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摘要：近些年来,随着现代化技术的蓬勃发展,以及可持续发展战略的落实和推广,对于化工工艺的优化,受到了人们越来越多的关注和重视。本文主要对化工工艺的优化策略进行了分析探讨。
关键词：化工工艺；设计分类；优化策略；节能降耗
中图分类号：TE08 文献标识码：A
引言
随着社会的发展和科学的进步，人们对于生活质量的追求逐步上升。而承载人民生活质量提高的一个主要方面就是对新材料的不断应用，从而真正实现“科技改变生活”这一理念的形成。研发出来的新材料往往是结合在旧材料的基础上对于性能的一种改良，因此通过对于化工工艺的研究可以推动化工产业的整体进步，这样也更有利于向使用者提供更优质的产品使用体验。
一、化工工艺设计的分类
1、概念设计
概念设计也就是平常所说的假象设计,它是根据拟建规模工业生产装置开展的,在中试前就需要进行概念设计,主要是为了检查生产路线是否合理以及工艺条件是否达标,确定小试的补充内容和小试的目的以及小试规模。
2、中试设计
检验小试确定的工艺条件以及路线是中试的主要任务和内容；通过考验工艺系统的连续运转是否可靠来确定试制产品的使用性能；取得设计工艺中所需的工程数据以及工艺设计;将检验校正的放大模型以及放大致应进行考核；考核杂质积累是否会对最终产品以及工艺过程产生影响。所有以上的业务和内容可以全部检验或者部分检验,具体情况具体分析。
3、基础设计
整个化工工艺设计开发阶段其最终的研究结果是基础设计,目的在于给建设生产的装置提供所有技术要点。
4、初步设计
精细化的化工工艺设计其第一阶段是初步设计,总概算书以及初步的设计说明书就是初步设计的成果,依据基础设计中的厂址选择报告以及设计任务书,对工程在经济以及技术上的总体计算和研究提供具体的设计方案。初步的设计结果需要满足施工推算以及项目审核,项目招标以及设备订货还有材料的要求,为建厂提供投资依据。
5、施工图设计
根据上级对于第一次设计的意见把初步设定时确定的设计方案以及设计原则作为施工图设计,依据非标准设备以及建筑的制作要求,将设计中的文字和图样按照各个组成部分的比例来布置和实施施工方案,把方案明确化、具体化,并且将初步设计中的各项待定问题解决。
二、化工工艺优化策略
对于化工工艺而言，优化的一个关键要素之一就是保障工艺设计的安全性。安全问题对于化工设计而言，是其中存在的最主要也是最常见的问题。因此，如果要实现化工工艺的优化，必须要从安全性入手分析。只有工作人员拥有了安全隐患意识，才可以保证在化工工艺的整个系统环节中，有条不紊的进行。
1、加强对于工作人员的思想和专业培训
由于化工材料属于一些新研发的物质，对其物理特性和化学特性都没有一个明确的认识，知识研究人员通过反复的实验以及相关的专业知识进行判定的。因此，一定要加强对于工作人员安全意识的培养，他们是保证化工工艺顺利进行的实践者和创造者。同时，提高他们严谨的工作态度和专业知识，这样也可以根据实验的实际情况作出相应的调整，一旦发现问题，及时解决，提高化工工艺的质量和效率。加强对他们专业技能的培养也有助于增强他们对于实验发展的预见性，同时也可以增强他们对于化学物质的认识性。
2、加强对于管道方面的重视，做好定期防护工作
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。而且也要加强日常对于管道也进行定期的检查和保养工作。管道相当于化工工艺的大动脉，一旦出现问题，对于工作的进行造成巨大的影响。而且，管道的修复工作也极为困难，做好定期检查和防护工作可以提高效率降低成本。它在化工工艺的结构优化中，是不可忽视的重要环节。
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。由于化學反应的种类繁多，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。
三、化工工艺中常见的节能降耗技术
1、改善化工工艺条件,合理控制生产综合能耗
在化工工艺中,可以通过改善化工反应工艺的条件,实现合理控制生产工艺综合能耗的目的。主要可以从以下三个方面着手:(l)实现化工生产反应外部压力的降低。通过科学计算的方式,明确化工生产反应的压力所在,不但能够为化学反应的高效稳定运行提供保障,同时,还能够有效地降低在输送反应物时,电机拖动系统所产生的综合能耗,特别是气态反应物的压缩功耗,从而实现节能降耗,促进生产的最终目的。(2)在化学反应物能否正常反应环境条件得到确定后,可以对吸热反应温度进行优化控制,降低吸热反应温度。从而降低化工工艺的整体供热量,提高电机拖动系统等的热能利用率。(3)进一步提高化学反应的转化效率,可以对反应过程中所产生的副反应作用进行有效抑制,从而在很大程度上将反应过程的能耗及产品分离能耗降到最低。
2、加强新工艺、新技术与新设备的使用
新时期化工工艺的发展,离不开新工艺、新技术与新设备的支持。通过使用国内、外先进的化工工艺、生产技术以及节能型设备,能够让化工企业在生产过程中,投人更小的能源损耗,带来更高的经济收益。化工企业可以结合化学反应的相关特性,采用结晶分离新技术、短程蒸馏技术等先进技术,促使化工工艺的总用能得到有效的控制。同时,优先采用节能连续型、操作便捷、能量转换效率高的各种化工生产工艺,并通过相关的化工技术的升级改造,共同提高化工产品的综合效益。此外,可以优先采用高效分馏塔、换热器、空冷器、电机拖动系统以及加热炉等节能型电气设备,实现机械设备在运行时所产生的综合能耗降到最低。
3、采用阻垢剂实现节能降耗
在化工企业的加热锅炉等机电设备使用一段时间后,会出现不同程度上的结垢或是锈蚀,致使这些设备的传热系数受到严重影响,设备的换热效果也达不到理想,从而造成了大量的化工能源的浪费。为此,可以通过采用阻垢剂定期护理反应设备,为化工生产提供节能安全的保障。
4、提高化学反应催化剂的综合活性
除了阻垢剂之外,化学反应催化剂的推广使用,对于化工工艺的节能损耗同样起到了不容忽视的作用。通过催化剂的合理使用,能够减少在生产过程中产生各类副产物,提高化工原料的综合利用。
5、重视化工生产管理的加强
在化工工艺的生产过程中,通过建立健全节能生产管理制度和岗位责任制,将责任落实到个人,一方面,能够提高化工企业人员的积极性,提高化工生产的管理水平。另一方面,加强化工企业的生产管理,对于实现节能降耗也起到了重要的促进作用。
结束语
化工工艺中常见的优化措施的落实和推广,能够提高化工企业的经济可持续发展能力,为化工企业带来更高的经济效益。需要国家及相关部门、化工企业加大重视力度。
参考文献
[1]承奇,郭燕秋,张礼敬,陶刚,曾晓.石化企业危险化工工艺优化等级评估指标体系研究[J].中国安全生产科学技术.2011(10)
[2]虞正鹏.提升化工工艺节能降耗的途径探析[J].河南科技,2013,(09)
[3]陈志新.化工过程中节能降耗工艺设计[J].化学工程与装备,2009,(20)
关键词：化工工艺；设计分类；优化策略；节能降耗
中图分类号：TE08 文献标识码：A
引言
随着社会的发展和科学的进步，人们对于生活质量的追求逐步上升。而承载人民生活质量提高的一个主要方面就是对新材料的不断应用，从而真正实现“科技改变生活”这一理念的形成。研发出来的新材料往往是结合在旧材料的基础上对于性能的一种改良，因此通过对于化工工艺的研究可以推动化工产业的整体进步，这样也更有利于向使用者提供更优质的产品使用体验。
一、化工工艺设计的分类
1、概念设计
概念设计也就是平常所说的假象设计,它是根据拟建规模工业生产装置开展的,在中试前就需要进行概念设计,主要是为了检查生产路线是否合理以及工艺条件是否达标,确定小试的补充内容和小试的目的以及小试规模。
2、中试设计
检验小试确定的工艺条件以及路线是中试的主要任务和内容；通过考验工艺系统的连续运转是否可靠来确定试制产品的使用性能；取得设计工艺中所需的工程数据以及工艺设计;将检验校正的放大模型以及放大致应进行考核；考核杂质积累是否会对最终产品以及工艺过程产生影响。所有以上的业务和内容可以全部检验或者部分检验,具体情况具体分析。
3、基础设计
整个化工工艺设计开发阶段其最终的研究结果是基础设计,目的在于给建设生产的装置提供所有技术要点。
4、初步设计
精细化的化工工艺设计其第一阶段是初步设计,总概算书以及初步的设计说明书就是初步设计的成果,依据基础设计中的厂址选择报告以及设计任务书,对工程在经济以及技术上的总体计算和研究提供具体的设计方案。初步的设计结果需要满足施工推算以及项目审核,项目招标以及设备订货还有材料的要求,为建厂提供投资依据。
5、施工图设计
根据上级对于第一次设计的意见把初步设定时确定的设计方案以及设计原则作为施工图设计,依据非标准设备以及建筑的制作要求,将设计中的文字和图样按照各个组成部分的比例来布置和实施施工方案,把方案明确化、具体化,并且将初步设计中的各项待定问题解决。
二、化工工艺优化策略
对于化工工艺而言，优化的一个关键要素之一就是保障工艺设计的安全性。安全问题对于化工设计而言，是其中存在的最主要也是最常见的问题。因此，如果要实现化工工艺的优化，必须要从安全性入手分析。只有工作人员拥有了安全隐患意识，才可以保证在化工工艺的整个系统环节中，有条不紊的进行。
1、加强对于工作人员的思想和专业培训
由于化工材料属于一些新研发的物质，对其物理特性和化学特性都没有一个明确的认识，知识研究人员通过反复的实验以及相关的专业知识进行判定的。因此，一定要加强对于工作人员安全意识的培养，他们是保证化工工艺顺利进行的实践者和创造者。同时，提高他们严谨的工作态度和专业知识，这样也可以根据实验的实际情况作出相应的调整，一旦发现问题，及时解决，提高化工工艺的质量和效率。加强对他们专业技能的培养也有助于增强他们对于实验发展的预见性，同时也可以增强他们对于化学物质的认识性。
2、加强对于管道方面的重视，做好定期防护工作
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。而且也要加强日常对于管道也进行定期的检查和保养工作。管道相当于化工工艺的大动脉，一旦出现问题，对于工作的进行造成巨大的影响。而且，管道的修复工作也极为困难，做好定期检查和防护工作可以提高效率降低成本。它在化工工艺的结构优化中，是不可忽视的重要环节。
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。由于化學反应的种类繁多，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。
三、化工工艺中常见的节能降耗技术
1、改善化工工艺条件,合理控制生产综合能耗
在化工工艺中,可以通过改善化工反应工艺的条件,实现合理控制生产工艺综合能耗的目的。主要可以从以下三个方面着手:(l)实现化工生产反应外部压力的降低。通过科学计算的方式,明确化工生产反应的压力所在,不但能够为化学反应的高效稳定运行提供保障,同时,还能够有效地降低在输送反应物时,电机拖动系统所产生的综合能耗,特别是气态反应物的压缩功耗,从而实现节能降耗,促进生产的最终目的。(2)在化学反应物能否正常反应环境条件得到确定后,可以对吸热反应温度进行优化控制,降低吸热反应温度。从而降低化工工艺的整体供热量,提高电机拖动系统等的热能利用率。(3)进一步提高化学反应的转化效率,可以对反应过程中所产生的副反应作用进行有效抑制,从而在很大程度上将反应过程的能耗及产品分离能耗降到最低。
2、加强新工艺、新技术与新设备的使用
新时期化工工艺的发展,离不开新工艺、新技术与新设备的支持。通过使用国内、外先进的化工工艺、生产技术以及节能型设备,能够让化工企业在生产过程中,投人更小的能源损耗,带来更高的经济收益。化工企业可以结合化学反应的相关特性,采用结晶分离新技术、短程蒸馏技术等先进技术,促使化工工艺的总用能得到有效的控制。同时,优先采用节能连续型、操作便捷、能量转换效率高的各种化工生产工艺,并通过相关的化工技术的升级改造,共同提高化工产品的综合效益。此外,可以优先采用高效分馏塔、换热器、空冷器、电机拖动系统以及加热炉等节能型电气设备,实现机械设备在运行时所产生的综合能耗降到最低。
3、采用阻垢剂实现节能降耗
在化工企业的加热锅炉等机电设备使用一段时间后,会出现不同程度上的结垢或是锈蚀,致使这些设备的传热系数受到严重影响,设备的换热效果也达不到理想,从而造成了大量的化工能源的浪费。为此,可以通过采用阻垢剂定期护理反应设备,为化工生产提供节能安全的保障。
4、提高化学反应催化剂的综合活性
除了阻垢剂之外,化学反应催化剂的推广使用,对于化工工艺的节能损耗同样起到了不容忽视的作用。通过催化剂的合理使用,能够减少在生产过程中产生各类副产物,提高化工原料的综合利用。
5、重视化工生产管理的加强
在化工工艺的生产过程中,通过建立健全节能生产管理制度和岗位责任制,将责任落实到个人,一方面,能够提高化工企业人员的积极性,提高化工生产的管理水平。另一方面,加强化工企业的生产管理,对于实现节能降耗也起到了重要的促进作用。
结束语
化工工艺中常见的优化措施的落实和推广,能够提高化工企业的经济可持续发展能力,为化工企业带来更高的经济效益。需要国家及相关部门、化工企业加大重视力度。
参考文献
[1]承奇,郭燕秋,张礼敬,陶刚,曾晓.石化企业危险化工工艺优化等级评估指标体系研究[J].中国安全生产科学技术.2011(10)
[2]虞正鹏.提升化工工艺节能降耗的途径探析[J].河南科技,2013,(09)
[3]陈志新.化工过程中节能降耗工艺设计[J].化学工程与装备,2009,(20)