化工工艺设计的现状及存在的问题探讨

来源 :中国石油和化工标准与质量 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a547189644
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  【摘要】本文通过对化工工艺其理论和实践的分析,在化工工艺设计现状、化工工艺设计中常见的问题等方面进行剖析,探究了化工工艺设计的现状以及存在的问题。
  【关键词】化工设计 化工工艺现状 化工设计问题
  化工工艺是依据化学过程以及化学反应来设计的,是整个化工工艺设计的核心,重视化工工艺设计,有助于在生产过程中保障人员和器械的安全,减少由于安全问题造成的损失,因此我们就需要关注化工工艺设计中可能会出现的问题。
  1 化工工艺设计现状
  化工工艺往往会由于化学工业的资本密集性以及工艺失败可能造成的巨大物资上的损失,导致在变革过程中遇到非常大的阻力,影响到化工工艺的发展。通过分析化学品生产成本的构成,我们能够得出基本建设的投资以及原材料占总成本的主要份额。由于装置往往需要多年运转,并且费用较大,在化工工艺设计中将许多已经有五十年使用期的装置进行改造,扩大装置的能力,解决薄弱环节所需要的费用比一套新建的装置要便宜很多。按照这个趋势进行分析,在2020年所销售的工艺设备产品大约有四分之三是由1999年就运转的装置生产出来的,可是由于这些老旧的生产装置不具备新时代的环保要求,所以必须对其进行减少污染、扩大产能的改造,改善装备的性能有助于绿色生产,对可持续发展也有重要作用。
  2 化工工艺设计中的常见问题
  2.1 安全危险问题
  为了保障化工工艺设计其安全性,就需要对工艺物料、化学反应装置、工艺路线、管道和阀门以及电气等方面进行研究[1]。与此同时,在化工工艺设计中使用的工艺物料也需要进行物理化学性质、化学反应活性、稳定性等的测试,判定其是否有爆炸以及燃烧的特征、可能性和是否有毒。在工艺路线方面,我们考虑的是使用哪一条工艺路线肯一降低、减少甚至消除危险物质存在量。产品生产期核心在于化学反应,唯有通过化学反应,我们才能获取生产需要的化学物质,可是,我们也要讲反应之后带来的危险考虑其中。
  总而言之,化工工艺不但要符合标准规范以及相应的法律法规,还需要重视辨识安全危险,加强安全控制,对生产过程进行监控,及时发现问题解决问题,有效防止和控制事故发生,达到安全的目的。
  2.2 设备安装设计问题
  在工程的设计中若是对设备安装的设计重视不够,或者在设备安装设计过程中取法经验、不够细心,那么就会导致不必要的损失,造成返工等问题,不但要保证施工的进度,更要保证施工的质量,不可以因小失大,急功近利,大量的施工经验让我们知道,只有保证质量才能保证工程。
  在化工工艺的设计中容易被工艺设计人员忽视的设备安装设计,其实在整个工程中有着重要作用,工艺设计人员必须仔细,确保每一项设计都切实有效的进行。在进行设备安装设计时,我们需要把设备的安装检修问题充分考虑到设计中,比如,在进行设备布置的时候,吊点的位置需要被充分考虑,水平运输干线差距也是设备布置中不容忽视的一部分,它能够保证设备安全的运送到主干线上。
  总而言之,设备安装设计在化工工艺中一定不能被忽视,若是设备安装设计出现问题,那么工艺设计就不能算是完善的设计,就会给装置维修、生产操作带来消极影响,更严重的可能会影响到整个安全生产。
  3 对化工工艺设计问题的探讨
  3.1 要能体现降低能耗
  尽管在实际的设计生产中,很多人把能源成本当作生产总成本之中的一个重要部分,但是这种想法是错误的。将基建投资高和能量消耗大这两个问题解决,能有效的提高生产效益,降低生产成本,减低能效和与之相关的投资课题一般来说颇为有效,比如在许多大型的分离装置上运用超临界流体。通过对当前资料和实际应用的研究可以看出,一些系统能源费用比很多常用的技术要低,比如恒沸蒸馏以及蒸馏的获取。降低能耗是工艺设计与研究需要重视的一部分。
  3.2 要能体现降低基本建设投资
  由于化学工艺属于密集型产业,如果没有化学研究上的重大成果让主要的产品生产工艺得到提升和完善,那么一般来说,要改进以及提高化学工艺设计就需要通过解决瓶颈问题、改造现有装置、扩大产能的方式的来解决,这些方式可以有效地减少在基本建设上的投资。
  3.3 要能体现改善环境行为
  根据社会各界相关人士的研究得出,回收利用、减少污染源、终端处理等手段能够解决污染的问题。从化学工艺过程上要达到减少环境污染的摸底就需要重视两个设计战略上的问题:第一个是在2020年之前再多数装置上扩大和升级现有装置;第二个是在终端处理的应用上可能会出现多数机遇。而在工艺过程自身的基础上改进装置也有以下几种方式:
  (1)提高分离效率和产品转化率达到降低损失的目的,并且减少废料处理费来提高收益;
  (2)提高化学反应效率;
  (3)运用HEN分析法减少用水量,缩小装置的规模。在工艺过程的设计中进行水资源再次利用,将废水量降到最低。
  4 新模式:将设计与研究集成
  目前的工艺设计需要进行拓展,但是在研究开发的过程中必须将设计建设和实验成果相结合。新方式是将一个带有物料以及能量平衡的流程、研究容器的制和尺寸以及热力学软件包结合起来制作出一个简单的模型,当然,在这个过程中,难免会有不少的估算和推测,可是对试验计划的完成和这项工艺的经济问题以及关键技术并不会产生较大影响。
  总而言之,在未来化工工艺的设计中需要跟随时代的发展将理论与实际相结合,具体问题具体分析,灵活运用化工工艺设计的细则,只有这样才能将其功效发挥到最大。
  5 结语
  化工设计的核心在于化工工艺设计,在这个设计项目中占据着主导的地位。因为我们必须对化工工艺的现状及特点进行分析,考虑到化工工艺设计中可能出现的问题,将设备安装于安全危险问题重视起来,保证化工工艺设计安全、有效、完善,从而更好地对化工设计进行引导。
  参考文献
  [1] 刘立宝.工艺设计在实施GMP工作中的重要性[J].中国禽业导刊,2011(09)34-78
  [2] 化工工艺设备选择和设计的诀窍[J],医药工程设计.2010(07)24-56
  [3] 朱程辉.美国提出化工工艺设计新方向[J].化工设计,2009(03)23-88
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