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[摘要]本篇文章主要论述对化工工艺设计的基本理论，其包括有化工工艺的主要特点及分类等进行深入的研究，笔者结合诸多工作经验和讨论了化工工艺设计中常见的安全问题及其控制的基本策略。
[关键词]化工工艺设计；安全问题；控制
中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0116-01
随着社会经济的不断向前发展，当前化工工艺安全越来越受到重视，所以在化工工艺的整个设计环节中，对于安全的控制就显得更加有必要了。化工工艺设计与生产过程中不仅仅要正确执行相关法律条文和严格的操作规范，还要积极去讨论与研究化工工艺设计过程中存在的问题和控制办法，以确保能够不断促进化工工业的连续不断发展。
1化工工艺设计理论概述及设计类别
1.1理论概述
设备布置！工艺流程和管道布置是化工工艺设计的多个重要方面。化工工艺设计的主要内容是通过工艺计算绘制工艺流程图，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，然后工艺专业根据工艺流程图完成初步的设备布置图，最后由管道专业结合设备布置图进行管道配管并完成最终的管道布置图纸。
1.2设计类别
化工工艺设计包括不同的种类，主要有概念设计、中试设计、初步设计以及施工图设计等。这些不同种类的设计在化工工艺的实践中都发挥着重要的作用。
1.2.1概念设计
概念设计就是假象设计，其是模拟建立规模工业生产中设备实行的，概念设计通常是在中试前实行，最终目的就是为了可以检查工艺条件与生产路线的合理性。
1.2.2中式设计
中试内容与任务通常是对小试中确定的条件与工艺路线进行检查，试制相关产品考核的运用性能，考验工艺系统的连续运转可靠性，收集设计工艺需求的工艺与工程数据，这一系列内容与业务在检验的过程中可以是一部分也可以是所有，这需要根据具体情况进行检验。
1.2.3初步设计
初步设计主要是对化工项目设计中的第一个阶段进行优化，其成果是总概算书与初步的设计说明书。依照基础设计与批准的设计相关任务书以及厂址选取报告，对项目在技术与经济方面实行总体研究和详细建设计划的计算。另外，初步设计结果一定要满足工程审查与施工准备以及设施订货和项目招标等相关要求，可以提供良好的建厂投资依据。
1.2.4施工图设计
施工图纸设计主要是依照上级下达的初步设计相关审批意见，把初步设计过程中确定的设计计划与原则，依据建筑和非标准设施制作的相关要求，对布置与重要施工方式进行具体化以及明确化，同时解决初步设计过程中未解决的各种问题。
2化工工艺的特点
设计基础资料通常是由科研单位依照原有的实验数据与相关资料进行编制而形成的。因为未通过工业化生产的相关检验与完善，同时数据的可靠性与完整性比不上常规装置。由于化工设备的工艺流程非常独特，包含了设施种类比较多与规格较为特殊，而设备的性能化不管是非标准设施的设计，还是进行定型设施的选择等都提出了比较高的要求。为了可以迅速占领市场与缩短施工周期，一般情况下化工工艺设计常常要打破规定的设计周期，一边开发一边进行设计，同时一边建设一边修改设计方案的现象非常普遍。化工工艺设计具备的特点，导致潜在的隐患不断被放大，所以在化工工艺设计过程中对危险进行识别与控制就变得非常重要，并且相关工作人员一定要格外重视。
3化工反应装置方面的安全问题与控制
化工工艺设计中的安全问题主要指的是生产中存在的可能导致事故发生的隐患和损失的不安全因素。因此在化工工艺设计中要不断增强危险识别意识，积极控制事故隐患，尽量防比不安全技术，避免危险物品及设备的使用，并采取相应的控制手段，提出预防、降低甚至消除危险性，提高工艺安全高效运转的措施及建议。
3.1对工艺物料方面安全问题的控制
化工工艺生产中的原材料、半成品、中间产品、副产品、产品以及贮存中的物质分别以不同的状态存在，即气、液、固态，这些物质都有其特殊的物理、化学性质，在一定状态下会产生危险或危害。因此，对这些物质的危险特性進行了解和掌握是非常重要的，而且要增强对这些物质稳定性、化学反应、毒性等的识别意识，进而做出评价和分析，防比或降低危害的发生。
3.2化工工艺路线方面的安全问题与控制
化工设计中的一种反应往往会涉及儿条工艺路线，在设计中要考虑采用哪条路线能使生产更安全或把危害降到最低。要尽量使用无害的或低危险性的物料；降低生产条件的苛刻程度来缓解反应的剧烈程度；新设备、新技术的采用要减少三废（废气、废液、废固腓放，并积极实施三废的回收循环使用，以减少对环境的污染。
3.3化工反应装置方面的安全问题与控制
化工反应是产品生产的核心，通过化工反应在获得所需产物的同时也产生了很多安全性问题，甚至可能导致严重事故的发生，因此反应装置的设计和选择都需要经过科学的分析和计算。化学反应的种类多样，在反应安全控制方面存在较大的难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制某种物料的加热速度、加大冷却能力如外循环冷却器的方法或采用多级反应等措施来控制反应。在反应器的运行过程中，有时会出现容器超压而变形甚至遭到破坏的现象，容易造成安全事故，因此在容器上安装压力释放装置必不可少。
3.4管道方面的安全问题与控制
通常管道输送的物料多属易燃、易爆甚至腐蚀性或毒性物品，如果管道中某些部分出现泄漏，各种有毒有害的物质就会漏出，这不仅对环境造成污染，而且对化工生产造成很大的安全隐患。因此在管道设计中，要充分考虑到管道的材料选择、布置和应力分析等可能造成管道泄漏的因素。例如管径、材质等的合理选择，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，同时无论是在室内还是在室外，管道都必须可靠地与地面连接。
4促进化工工艺设计良性发展的建议
4.1化工工艺设计要注重降低能源消耗量
能源成本是化工生产总成本中的一个重要的组成部分，采用先进的技术手段降低能源消耗量是化工工艺设计和研究的重要方面。首先要选用先进的生产技术及最优化的工艺流程，从源头上控制能源的消耗，其次在工艺设计上要求流程简练、设备选型合理、布置紧凑、能量利用合理。
4.2积极改善生产环境
当前化工污染问题不可忽视，解决污染问题就要减少污染源并对废物进行回收利用。从工艺过程上要减少污染就必须重视现有装置的更新和污染物的终端处理两个问题。针对这两种情况就要不断提高化学反应和能源分离效率，提高能源利用率、减少能源转化率在生产过程中的损失，这不仅能增加产业效益而且能减少处理废物时的费用；积极应用HEN分析方法不断改进和更新装置，节约用水，并对废水进行再次回收利用，最大限度的节约水资源。
4.3工艺设计理论研究与实践协调发展
当前工艺设计应用亟待拓展，这就需要将研究开发与设计建设联系起来综合发展，并积极开发新的工艺设计方式。新的发展方式应更重视推测和估算，目的是将试验计划尽快涉及到工艺的关键技术和相关经济问题，并通过专门的试验成果不断更新工艺发展的模型。总之化工工艺设计要将理论和实践结合并与时代的最新发展技术相接轨从而发挥其巨大功效。
5结语
综上所述，本文主要针对化工工艺的基本概念、分类及其特点进行论述，并提出通过降低能源消耗量、积极改善生产环境、工艺设计理论研究与实践协调发展等途径提高化工工艺生产的高效运转，促进化工工业的良性发展。希望对于此方面的研究工作者有一定的帮助作用。
[关键词]化工工艺设计；安全问题；控制
中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0116-01
随着社会经济的不断向前发展，当前化工工艺安全越来越受到重视，所以在化工工艺的整个设计环节中，对于安全的控制就显得更加有必要了。化工工艺设计与生产过程中不仅仅要正确执行相关法律条文和严格的操作规范，还要积极去讨论与研究化工工艺设计过程中存在的问题和控制办法，以确保能够不断促进化工工业的连续不断发展。
1化工工艺设计理论概述及设计类别
1.1理论概述
设备布置！工艺流程和管道布置是化工工艺设计的多个重要方面。化工工艺设计的主要内容是通过工艺计算绘制工艺流程图，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，然后工艺专业根据工艺流程图完成初步的设备布置图，最后由管道专业结合设备布置图进行管道配管并完成最终的管道布置图纸。
1.2设计类别
化工工艺设计包括不同的种类，主要有概念设计、中试设计、初步设计以及施工图设计等。这些不同种类的设计在化工工艺的实践中都发挥着重要的作用。
1.2.1概念设计
概念设计就是假象设计，其是模拟建立规模工业生产中设备实行的，概念设计通常是在中试前实行，最终目的就是为了可以检查工艺条件与生产路线的合理性。
1.2.2中式设计
中试内容与任务通常是对小试中确定的条件与工艺路线进行检查，试制相关产品考核的运用性能，考验工艺系统的连续运转可靠性，收集设计工艺需求的工艺与工程数据，这一系列内容与业务在检验的过程中可以是一部分也可以是所有，这需要根据具体情况进行检验。
1.2.3初步设计
初步设计主要是对化工项目设计中的第一个阶段进行优化，其成果是总概算书与初步的设计说明书。依照基础设计与批准的设计相关任务书以及厂址选取报告，对项目在技术与经济方面实行总体研究和详细建设计划的计算。另外，初步设计结果一定要满足工程审查与施工准备以及设施订货和项目招标等相关要求，可以提供良好的建厂投资依据。
1.2.4施工图设计
施工图纸设计主要是依照上级下达的初步设计相关审批意见，把初步设计过程中确定的设计计划与原则，依据建筑和非标准设施制作的相关要求，对布置与重要施工方式进行具体化以及明确化，同时解决初步设计过程中未解决的各种问题。
2化工工艺的特点
设计基础资料通常是由科研单位依照原有的实验数据与相关资料进行编制而形成的。因为未通过工业化生产的相关检验与完善，同时数据的可靠性与完整性比不上常规装置。由于化工设备的工艺流程非常独特，包含了设施种类比较多与规格较为特殊，而设备的性能化不管是非标准设施的设计，还是进行定型设施的选择等都提出了比较高的要求。为了可以迅速占领市场与缩短施工周期，一般情况下化工工艺设计常常要打破规定的设计周期，一边开发一边进行设计，同时一边建设一边修改设计方案的现象非常普遍。化工工艺设计具备的特点，导致潜在的隐患不断被放大，所以在化工工艺设计过程中对危险进行识别与控制就变得非常重要，并且相关工作人员一定要格外重视。
3化工反应装置方面的安全问题与控制
化工工艺设计中的安全问题主要指的是生产中存在的可能导致事故发生的隐患和损失的不安全因素。因此在化工工艺设计中要不断增强危险识别意识，积极控制事故隐患，尽量防比不安全技术，避免危险物品及设备的使用，并采取相应的控制手段，提出预防、降低甚至消除危险性，提高工艺安全高效运转的措施及建议。
3.1对工艺物料方面安全问题的控制
化工工艺生产中的原材料、半成品、中间产品、副产品、产品以及贮存中的物质分别以不同的状态存在，即气、液、固态，这些物质都有其特殊的物理、化学性质，在一定状态下会产生危险或危害。因此，对这些物质的危险特性進行了解和掌握是非常重要的，而且要增强对这些物质稳定性、化学反应、毒性等的识别意识，进而做出评价和分析，防比或降低危害的发生。
3.2化工工艺路线方面的安全问题与控制
化工设计中的一种反应往往会涉及儿条工艺路线，在设计中要考虑采用哪条路线能使生产更安全或把危害降到最低。要尽量使用无害的或低危险性的物料；降低生产条件的苛刻程度来缓解反应的剧烈程度；新设备、新技术的采用要减少三废（废气、废液、废固腓放，并积极实施三废的回收循环使用，以减少对环境的污染。
3.3化工反应装置方面的安全问题与控制
化工反应是产品生产的核心，通过化工反应在获得所需产物的同时也产生了很多安全性问题，甚至可能导致严重事故的发生，因此反应装置的设计和选择都需要经过科学的分析和计算。化学反应的种类多样，在反应安全控制方面存在较大的难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制某种物料的加热速度、加大冷却能力如外循环冷却器的方法或采用多级反应等措施来控制反应。在反应器的运行过程中，有时会出现容器超压而变形甚至遭到破坏的现象，容易造成安全事故，因此在容器上安装压力释放装置必不可少。
3.4管道方面的安全问题与控制
通常管道输送的物料多属易燃、易爆甚至腐蚀性或毒性物品，如果管道中某些部分出现泄漏，各种有毒有害的物质就会漏出，这不仅对环境造成污染，而且对化工生产造成很大的安全隐患。因此在管道设计中，要充分考虑到管道的材料选择、布置和应力分析等可能造成管道泄漏的因素。例如管径、材质等的合理选择，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，同时无论是在室内还是在室外，管道都必须可靠地与地面连接。
4促进化工工艺设计良性发展的建议
4.1化工工艺设计要注重降低能源消耗量
能源成本是化工生产总成本中的一个重要的组成部分，采用先进的技术手段降低能源消耗量是化工工艺设计和研究的重要方面。首先要选用先进的生产技术及最优化的工艺流程，从源头上控制能源的消耗，其次在工艺设计上要求流程简练、设备选型合理、布置紧凑、能量利用合理。
4.2积极改善生产环境
当前化工污染问题不可忽视，解决污染问题就要减少污染源并对废物进行回收利用。从工艺过程上要减少污染就必须重视现有装置的更新和污染物的终端处理两个问题。针对这两种情况就要不断提高化学反应和能源分离效率，提高能源利用率、减少能源转化率在生产过程中的损失，这不仅能增加产业效益而且能减少处理废物时的费用；积极应用HEN分析方法不断改进和更新装置，节约用水，并对废水进行再次回收利用，最大限度的节约水资源。
4.3工艺设计理论研究与实践协调发展
当前工艺设计应用亟待拓展，这就需要将研究开发与设计建设联系起来综合发展，并积极开发新的工艺设计方式。新的发展方式应更重视推测和估算，目的是将试验计划尽快涉及到工艺的关键技术和相关经济问题，并通过专门的试验成果不断更新工艺发展的模型。总之化工工艺设计要将理论和实践结合并与时代的最新发展技术相接轨从而发挥其巨大功效。
5结语
综上所述，本文主要针对化工工艺的基本概念、分类及其特点进行论述，并提出通过降低能源消耗量、积极改善生产环境、工艺设计理论研究与实践协调发展等途径提高化工工艺生产的高效运转，促进化工工业的良性发展。希望对于此方面的研究工作者有一定的帮助作用。