shè)備安裝；管道 </p&g

2、t;<p>　　Abstract: the chemical process is designed according to the chemical process and chemical reaction, is the core of the chemical process design, chemical process design, help to ensure the safety of personn

3、el and equipment in the production process, reduce the loss that causes because of security issues. This paper first analyzes the present situation of chemical process design, and then in detail from four aspects discuss

4、es the key points of chemical process design. </p><p>　　Key words: chemical industry; Process design; Safety; Equipment installation; pipeline </p><p>　　中圖分類號：TQ08文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013) <

5、;/p><p>　　化工工藝設(shè)計的現(xiàn)狀 </p><p>　　化工工藝往往會由于化學工業(yè)的資本密集性以及工藝失敗可能造成的巨大物資上的損失，導致在變革過程中遇到非常大的阻力，影響到化工工藝的發(fā)展。通過分析化學品生產(chǎn)成本的構(gòu)成，我們能夠得出基本建設(shè)的投資以及原材料占總成本的主要份額。由于裝置往往需要多年運轉(zhuǎn)，并且費用較大，在化工工藝設(shè)計中將許多已經(jīng)有五十年使用期的裝置進行改造，擴大裝置的能力，解

6、決薄弱環(huán)節(jié)所需要的費用比一套新建的裝置要便宜很多。 </p><p>　　按照這個趨勢進行分析，在2020所銷售的工藝設(shè)備產(chǎn)品大約有四分之三是由1999年就運轉(zhuǎn)的裝置生產(chǎn)出來的，可是由于這些老舊的生產(chǎn)裝置不具備新時代的環(huán)保要求，所以必須對其進行減少污染、擴大產(chǎn)能的改造，改善裝備的性能有助于綠色生產(chǎn)，對可持續(xù)發(fā)展也有重要作用。 </p><p>　　化工工藝設(shè)計的要點 </p>

7、<p>　?。ㄒ唬┟鞔_化工工藝設(shè)計的分類 </p><p>　　化工工藝設(shè)計分為概念設(shè)計、中試設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。 </p><p><b>　　1、概念設(shè)計 </b></p><p>　　概念設(shè)計是一種假象設(shè)計，只是為了檢驗生產(chǎn)的條件和方式是否合理，同時確定化工工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)，確定小試補充的內(nèi)同和中試規(guī)模以及目的

8、。 </p><p><b>　　中試設(shè)計 </b></p><p>　　中試設(shè)計主要是為了檢驗小試中確定的工藝條件和方式是否合理、是否可靠，同時試制產(chǎn)品的使用性能是否過關(guān)等。中試設(shè)計的內(nèi)容和業(yè)務(wù)可以檢驗全部或者是不分，要視具體情況而定。 </p><p><b>　　基礎(chǔ)設(shè)計 </b></p><p&

9、gt;　　基礎(chǔ)設(shè)計是技術(shù)開發(fā)階段的最終研究成果，是為了提供建設(shè)生產(chǎn)設(shè)備的所有技術(shù)要點。 </p><p><b>　　初步設(shè)計 </b></p><p>　　初步設(shè)計是精細化工程設(shè)計的開始，初步設(shè)計產(chǎn)生初步設(shè)計說明書和總概算書，是根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計的成果和設(shè)計要求對工程在技術(shù)和經(jīng)濟上進行總體研究和計算的具體方案。初步設(shè)計的成果要滿足項目審查和施工要求，還要能達到項目招標要求

10、，能夠獲得建廠投資。 </p><p><b>　　施工圖設(shè)計 </b></p><p>　　施工圖設(shè)計是根據(jù)上級部門對初步設(shè)計的審批，根據(jù)建筑要求和設(shè)備要求，將設(shè)計原則和設(shè)計方案具化為工藝布置和施工方法，并明確化，解決初步設(shè)計中出現(xiàn)或是待定的全部問題。 </p><p>　?。ǘ┗すに囋O(shè)計中的安全設(shè)計要點 </p><

11、p>　　在工藝設(shè)計中，安全問題就是指生產(chǎn)中潛在的事故隱患因素。因此，在設(shè)計的過程中，一定要提高工作人員的安全意識以及危險的識別意識，將隱患消滅于萌芽之中，并且能夠盡量避免對危險設(shè)備或者危險物品的使用，只有這樣，才能保證工藝安全高效運轉(zhuǎn)。 </p><p><b>　　物料安全 </b></p><p>　　化工工藝在生產(chǎn)過程中的原材料、中間產(chǎn)品與副產(chǎn)品以及產(chǎn)品和

12、貯存中的物質(zhì)都是以不同的狀態(tài)而存在的，這些物質(zhì)都具有特殊的物化性質(zhì)，在一定狀態(tài)下可造成危害。因此，要了解和掌握對這些物質(zhì)的危險特性，而且要養(yǎng)成對其穩(wěn)定性與化學反應(yīng)以及毒性等相關(guān)的識別意識，進而能夠做出有效的評價與分析，預防危害的發(fā)生。 </p><p>　　2、工藝路線的安全問題 </p><p>　　往往在一種反應(yīng)中通常會涉及到幾條工藝路線，因此，在設(shè)計的的過程中應(yīng)該選用危害最低或者更安

13、全的。在這個過程中，對于生產(chǎn)的條件以及物料都要進行充分的考慮，選用無害或者低危險的物料；在新型技術(shù)以及新設(shè)備的選用過程中要注意其三廢的排放量，并且盡量實行循環(huán)利用，降低污染。適當?shù)慕档蜕a(chǎn)過程中對生產(chǎn)條件的苛刻要求，以此來緩解劇烈反應(yīng)。 </p><p>　　3、反應(yīng)裝置方面的安全問題 </p><p>　　化工反應(yīng)是生產(chǎn)的核心，在化工反映的過程中也存在著很多與安全性相關(guān)的問題，有些問題甚

14、至會造成生產(chǎn)事故，因此，在反應(yīng)裝置的設(shè)計與選用的過程中，要具備充分的科學性與合理性，并且應(yīng)該經(jīng)過嚴密的計算。由于化學反應(yīng)的種類繁多，所以在安全控制方面也存在著較大難度。在工藝設(shè)計中采用減少進料量、控制加熱速度、加大冷卻能力的方法或者采用多級反應(yīng)等相關(guān)措施。反應(yīng)器在運行的過程中，可能會由于容器的超壓而出現(xiàn)損壞或者變形，因此，必須在容器上安裝壓力釋放裝置。 </p><p>　　4、管道方面的安全問題 </p&

15、gt;<p>　　通常情況下，管道輸送的物料一般都屬于易燃、易爆甚至腐蝕性與毒性較強的物品，若是管道出現(xiàn)泄漏，各種毒害物質(zhì)漏出，極易對環(huán)境造成污染，并且造成生產(chǎn)過程中的安全隱患。因此，在管道的設(shè)計中，要對于管道的材質(zhì)選擇、應(yīng)力分析以及布置方式等容易引發(fā)管道泄漏的因素進行從分的考慮，尤其是注意管道連接處和拐彎處彎頭的材料和管徑選擇，同時室內(nèi)或者室外，管道都必須盡量靠地連接。 </p><p>　　5、

16、電氣設(shè)計方面的安全問題 </p><p>　　電氣設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合工藝的要求，按照工作環(huán)境是否屬于爆炸和火災危險環(huán)境、危險程度和危險物質(zhì)狀態(tài)的不同，采取相應(yīng)的措施，防止由于電氣設(shè)備、電氣線路設(shè)計不當引起爆炸事故。 </p><p>　　整體園區(qū)設(shè)計中的安全問題 </p><p>　　針對我國現(xiàn)階段化工園區(qū)的特點和現(xiàn)有監(jiān)管能力嚴重滯后的現(xiàn)實，應(yīng)當設(shè)立統(tǒng)一的安全監(jiān)管和危機

17、管理部門，創(chuàng)建完整的區(qū)域性安全生產(chǎn)標準化監(jiān)管模式，構(gòu)建政府主導、社會中介機構(gòu)、企業(yè)一體化的綜合管理體系。三方連帶責任追究機制和化工園區(qū)相關(guān)安全技術(shù)標準都亟待完善，最大限度地把園區(qū)安全風險控制在可接受的范圍內(nèi)。 </p><p>　　我國化工園區(qū)建設(shè)的安全生產(chǎn)整體實施科學化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化的解決方案，全流程、全方位支撐突發(fā)事件的綜合應(yīng)對，引領(lǐng)安全生產(chǎn)從被動應(yīng)付型向主動保障型戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。建設(shè)全過程、全方位、空間立體的企

18、業(yè)安全生產(chǎn)系統(tǒng)，可以有效提高化工園區(qū)安全生產(chǎn)水平。 </p><p>　　（三）設(shè)備安裝設(shè)計的要點 </p><p>　　如果在工程設(shè)計中不夠重視設(shè)備安裝設(shè)計，或是在設(shè)備安裝設(shè)計工作上不夠細心、缺少經(jīng)驗，就會造成不必要的返工等問題，減緩施工的進度同時降低施工的質(zhì)量，這是大量的施工實踐告訴我們的經(jīng)驗。 </p><p>　　化工工藝設(shè)計中包含著設(shè)備安裝設(shè)計，但是它往往

19、被工藝設(shè)計人員所忽略。實際上，設(shè)備安裝設(shè)計的內(nèi)容很重要，我們必須重視它在整個工程設(shè)計中發(fā)揮的作用。 </p><p>　　設(shè)備安裝設(shè)計包括車間設(shè)備布置、設(shè)備支架和操作臺設(shè)計、設(shè)備保溫和刷漆、設(shè)備安裝檢修和吊裝位置的設(shè)計、設(shè)備安裝施工說明五個方面。在設(shè)備安裝設(shè)計中，我們必須充分考慮設(shè)備安裝檢修的問題。例如，在設(shè)備布置時，應(yīng)當充分考慮水平運輸主干線的凈距，以保證所有設(shè)備都能運送至主干線。 </p>&l

20、t;p>　　總之，設(shè)備安裝設(shè)計是化工工藝中不可忽視的重要內(nèi)容，只有重視設(shè)備安裝設(shè)計，才能保證工藝設(shè)計是一個完善的設(shè)計，如果忽視設(shè)備安裝設(shè)計，就會給生產(chǎn)操作、裝置維修帶來嚴重的后果，甚至會產(chǎn)生安全生產(chǎn)問題。 </p><p>　　（四）化工工藝設(shè)計中應(yīng)體現(xiàn)的設(shè)計理念 </p><p>　　1、要能體現(xiàn)降低能耗 </p><p>　　盡管在實際的設(shè)計生產(chǎn)中，很多人

21、把能源成本當作生產(chǎn)總成本之中的一個重要部分，但是這種想法是錯誤的。將基建投資高和能量消耗大這兩個問題解決，能有效的提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本，減低能效和與之相關(guān)的投資課題一般來說頗為有效，比如在許多大型的分離裝置上運用超臨界流體。通過對當前資料和實際應(yīng)用的研究可以看出，一些系統(tǒng)能源費用比很多常用的技術(shù)要低，比如恒沸蒸餾以及蒸餾的獲取。降低能耗是工藝設(shè)計與研究需要重視的一部分。 </p><p>　　2、要能體現(xiàn)降

22、低基本建設(shè)投資 </p><p>　　由于化學工藝屬于密集型產(chǎn)業(yè)，如果沒有化學研究上的重大成果讓主要的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝得到提升和完善，那么一般來說，要改進以及提高化學工藝設(shè)計就需要通過解決瓶頸問題、改造現(xiàn)有裝置、擴大產(chǎn)能的方式的來解決，這些方式可以有效地減少在基本建設(shè)上的投資。 </p><p>　　3、要能體現(xiàn)改善環(huán)境行為 </p><p>　　根據(jù)社會各界相關(guān)人士的

23、研究得出，回收利用、減少污染源、終端處理等手段能夠解決污染的問題。從化學工藝過程上要達到減少環(huán)境污染的摸底就需要重視兩個設(shè)計戰(zhàn)略上的問題：第一個是在2020年之前再多數(shù)裝置上擴大和升級現(xiàn)有裝置；第二個是在終端處理的應(yīng)用上可能會出現(xiàn)多數(shù)機遇。而在工藝過程自身的基礎(chǔ)上改進裝置也有以下幾種方式： </p><p>　　（1）提高分離效率和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率達到降低損失的目的，并且減少廢料處理費來提高收益； </p>

24、<p>　　（2）提高化學反應(yīng)效率； </p><p>　?。?）運用HEN分析法減少用水量，縮小裝置的規(guī)模。在工藝過程的設(shè)計中進行水資源再次利用，將廢水量降到最低。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　綜上，化工工藝設(shè)計是化工生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到安全生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)，做好化工工藝各個環(huán)節(jié)的設(shè)計，發(fā)現(xiàn)

25、問題，解決問題，有助于進一步提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效益。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]姚慧.化工工藝設(shè)計中的安全問題及控制[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012.10. </p><p>　　[2]高金吉，王峰，張雪，等.化工生產(chǎn)人工誤操作危險與可操作性分析研究[J].中國工程科學，2008.8. </