关于化工工艺设计的研究

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  摘 要:化工对于人们生产生活的影响是比较大的,它的服务对象涵盖了各行各业,与人们生活息息相关的生活必需品、医药、建筑等领域都需要通过化工行业的支持才能实现。但是在当前的化工工艺的设计中存在较大的较多的问题,这些都在一定程度上制约了化工行业的发展与相应技术的改进,需要人们在具体的实践中逐步的进行有效的改进,以便于更好的满足社会的需求。以下本文就关于化工工艺设计的研究展开了简要的探讨。
  关键词:化工;工艺设计;现状;建议
  1 化工工艺设计
  1.1 化工工艺设计的概念
  大体而言,化工工艺设计主要包括设备布置、管道布置和工艺流程三个方在,其主要内容是通过工艺计算来绘制工艺流程图,提供给设备专业绘制设备图纸的相关参数,并提出工艺控制方面的参数供自控专业仪表选型,这之后工艺专业会根据工艺流程图完成初步的设备布置图,最终由管道专业结合设备布置图进行管道配管,完成最终的管道布置图纸。
  1.2 化工工艺设计的特点
  通过对化工工艺使用环境及重要性的分析,较强的技术要求是其显著的特点之一,同时在工艺设计的规格上也是各具特色的,往往按照其使用的要求和成本控制的需求来进行科学的设计,无法实现统一的标准化设计。较强的复杂性也是非常重要的标志,在实际的化工工艺的设计中,各设备之间的管道衔接是比较复杂的,在具体的设计中不仅需要综合的考虑成本问题,同时要全面的考虑设计的综合性能,这样才能更好的满足企业的生产需求,因而在设计的时间上是比较久的,所以相较于其他设计而言难度较大。
  1.3 化工工艺设计的不足之处
  受化工工艺设计自身特性的影响,其实际设计中也存在各种各样的问题,会极大的影响其设计的合理性与全面性。化工工艺在实际使用中会受到各种物质的影响,因而在具体的使用与操作中会具备较强的危险性,因此针对于不同的使用环境,在材质的选择上需要综合的进行选择。同时管道的设计中需要考虑相应的使用效果,尽可能的在成本控制的基础上有效的进行合理的设计,不断的提高其设计的实用性与兼容性。尽可能的降低和减少化工生产中的有毒物体及废水的排放量,同时尽可能的提高其使用的安全性,这些改善当前化工行业的生产安全是非常重要的。由于化学反应的种类很多,在安全控制方面也存在着一定的难度和有反应失控的潜在危机情况的出现。要对反应装置的设计和选择进行科学的分析和计算。
  1.4 工艺计算的方法
  随着电子技术的飞速发展,计算机辅助技术也被广泛的应用到了我国的炼油以及化工工程的设计之中,因此,在绘图的准确性以及绘图效率上得到了显著的提高,降低了设计者的人力输出,并且改善了工作效率,尤其是为图形修改方面提供了巨大的便利,将之称为绘图领域中的工业革命化一点也不为过。工艺计算包括物料和能量衡算,物料、能量联合衡算,有效计算以及其它计算。通过物料衡算、能量衡算、过程速率以及物性计算等方程在结合数学的运算方法利用计算机的高级语言来编写相应的计算程序。不论何种工艺过程,其组成都是一些基本单元,为了使方案变得更加完善,通常可以采用基本单元模块化的方式编制成计算程序,然后将这些小的单元模块通过设计方案实行不同的组合连接,这样一来就能够有效的完成不同种类的工艺流程计算,也因此而获得各种自变量的变化对于因变量的影像信息,进而挑选出最为优质的设计方案。
  2 对于工艺设计提出的几点建议
  在工艺设计中,安全问题就是指生产中潜在的事故隐患因素。因此,在设计的过程中,一定要提高工作人员的安全意识以及危险的识别意识,并且能够尽量避免对危险设备或者危险物品的使用,只有这样,才能保证工艺安全高效运转。
  2.1 物料安全
  化工工艺在生产过程中的原材料、中间产品与副产品以及产品和贮存中的物质都是以不同的状态而存在的,这些物质都具有特殊的物化性质,在一定状态下可造成危害。因此,要了解和掌握对这些物质的危险特性,而且要养成对其稳定性与化学反应以及毒性等相关的识别意识,进而能够做出有效的评价与分析,预防危害的发生。
  2.2 工艺路线的安全问题
  往往在一种反应中通常会涉及到几条工艺路线,因此,在设计的的过程中应该选用危害最低或者更安全的。在这个过程中,对于生产的条件以及物料都要进行充分的考虑,选用无害或者低危险的物料;在新型技术以及新设备的选用过程中要注意其三废的排放量,并且尽量实行循环利用,降低污染。适当的降低生产过程中对生产条件的苛刻要求,以此来缓解剧烈反应。
  2.3 反应装置方面的安全问题
  化工反应是生产的核心,在化工反映的过程中也存在着很多与安全性相关的问题,有些问题甚至会造成生产事故,因此,在反应装置的设计与选用的过程中,要具备充分的科学性与合理性,并且应该经过严密的计算。由于化学反应的种类繁多,所以在安全控制方面也存在着较大难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制加热速度、加大冷却能力的方法或者采用多级反应等相关措施。反应器在运行的过程中,可能会由于容器的超压而出现损坏或者变形,因此,必须在容器上安装压力释放装置。
  2.4 管道方面的安全问题
  通常情况下,管道输送的物料一般都属于易燃、易爆甚至腐蚀性与毒性较强的物品,若是管道出现泄漏,各种毒害物质漏出,极易对环境造成污染,并且造成生产过程中的安全隐患。因此,在管道的设计中,要对于管道的材质选择、应力分析以及布置方式等容易引发管道泄漏的因素进行从分的考虑,尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择,同时室内或者室外,管道都必须尽量靠地连接。
  3 对化工工艺设计的建议
  3.1 要充分的考虑能源消耗问题
  在生产过程中能源占总成本的很大一部分,所以在工艺设计与研究的过程中应该对于降低能源消耗的问题进行充分的考虑。
  3.2 要体现基建投资的降低
  化工属于资本密集型的行业,若非在技术上有了重大的突破使得产品工艺得到更新升级进而代替原有的产品,通常只能是利用瓶颈问题的突破、对现有的改造以及提高产能等用以达到改进的目的。通过工艺优化、降低设备尺寸,可显著节约投资。但在其实施方面,有两个因素会对其造成一定的影响:一是若想径向缩小设备就必须要自旋转子,但是自旋是需要电力支持的,所以增加了能源的费用。二是蒸馏塔的辅助件一般不需要变动。正是以上两个因素使得Higee设备只能应用在少数的装置上。还有一种方法,就是减少在工艺过程中设备的应用,尽可能讲多功能集中于一台设备上完成相关工作。
  结束语
  化工工艺的有效设计对于化工行业的生产而言影响是比较大的,因此在具体的化工工艺的设计中需要全面的考虑各种因素,这样才能更好的发挥出化工工艺设计的综合价值。受化工行业自身特性的影响,在其工艺的设计中需要慎重的考虑安全因素,这也是人们从事一切生产活动的重要前提,然后再综合的考量其他因素,如节能减排等参考因素,这样才能更好的促进化工行业的发展,为社会提供多元化的产品与服务。
  参考文献
  [1]王小光.对化工工艺设计的几点思考[J].中国石油和化工标准与质量,2011(6).
  [2]姚慧.化工工艺设计中的安全问题及控制[J].企业技术开发,2012(10).
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