化工工艺设计中存在的问题研究

摘要：本文主要针对化工工艺设计概述、化工工艺设计中的注意问题、完善化工工艺设计措施以及未来化工工艺设计的展望进行简要分析，仅供参考。

关键词：化工工艺；工艺设计；措施

中图分类号： S611 文献标识码： A

一、化工工艺设计概述

1、化工工艺的概念

化工工艺为实现化学原材料向化学产品转换的一种方式与方法，化工工艺包括这一实现方式与方法的所有工业流程。化工工艺从生产到产品之间，主要涵盖以下几个步骤：

1.1原材料的处理

对化工原材料进行初步处理，如碾碎、粉磨、提纯等等。

实现化学原材料向成品转换的根本在于化学反应的设计，这是化工工艺最重要的一个步骤，就处理好的原材料提供其化学反应所需要的条件，有效提升化学反应的转换率。

1.3化学产品的精处理

将化学反应生成的产品进行一系列的精处理，使得到的化学产品能够满足于实用性的要求。

2、化工工艺设计

化工工艺设计指的是实现化学反应所需的原材料、反应条件以及工艺流程的设计过程。化工工艺设计的范畴相对较大，不仅包含工艺流程设计，而且包含工艺流程实现的管理方式等。进行化工工艺设计之前，应首先了解化工工艺设计的原则与安全规程，通过灵活设计化工生产工艺，实现工艺流程精简、安全规范、高效稳定运行。

3、化工工艺设计的特点

3.1化工工艺设计具有系统性的特点

化工工艺流程是一项系统而复杂的设计，其中涵盖了化工生产的方方面面。

3.2化工工艺设计规模不一

不同的化工生产方式，其化工工艺设计有所不同，包含化学原材料、化学反应以及化学成品等等。

3.3化学工艺设计的资料具有不全面性

化工工艺本身是一项非常先进的设计项目，其流程设计没有很多的参考经验。

二、化工工艺设计中的注意问题

1、安全危险问题

安全问题是每一个行业都要重视的问题，化学行业更是如此，因此行业自身的特殊性，对于安全的要求会更高，对于化学工艺中常见的安全问题要采取有效的措施进行避免。完善和提高化学工艺安全设计，要从工艺物料、反应装置、阀门、管道等环节进行严格的检查，必须要符合安全质量规范，例如，物料化学性质、稳定性、与其他物质反应活性，是否具有燃烧和防爆特征、是否具有毒性。

2、设备安装设计问题

设备的安装设计是化学工艺设计中的重要一部分，它包括了车间设备布置、设备支架和操作台设计、设备保温和刷漆、设备安装检修和吊装位置的设计、设备安装施工说明五个方面。有一些化学企业对于安装设计不够重视，设备安装设计不够仔细认真，就会造成生产无法进行，设备返厂，影响施工进度，同时降低施工质量，很多化工工艺设计人员忽略设备安装设计，这也是造成设备返工的重要原因。设备安装设计内容其实是很重要的，因此，在进行设备安装设计过程中，先前要对设备的安装检修就行全面的检测工作。包括设备的布置的最佳位置，一定要保障所有管道运输的畅通、有序、安全。

三、完善化工工艺设计措施

1、管道压力分析

作为化学工艺设计中不可缺少的一部分，管道设计是化学工作的核心环节，在进行管道设计，要结合相关的国家法律以及生产规范统一进行分析的基础上，对存在的采取措施解决，从而完善设计。管道设计中的压力说的是在工作条件下会遇到的各种问题进行分析，然后进行总结分析。

1.1确定设计原则，是要在对管道压力进行分析总结之后才能确定下来的，根据分析之后确定的管道压力进行设计，满足管道工作时的最大压力。设计原则的确定还要对管道中装有安全泄放的装置进行压力测试，确保工作中各方都能处理分解压力，同时要对管道压力中存在的问题进行及时的分析。设计原则的确定还要对管道各个设备的链接进行完善，确保各个设备链接后，实际的压力不能小于设计的压力。设计原则的确定对于安装装置真空管道最大限度不能超过设计范围的一点二五倍，而且要对真空装置进行控制，管道内部各个压力值都要进行严格的处理。

管道的设计要点和采取的宗旨是安全第一。进行设计的时候，对于管道设计中不确定的因素进行分析，结合相关规范以及准则合理的进行解决。设计人员要熟悉材料个、设备的性能和使用状况，避免工作中出现混乱的局面，同时当材料或是设备出现问题也能及时解决，确保生产在安全的、有序的环境下进行。

1.3材料选择

工作人员要对材料的优势和使用上面最大程度的发挥其优势，同时对于存在的问题进行分析解决，全面的对各种隐患进行预防。目前我们最为常见的化工装置材料有铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁）、碳素钢、合金钢等等。碳素结构钢是与GC1级压力管道不得在一起使用的，无缝钢管与GC1级压力管道应该在一起。碳素钢对于输送有毒、可燃性介质的管道起到一定的作用，不过使用的时候尽量少用或是不用，一般像是碳素钢、碳锰钢和锰矾钢，在温度高于四百二十五度，可能会出现石墨化现象。对于金属材料来说要避免腐蚀。

2、阻火器

2.1阻火器的定义为在气体流通到设备中，作为一种安全防护的设备阻止火焰的蔓延。一般阻爆燃型阻火器和阻爆轰型阻火器是根据阻火器的性能不同进行划分和选用。放空阻火器和管道阻火器使用的场合不同，而充填型、板型、金属网型、液封型、波纹型是按照阻火器的结构不同进行的划分。

2.2设计阻火器的要点

输送的管道有可能出现燃爆或是爆炸的现象，并且会出现火焰蔓延，可燃气体减压后的管理与明火设备链接的、进入火炬头的排放气管道。

2.3一般在选用合适的阻火器，是要根据实际的使用场所需要进行选择，选用合适的阻火器，确定阻火器的位置和点火源的方向后，使用单向和双向型阻火器就可以确定。根据工艺气体或蒸汽的爆炸分级MESG值选用阻火器，选用阻火元件的允许间隙应小于工艺气或蒸汽的MESG值。

4、安全阀

4.1安全阀是在弹簧或是导阀控制的阀门，设定的压力被入口处静压超过时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压，直到回降到回座压力，安全阀可以自动关闭。

4.3安全阀的设置场压力设计要小于外部压力，设备或是管道系统出口被关断或是阻塞，设置的位置会在被关断的容积式泵和压缩机的出口管道。也会出现在气流通过的管道，安全阀的设置会因冷却水或是回流中断、沸气输入热量过多引起超压的蒸馏塔顶发挥作用。

4.4安全阀的选用要根据施工的实际需要选择，要确定公称压力、温度压力、弹簧工作压力等级和公称通径。全启式的安全阀对于气体或是蒸汽的排放效果显著，全启式或是微启式安全阀对于液体的排放效果显著。带扳手的安全阀是对排放水蒸气或是空气效果显著。

四、未来化工工艺设计的展望

1、化工工艺设计要体现低能耗

很多企业或是个人都会将能源的成本看做整体生产总体成本的重要部分，通过实践发现并不是在化工生产中，大部分人将能源成本看成是生产总成本中的一个重要组成部分，其实在实际化工生产过程中并非如此，将基础建设投资以及能量消耗这样两个方面的问题解决，就可以降低生产成本的同时还能提高生产效率，很多化工企业也在不断的去研究能量消耗和生产投资的控制之间如何平衡的关系，这也是化工工艺设计的关键。例如，将超临界流体应用于一些大型的分离装置上，在此之前已经通过对相关的资料进行了仔细的研究，对相关的数据也有了掌握，就会发现一些系统的能源费用比一些常用的技术要低，例如蒸馏、恒温共沸等。在化工工艺设计过程中降低能耗，是一个降低生产成本、提高生产效率的有效措施。

2、化工工艺设计要体现环保意识

化工行业是一个高能耗的行业，对于环境会造成污染，近几年随着经济的不断发展，节能环保的概念开始成为人们关注的焦点，化工企业想要长久稳定的发展，必须要与时俱进，顺应时代的发展，在生产过程中，注意对原材料的回收利用，再生产过程中投入降低能耗的设备等一些列措施解决环境污染的问题，进行化工工艺的设计，优化设计内容，为的就是解决环境污染，还能保证生产效率，想要做到这两个方面，就要解决当前的生产装置，如何进行扩大和升级。优化化工工艺设计，同时要完善和改进设备生产装置。例如。为了减少废料的排放并且保护环境，在进行产品分离过程中要提高分离效果，化工工艺设计中提高环保意识，将原料的利用率最大化，同时提高反应速率和产品的转化率。

结束语

通过文章的分析可以看出，化工工艺设计是确保生产以及安全生产很重要的环节，因此，重视化工设计，完善设备安装设计，确保设计工艺，提高生产效率，从而创造更多的经济效益。