潘葉平，胡磊

(浙江工程設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310002)

1 化工工藝與化工設(shè)備概述

化工工藝是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，利用化工工藝，可以將化工原料加工成規(guī)定的化工產(chǎn)品，化工產(chǎn)品的形成需要借助于化工工藝和化工設(shè)備，其生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，包括了多方面的內(nèi)容。比如化學(xué)原料的配比、反應(yīng)融合、精細(xì)加工等，在前期處理階段，主要是對(duì)化工原料進(jìn)行必要的碾壓和提純，便于化工原料在后面能夠更好地進(jìn)行反應(yīng)，初步反應(yīng)階段需要注重對(duì)溫度的調(diào)整，反應(yīng)溫度要控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，溫度變化不能過大，反應(yīng)的時(shí)候可以添加一些必要的外加劑，有些化學(xué)原料會(huì)采用精加工處理的方式，主要是為了滿足生活需求所進(jìn)行的包裝。化工設(shè)備是化工產(chǎn)品形成過程中不可或缺的一種工具，化工設(shè)備類型較為多樣化，不同的化工設(shè)備其適用范圍不同，設(shè)備功能屬性也有所區(qū)別，們要根據(jù)具體的化工生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的調(diào)控[1]。

2 化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計(jì)的必要性

化工工藝水平是衡量化工企業(yè)整體發(fā)展水平的重要指標(biāo)，化工工藝的發(fā)展離不開先進(jìn)的化工設(shè)備，從某種程度上來說，化工工藝和化工設(shè)備之間存在一種互聯(lián)的關(guān)系，只有兩者相互配合，化工產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率才能得到一個(gè)有效的提升，所以化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計(jì)是有一定現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的，同時(shí)，化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計(jì)也是推動(dòng)化工企業(yè)迅速發(fā)展的重要力量。在化工生產(chǎn)中，會(huì)使用到很多類型的化工原料，化工原料的危險(xiǎn)性極高，稍微使用不當(dāng)，就會(huì)造成安全事故，如果化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性越強(qiáng)，在化工生產(chǎn)中化工原料所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)就會(huì)有效地降低，還能在一定程度上優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，基于此，要從多方面做好化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計(jì)工作。

3 化工工藝適應(yīng)性

3.1 科學(xué)的參數(shù)控制

化工工藝涉及的內(nèi)容比較多，但在具體應(yīng)用過程中，更多的是以實(shí)踐需求為主，所以應(yīng)用化工工藝的時(shí)候，要注重對(duì)參數(shù)的控制，化工生產(chǎn)本就是一個(gè)綜合性的過程，不同的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工藝參數(shù)的要求也不一樣。這里主要對(duì)重沸器加熱期間的參數(shù)進(jìn)行概述，重沸器在加熱的時(shí)候，可以利用水蒸氣的熱量保持一個(gè)溫度持續(xù)上升的狀態(tài)，然后在出水口處通過對(duì)水蒸氣流量的控制來調(diào)節(jié)溫度變化系數(shù)，加熱期間可以直觀地看出，重沸器出口處對(duì)水蒸氣的消耗量比較大，出口處的消耗量遠(yuǎn)大于入口處的水蒸氣含量，如果這種偏差過大，就會(huì)造成化工產(chǎn)品內(nèi)部損壞，無法正常生產(chǎn)，所以需要對(duì)這個(gè)加熱過程中的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證重沸器加熱過程中的蒸汽平衡，只有對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整，才能保證化工工藝品質(zhì)達(dá)標(biāo)，生產(chǎn)的產(chǎn)品完整器才能得到有效的保障。

3.2 選擇合適的化工原材料

在化工工藝生產(chǎn)中，基于化工原材料的特殊性，選擇合適的化工原材料，制定科學(xué)的保護(hù)措施是非常有必要的?；ぴ牧戏N類較為多樣化，市面上的材料質(zhì)量參差不齊，在選擇原材料的時(shí)候，需要嚴(yán)格檢查原材料質(zhì)量，不要使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的原材料。如果原材料選擇不當(dāng)，不但會(huì)使副產(chǎn)物提高，降低出產(chǎn)率，造成經(jīng)濟(jì)損失，還可能會(huì)使設(shè)備不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致裝置不穩(wěn)定，出現(xiàn)燃爆等風(fēng)險(xiǎn)，造成人員傷亡等嚴(yán)重的后果。比如在重油催化裂化裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，如果選擇原材料不對(duì)，裝置的裂解效果就會(huì)受到影響，裂解速度緩慢，汽油能源的利用率低下，裝置能耗提升，產(chǎn)率低下，設(shè)備結(jié)碳導(dǎo)致設(shè)備損壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此選擇合適的原輔材料是極為重要的。

3.3 合理優(yōu)化改進(jìn)工藝原料

基于化工工藝的運(yùn)行需求，在很多裝置的運(yùn)行中，可以適當(dāng)降低工藝運(yùn)行難度，簡(jiǎn)化裝置原件，在原料煤油的加氫裝置中，部分裝置原件是可以進(jìn)行優(yōu)化或者簡(jiǎn)化的，根據(jù)具體的運(yùn)行需求進(jìn)行合理的改造。烷基苯的聯(lián)合裝置在化工生產(chǎn)中屬于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)于這種裝置可以進(jìn)行一定的調(diào)整和優(yōu)化，提高材料的性能指標(biāo)。適量采用催化劑，可以有效提高工藝生產(chǎn)效率。對(duì)于裝置的靈活優(yōu)化變通，主要是根據(jù)工藝需求而定，降低操作的復(fù)雜程度[2]。

4 化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計(jì)

4.1 化工設(shè)備結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)

在化工生產(chǎn)過程中，很多化工產(chǎn)品的生產(chǎn)都是在高溫高壓的環(huán)境下進(jìn)行的。在高溫高壓狀態(tài)下，化學(xué)原材料的活躍性極強(qiáng)，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以有必要采取一系列的安全防護(hù)措施。在生產(chǎn)的時(shí)候?qū)υO(shè)備的性能要求比較高，再加上運(yùn)行環(huán)境的特殊性，使得設(shè)備必須要有著較高的穩(wěn)定性，能經(jīng)受高溫高壓的影響。除此之外就是設(shè)備的耐腐蝕性。在適應(yīng)性設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)防腐問題，化工生產(chǎn)是一個(gè)持續(xù)新的過程，期間涉及的操作流程比較多，防腐是最基本的要求。比如在化工生產(chǎn)中經(jīng)常使用到的反應(yīng)釜，很多化學(xué)生產(chǎn)需要使用反應(yīng)釜進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)。因此必須考慮反應(yīng)釜材料本身不能在使用中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在具體的管控中，要認(rèn)真檢查反應(yīng)釜的狀態(tài)，比如耐腐蝕性、高溫高壓等，這些都會(huì)影響反應(yīng)釜生產(chǎn)的穩(wěn)定性。如果腐蝕問題沒有得到一個(gè)有效的解決，反應(yīng)釜材料受到過度的損害，會(huì)使反應(yīng)釜在應(yīng)用中出現(xiàn)變形、裂縫，甚至發(fā)生爆炸事故?；どa(chǎn)中包括了各種工業(yè)設(shè)備，還有原材料，在正式生產(chǎn)之前，就需要做好各個(gè)方面的準(zhǔn)備工作，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期，進(jìn)一步提高化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性水平。

4.2 工藝參數(shù)的優(yōu)化方法

工藝參數(shù)是化工生產(chǎn)中不可獲取的一部分，同時(shí)也是開展化工工藝的必要條件和設(shè)備正常運(yùn)行的重要參數(shù)指標(biāo)，在化工生產(chǎn)中，涉及到的工藝參數(shù)比較多，相關(guān)工作人員需要對(duì)不同的工藝參數(shù)進(jìn)行合理的管控，對(duì)整個(gè)化工生產(chǎn)過程中的參數(shù)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，通過對(duì)工藝參數(shù)的合理優(yōu)化，可以使設(shè)備性能得到一個(gè)有效的提升，對(duì)于后期設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用。工藝參數(shù)的優(yōu)化需要考慮多個(gè)方面的內(nèi)容，溫度和壓力都是十分重要工藝參數(shù)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮設(shè)備承受能力。在物料供應(yīng)期間，要保證工藝的適應(yīng)性，使工藝能夠更好地貼合物料運(yùn)行需求，根據(jù)參數(shù)調(diào)控合理控制物料反應(yīng)速度和反應(yīng)過程的快慢，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的全面控制[3]。

4.3 節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

化工生產(chǎn)中造成的污染是比較嚴(yán)重的，在以前的化工生產(chǎn)中，很多化工企業(yè)為了節(jié)約成本預(yù)算，對(duì)化工污水、廢水都沒有進(jìn)行處理都直接排放，給環(huán)境造成了巨大的污染。隨著這幾年我國(guó)大力提倡綠色發(fā)展理念，化工企業(yè)逐漸向著環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展，為了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，化工企業(yè)也從多個(gè)方面落實(shí)了綠色環(huán)保理念。從化工工藝到化工設(shè)備，都可以融合綠色發(fā)展理念。在工藝的設(shè)計(jì)階段，需要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，考慮各個(gè)方面的影響因素，處理要考慮高溫高壓對(duì)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的影響，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的環(huán)保優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)化工設(shè)備環(huán)保生產(chǎn)，降低污染物的生成。在化工生產(chǎn)過程中，換熱管存在噪聲污染，可以通過調(diào)整換熱管尺寸大小和結(jié)構(gòu)參數(shù)，在一定程度上降低換熱管的噪聲幅度。在U型束彎管中，可以采用防震設(shè)計(jì)，使U型束彎管的運(yùn)行更加穩(wěn)定。對(duì)于化工設(shè)備的設(shè)計(jì)，盡量選擇節(jié)能環(huán)保性能比較好的材料，保溫性能好或者傳熱儲(chǔ)熱效果好的材料，利于在設(shè)備使用過程中降低熱量損失。

4.4 耐用性設(shè)計(jì)

化工生產(chǎn)中所使用的化工設(shè)備比較多，很多化工設(shè)備的成本是比較高的，但在設(shè)備使用過程中，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的小問題，比如設(shè)備之間的摩擦?xí)绊懺O(shè)備表面的完整性，長(zhǎng)期摩擦?xí)档驮O(shè)備的耐久性，使設(shè)備的運(yùn)行效率降低。所以要保證設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，降低化工生產(chǎn)的運(yùn)行成本，可以從耐久性的角度出發(fā)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)備能夠有更長(zhǎng)時(shí)間的使用周期。主要還是要從化工設(shè)備的設(shè)計(jì)階段入手，考慮設(shè)備運(yùn)行過程中可能存在的各種影響因素，然后做好相關(guān)技術(shù)性優(yōu)化工作，提高設(shè)備運(yùn)行的性能指標(biāo)，設(shè)備在后期運(yùn)行的時(shí)候，可能存在磨損、腐蝕的情況，這些都會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度上的破壞，所以盡量使用抗磨損、抗腐蝕的材料，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，還可以降低后期設(shè)備的維修費(fèi)用。在設(shè)備后期維修階段，要根據(jù)設(shè)備零部件情況進(jìn)行合理的優(yōu)化改進(jìn)，保證維修后的設(shè)備能夠保持原有的平衡狀態(tài)[4]。

5 結(jié)語

化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的工作，需要考慮的因素比較多，化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性高低對(duì)化工生產(chǎn)有著較為直接的影響，較高的適應(yīng)性其化工生產(chǎn)更穩(wěn)定，要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，做好相關(guān)環(huán)節(jié)的對(duì)接工作，保證適應(yīng)性設(shè)計(jì)的合理性，通過化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計(jì)，可以為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。