化工设备工艺设计优化策略

化工设备工艺设计优化策略

徐敏

山东中天科技工程有限公司，山东 淄博 255000

身份证号码：370724198610261865

摘要：我国经济建设自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成就。化工工艺与设备适应性，直接影响化工生产质量。在化工生产现代化建设过程中，实现工艺优化、提高设备适应性，是非常必要的。借助工艺的优化与设备性能的提升，提高生产效率和质量，最终降低化工生产成本与环境资源问题，同时还能够提高产品质量。文章通过对化工工艺设计的相关内容进行简要的介绍，提出了化工工艺优化的相关方法，以供参考。

关键词：化工设备；工艺设计；优化策略

引言：化工工艺与化工设备的适应性设计是指根据不同生产性质和要求，通过合理选择、组合使其能够满足新形势下的工作环境，实现化工设备的功能和性能的优化。它不仅关系到生产过程的安全性、可靠性和经济性，而且影响到企业能否获得最大限度的节能效果，同时对化学工业提出更高的效率以及环保等问题，因此需要在原有基础上进行改造以适应不断变化发展而带来更多更新产品及技术需求，所以化工工艺与设备适应性设计研究是非常必要的，它不仅是化工工艺与设备的适应性设计研究，而且还是对新技术和产品进行开发、更新换代，提高企业经济效益以及社会发展水平。

1化工技术和化工设备概述

一般来说，化工技术一般是指与化学有关的各种生产技术，也是化工企业通过化学反应将原料转化为化工产品的技术手段。这类工艺的主要过程是对原料进行处理，使其发生化学反应，并在此基础上提炼出化工产品。至于化工设备，主要是指化工生产阶段所使用的各种工具、设施和仪器。化工设备的种类非常丰富，采用的分类方法也呈现出分布多样化的特点。根据化工设备的具体性能，可分为反应器化工设备、化工容器化工设备、加热炉化工设备和其他特种化工设备。

2化工过程和化工设备设计的原则

任何设计都必须遵循一定的原则。对于化学过程和化学设备，其主要功能是生成有用的产品。由于涉及到化工原料，在生产过程中会有一定的危险性，所以在设计过程中最重要的原则是安全原则，其次是经济实用原则、节能环保原则等。下面将简要分析适应性设计的原理。

2.1安全设计原则

在化工生产过程中，涉及的物料和产品可能具有腐蚀性、易燃易爆性，总之会有一些危险物质，产品的加工工艺会有一些特殊的要求，比如在高温或高压下发生反应，会增加化工生产的危险性。因此，在设计化工工艺和设备时，首先要考虑安全原则，特别是在设计化工设备时，设备要密封好，化工工艺不能为了简单而增加安全隐患的概率[7]。因为化工生产一旦发生安全事故，会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，在设计过程中，必须经过综合分析，考虑工艺和设备的安全设计原则。

2.2节能环保原则

随着能源和环境问题的不断爆发，各行各业都在强调节能环保的重要性和必要性。所以作为化工行业，势在必行。此外，由于化学工业中存在相对污染的物质，因此应更加重视节能和环保。在化工过程和设备的适应性设计过程中，有许多方法可以降低能耗和环境污染。比如在化工工艺设计的过程中，尽可能减少有害气体的产生和排放，然后再利用一部分废渣，或者减少废渣的产生，也可以尽可能减少化工设备空转带来的能耗[8]。总之，在化工工艺和设备的设计过程中，各方面都要遵循节能环保的原则。

2.3经济性原则

企业的最终目的是追求经济效益，所以在设计化工和设备时，要在保证成品质量的同时，考虑设备和工艺的经济性。因为适应性设计的成本越低，企业就会在市场上占据一定的优势，更有利于企业的发展。因此，在化工过程和设备的适应性设计中，有必要考虑经济性原则。当然，在考虑这个原则的基础上，还要保证化工设备的实用性和质量。

3化工设备工艺设计优化策略

3.1适用性设计

第一，化工设备安全性要提高。化工企业安全生产的物质基础是化工设备。在化学反应过程中，温度、压力、腐蚀程度等非常容易造成化工设备出现变形、泄漏、裂缝等问题。调查表明，化工企业中化工事故发生的一个重要原因是化工设备安全系数不足。基于此，设计化工设备对温度、压力、防爆等要求要给予足够的重视，严格按照设计规范进行设计。为了使接口的密封性保持良好，需要通过椭圆形垫子等设备进行密封，从而使化工设备变形、泄漏、裂缝等问题的发生得到避免， 并更好的服务于化工工艺。

第二，化工设备的环保性要加强。化工企业实现可持续发展的前提是化工设备环保性能的提高。随着社会的不断发展，节能减排已经成为各国的共识，因此，化工生产过程中一方面对高产量给予关注，另一方面对环境污染要给以重视，最大程度的减少环境污染，使化工生产的可持续发展得到保障。

第三，降低化工设备能耗。节能减排要求化工设备能耗降低，这需对工程技术人员、操作人员的要求提高。因此，应使化工设备能耗降低，实现清洁生产与低能耗生产。

3.2 化工设备结构防腐设计

化工产品生产过程中，很多生产过程都存在高温高压环境下，因此，必须采取必要的防护措施进行安全事故的预防。另外，由于化工产品生产过程中有时会基于工艺对设备的高标准，比如设备的耐腐蚀性。因此，适应性设计中结构防腐也是审点，是出于对安全生产与高效流生产的考虑，对于化工工艺与化工设备，都需要与企业安全生产的标准相符合。比如，作为化工企业生产中普遍应用的反应釜，其会与很多化学原料产生反应，这就要求在实际生产中要重视化工原料与反应釜容器的化学反应，如腐蚀性，高温高床等情况，对反应釜都造成了一定的损坏，长期积累会造成反应釜的变形，裂锋与砂眼等。因此，也需要对相关的设备采取必要的防腐措施。化工企业中涉及了许多的化学原料与设备，因此，在设备等的投入之前，就应该对高温高床，防席等情况进行分析，保证设备的安全运行，实现对设备的保护，保证设备的使用寿命，从而使化工工艺与化工设备的适应性更高。

3.3 节能环保设计

化工企业属于污染比较大的企业，因此，随着可持续发展，绿色发展的提出，化工企业也逐步向节能环保的方向迈讲，以求实现长远的发展，因此，化工设备与化工工艺的活应件设计也应遭循节能坏保理念。在化工工之设计阶段，除要考虑设备高温高压等对设备造成的不利影响，还需要对化工设备进行环保性能的设计，实现整个生产流程中的环保生产。比如，考虑节能环保因素，由于生产中换热管管束存在些声污染，可以通过对尺寸，设备参数值的调整设置等来减小和控制噪声。再比如，U型管束弯管时，采用防震加持设计。化工设备的设计阶段，可以适当地选用环保性能好的材料等，比如保温性能较好、传热储热效果较好的设备材料的等，减少化工产品生产中的热量损失所引起的温室效应等。

3.4 耐用性设计

化工产品生产过程中使用的化工设备一般成本较高，而生产过程中对设备的磨损与破坏等在一定程度上降低了设备的耐久性。因此，要保证化工设备的使用寿命，降低企业成本，必须从耐久性的角度出发，使得设备可以长期使用，最主要的还是要在化工设备的设计阶段进行工艺优化，主要是考虑后期可能存在的磨损、腐蚀等对设备本身的破坏，使用抗磨损、抗腐蚀的材料等，减少后期对设备维修费用。在后期进行维修阶段，也要考虑零部件的使用周期性能因素，从使用年限，维修保养等因素考虑。

结束语

化工工艺和化工设备是保证化工企业安全生产的重要因素，二者之间较高的适应性可实现化工企业的安全、稳定与高效率生产。因此应该从参数控制，结构防腐，节能环保，耐久性设计等方面来提高二者之间适应性设计，为化工企业创造更大的经济价值，实现化工企业的长远发展，给企业生产效益和员工人身财产安全提供了可靠保障。

参考文献：

潘叶平,胡磊.化工工艺与化工设备的适应性设计[J].化工管理,2021(09):163-164.

葛俊蕾.化工工艺及化工设备适应性设计分析[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(05):27-29.