化工工藝及化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)

朱 健，胡金平

（兗礦魯南化工有限公司，山東滕州 277527）

化工工業(yè)生產(chǎn)需要借助“軟系統(tǒng)”、“硬系統(tǒng)種技術(shù)的支持。而軟系統(tǒng)就是指的化工工藝，它是化工工業(yè)應(yīng)用發(fā)展的技術(shù)支撐。硬系統(tǒng)為化工生產(chǎn)提供環(huán)境的化工設(shè)備，兩者是化工工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著人們各項(xiàng)物質(zhì)需求的不斷提升，傳統(tǒng)的化工工業(yè)也需要不斷進(jìn)行創(chuàng)新完善，需要借助化工工藝改進(jìn)與設(shè)備更新，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，比如化工工藝參數(shù)修改、材料損耗、有害物質(zhì)排放、設(shè)備安全、結(jié)構(gòu)力學(xué)等方面，需要根據(jù)化工生產(chǎn)的要求進(jìn)行同步改進(jìn)。

1 化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)的意義

化工工藝就是化學(xué)生產(chǎn)中所用的元素、技術(shù)、方法總稱，如何借助化學(xué)反應(yīng)將普通的原材料進(jìn)行質(zhì)變反應(yīng)為化學(xué)用品的過程，同時(shí)包括反應(yīng)過程中所需要的各種外界因素，主要包括原材料的準(zhǔn)備、反應(yīng)方式、外界因素的支持三方面?；ぴO(shè)備就是在化學(xué)生產(chǎn)過程中所必須借助的外界環(huán)境，一方面為化學(xué)反應(yīng)提供穩(wěn)定、安全的場(chǎng)所，包括了靜止機(jī)械與動(dòng)態(tài)控制兩類設(shè)備；另一方面就是為化工生產(chǎn)提供外界支持，比如分離器、加熱加壓器、成品結(jié)晶、廢料收集等專業(yè)處理設(shè)備。

1.1 通過化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)可以使設(shè)備實(shí)用性提高

傳統(tǒng)的化工工業(yè)生產(chǎn)中化工設(shè)備與化工工藝缺乏對(duì)應(yīng)性，嚴(yán)重影響了化工設(shè)備應(yīng)用的效果，也難以發(fā)揮工藝生產(chǎn)的本身效果，兩者的適應(yīng)性設(shè)計(jì)就是為了最大程度發(fā)揮化化工設(shè)備的使用效果，并確?；すに噾?yīng)用的安全性與穩(wěn)定性。對(duì)于化工企業(yè)來說可以提升自身的生產(chǎn)效益，保障在化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)需求與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展。

1.2 通過化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)能夠提高化工檢修速度

化工工業(yè)一直都是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與物質(zhì)生活的重要保障，平常生活中見到的各種物品都離不開化工生產(chǎn)，一般化工企業(yè)都會(huì)涉及多個(gè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)?；ぴO(shè)備的有效性直接影響到企業(yè)在生產(chǎn)過程中的業(yè)務(wù)拓展，化工設(shè)備長(zhǎng)期在高溫、高壓、高腐蝕的環(huán)境中需要時(shí)刻做好對(duì)應(yīng)的安全保障，比如化工生產(chǎn)設(shè)備中都會(huì)用到浮頭式換熱器，如果能夠隨時(shí)把握浮頭式換熱器的細(xì)節(jié)效果，則可以保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性運(yùn)行。

1.3 通過化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)能夠降低環(huán)境污染

化工工業(yè)雖然是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展得的支柱，但它也是一個(gè)高能耗、高污染的制造業(yè)，近幾年我國(guó)不斷鼓勵(lì)綠色生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展方式，這就要求化工生產(chǎn)在工藝上與生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行同步改進(jìn)，需要化工工藝采用更為高效綠色的反應(yīng)過程，對(duì)于化工設(shè)備來說也需要對(duì)生產(chǎn)的有效物質(zhì)進(jìn)行綠色處理，通過兩者密切配合提升化工生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量提升，并實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)更加綠色環(huán)保的低耗能發(fā)展。

2 化工工藝的適應(yīng)性設(shè)計(jì)

2.1 對(duì)化工工藝參數(shù)進(jìn)行合理的控制

化工工藝的應(yīng)用效果最重要的就是各項(xiàng)資源的參數(shù)管理，整合化工生產(chǎn)的質(zhì)量就是實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的精準(zhǔn)定位，比如生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、放料時(shí)機(jī)等。這些都會(huì)影響到化工工藝在節(jié)能、安全等方面的保障能力，所以對(duì)于化工生產(chǎn)中需要確定好最佳的原材料配比、工序流程、所需壓力與溫度等數(shù)據(jù)，將這些參數(shù)與工藝要求、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，在設(shè)備參數(shù)允許的范圍內(nèi)進(jìn)行工藝參數(shù)的修改。

2.2 化工設(shè)備腐蝕問題要避免

化工工藝在反應(yīng)過程中的元素變化、高溫高壓、有害氣體等因素都帶有腐蝕特點(diǎn)。這種情況下更容易造成化工設(shè)備的故障與損壞，所以對(duì)于化工工藝生產(chǎn)的腐蝕問題要提前做好研究。除去設(shè)備自身的防護(hù)工作外，還要提前做好對(duì)化工工藝的反應(yīng)改進(jìn)，比如在使用燒堿作為反應(yīng)材料時(shí)會(huì)造成化工設(shè)備的腐蝕與溫度的改變。所以在反應(yīng)過程中通常會(huì)采用鎳以及鎳合金材料，借助其良好的強(qiáng)度和韌性能夠在反應(yīng)的堿液中形成有效防護(hù)層，從而提升反應(yīng)過程中的傳熱效果與設(shè)備安全。

2.3 重視化工工藝安全性

化工生產(chǎn)過程中最重要的就是安全，往往一次安全事故會(huì)造成整個(gè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境污染，所以對(duì)于化工工藝的設(shè)計(jì)首先要考慮反應(yīng)安全的問題，以及化工工藝的原料投放程度對(duì)反應(yīng)環(huán)境需求的分析。比如化工設(shè)備中一般都會(huì)有壓力容器，不同程度、不同種類化工反應(yīng)都需要容器密閉性，嚴(yán)禁在反應(yīng)過程中出現(xiàn)泄漏、變形等問題。

3 化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)

3.1 安全性生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)是化工設(shè)備

化工設(shè)備是化工生產(chǎn)中最直接、最關(guān)鍵的安全保障，由于化學(xué)反應(yīng)中都會(huì)有溫度變化、壓力升高、腐蝕性物質(zhì)等興，這些因素長(zhǎng)期影響下最容易造成化工設(shè)備出現(xiàn)變形、泄漏、裂縫等問題，所以對(duì)于化工設(shè)備來說安全系數(shù)就成為了第一要點(diǎn)。根據(jù)化工工藝生產(chǎn)的需求要能夠充分滿足其性能要求，對(duì)于其溫度、壓力、腐蝕要做好足夠的抵抗性，在設(shè)備上做好溫度、壓力、密封傳感器的防護(hù)設(shè)計(jì)，通過安全穩(wěn)定的化工設(shè)備來提升化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性。通常情況下，為了滿足化工生產(chǎn)的需求，設(shè)計(jì)人員會(huì)采用一些與反應(yīng)流程互不干擾的元素作為防護(hù)材料，這樣就能夠在化工生產(chǎn)時(shí)不會(huì)擔(dān)心反應(yīng)過程本身對(duì)于設(shè)備的持續(xù)傷害，真正實(shí)現(xiàn)化工設(shè)備適應(yīng)性的目的。

3.2 化工設(shè)備的環(huán)保性要加強(qiáng)

當(dāng)前一方面是我國(guó)對(duì)綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的不斷促進(jìn)，另一方面是化工生產(chǎn)中不可避免的污染因素產(chǎn)生。為了能夠保證化工生產(chǎn)的發(fā)展與綠色環(huán)保的要求，可以將化工反應(yīng)中的有害物質(zhì)通過化工設(shè)備進(jìn)行反應(yīng)外收集。增加化工設(shè)備后續(xù)的反應(yīng)物收集處理環(huán)節(jié)，及時(shí)對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行改造與優(yōu)化來滿足化工生產(chǎn)中有害物質(zhì)的處理要求，另外化工生產(chǎn)過程中的噪音也是一大污染因素，如果接近居民生活區(qū)會(huì)嚴(yán)重干擾居民的生活，根據(jù)噪音控制標(biāo)準(zhǔn)要保證化工生產(chǎn)噪音在80dB。一般會(huì)采用U 形管束進(jìn)行反應(yīng)位置的噪音干擾，如果是設(shè)備本身的晃動(dòng)問題就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。

3.3 降低化工設(shè)備能耗

化工生產(chǎn)發(fā)展的最終目的就是要實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)與低能耗生產(chǎn)，這就要求綠色處理反應(yīng)產(chǎn)物，降低污染，還要從反應(yīng)源頭做好資源的節(jié)約利用，最直接的就是提升化工反應(yīng)的平衡移動(dòng)，通過提升溫度、增加壓力、提升反應(yīng)物的接觸面積等方式來提高反應(yīng)程度。根據(jù)不同反應(yīng)的要求對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行修改。同時(shí)做好做化工生產(chǎn)過程中的熱量收集工作，將水、溫度、氣體等公共反應(yīng)資源進(jìn)行循環(huán)利用。

3.4 化工設(shè)備耐用性的提高

對(duì)于化工企業(yè)來說，設(shè)備更新是一項(xiàng)巨大的花費(fèi)，而且很多化工生產(chǎn)都需要保證不間斷操作，所以化工設(shè)備的耐用性是設(shè)備質(zhì)量的重要要求。應(yīng)充分做好對(duì)反應(yīng)設(shè)備組震動(dòng)位置的結(jié)構(gòu)支撐作用，同時(shí)及時(shí)做好設(shè)備組零部件的保養(yǎng)工作，對(duì)于一些受壓、受熱、受腐蝕的設(shè)備零件，在達(dá)到要求的使用時(shí)間內(nèi)進(jìn)行及時(shí)更換，嚴(yán)禁設(shè)備本身與化工生產(chǎn)流程出現(xiàn)干擾反應(yīng)。

4 結(jié)束語

綜上所述，化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性的發(fā)展對(duì)于化工生產(chǎn)與企業(yè)經(jīng)濟(jì)都有著重要作用，同時(shí)也是我國(guó)化工生產(chǎn)綠色可持續(xù)發(fā)展中的重要目標(biāo)。相關(guān)企業(yè)與技術(shù)人員還需要基于兩者的適應(yīng)性不斷改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)高效、安全、環(huán)保、節(jié)能的目標(biāo)。