化工工艺设计过程中的主要问题及策略

　前言
　　化工生产是一项技术含量高,工艺流程复杂的生产活动,要想顺利的完成化工生产,就必须以优秀的化工工艺设计作为设计基础。化工工艺设计的好坏决定着化工生产的成败,必须引起人们的足够重视。本文笔者在分析化工工艺设计现状以及化工工艺设计主要问题的基础上,从化工工艺设计要体现低能耗;化工工艺设计要体现低的基建投资以及化工工艺设计要体现环保意识等三个方面对未来化工工艺的设计进行了展望。
　　1、化工工艺设计的现状分析
　　化学工业是资本密集型产业,工艺设计的成败会造成巨大的经济损失,由于这些原因导致了化工工艺过程的变革遭受了巨大的阻力,从而使得化工工艺的发展缓慢。通过分析化学品生产的成本构成,人们发现基本建设投资以及原材料在总成本中占有极大的份额。化工生产装置的费用较大,可以运用多年,现在的化工生产中,大部分的装置都运转了五十年,将这些使用已久的装置进行改造、解决装置中存在的薄弱环节,要远比重新购置一套装置更加便宜划算。由于这些装置使用的时间较长,会在一定程度上影响化工品的生产效率以及不利于现代社会的环保要求,因此必修对这些装置进行性能的改革、扩大器生产能力以及确保其生产过程中的环保达标。通过以上对化工工艺的现状设计分析,我们知道对原有装置进行改进,提高原有装置的生产能力,可以有效的减少化工生产过程中的投资,显著的提高其经济效益。
　　2、工艺流程设计
　　2.1 前期准备设计
　　前期准备设计主要是为了从理论上推测工艺设计的可行性,从而指出下一阶段需要检测的项目和检测测试参数。
　　2.2 中期准备设计
　　中期准备设计为的是对前期准备设计确定的工艺设计进行试生产,看生产时生产能否按照预期持续进行,以及检测一些必要参数,看看生产时产生的中间杂质对工艺流程及对最终产品的影响。上述部分在中试中可以有选择行的进行检测,未必需要全部进行。
　　2.3 概略设计
　　概略设计是在经过概念设计、中试设计后选定的最佳方案。
　　2.4 初步设计
　　初步设计是精细化工工程设计的第一阶段。应按照概略设计进行工程总体布局规划和工程造价预算,对设计中的技术要求和资金规划有一个大概的方案,从而将概略设计变成具体的规划方案。方案要能包括所有施工前期的准备工作的规范和要求。
　　2.5 施工蓝图设计
　　施工蓝图设计是将审批后的初步设计变成明确标注有设备布局情况、尺寸和施工要求的图纸,并附带文字解释。
　　3、化工工艺设计过程中的主要问题
　　3 . 1 化工生产过程中的安全生产问题
　　安全生产是化工企业生产的重中之重,因此,化工工艺的设计不但要追求化工生产过程中的经济效益还要重视化工生产中的安全性设计。这样才能及时的发现问题、解决问题,防止化工生产过程中事故的发生,从而达到安全生产的目的。为了确保化工工艺设计的安全性,在化工工艺设计的过程中,我们有必要对其工艺路线、生产装置、以及管道和阀门等方面进行设计。另外,化工工艺设计过程中使用的工艺原料,在使用之前也必须对其化学性质、反应活性以及易燃、易爆性等进行测试,以便更好的掌握其化学性能,避免危险事故的发生。在工艺路线的设计方面,设计者们应该考虑怎样才能最大限度的减少、降低危险物品的使用量。一旦反应中要大量使用易燃、易爆物品,那么即使这个化工工艺路线设计的再合理,我们也不应该继续采纳这个设计路线。总之,化工工艺设计过程中的关键问题就是确保生产过程中的安全性与稳定性,从而使得化工生产能顺利的进行。
　　3 .2 化工设计中的设备安装问题
　　在化工设计中设备的设计安装问题,是一个必须引起重视的问题。在化工生产之前,设备的安装设计问题没有处理好,就会给化工生产带来不必要的损失。但是在化工工艺设计的过程中,设备的安装问题往往容易被设计者忽视,其实设备的安装设计在化工工艺设计中起着非常重要的作用。工艺设计人员切不可为了跟进施工的进度而忽视对设备安装的设计,这样只会因小失大,最终无法保证整个工程的质量。因此,在化工工艺设计的过程中,设计者应该将设备的安装检修问题考虑到工艺设计中去,以保证化工生产更加高效的进行。总之,在化工工艺的设计过程中,设备的安装设计必须引起设计者们的重视。因为一旦设备安装设计出现问题,将会影响整个化工生产流程,甚至给整条化工路线后期的维修、生产都带来影响,从而影响整个化工产品的生产。
　　4、对未来化工工艺设计的展望
　　4 .1 化工工艺设计要体现低能耗
　　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,其实在实际生产过程中并非如此。因为人们只要解决了基建投资高和能量消耗大这两个问题,就能有效的提高生产效率,从而实现生产成本的降低。因此,如何降低化工生产过程中的能量消耗和与之相关的课题研究,才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。通过对当前一些资料的分析以及相关的研究数据显示,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。
　　4 . 2 化工工业设计要体现低的基建投资
　　化工工艺是一种密集型产业,一般很少进行生产工艺的改革,除非在其化学研究成果上有重大的突破,能使化学工艺得到完善与提升,否则只是通过改进现有的设备装置、扩大生产能力等方式来提升生产效益。如通过优化工艺过程、减少设备尺寸等方式实现低的基建投资。例如,Higee化工工艺设计,可以应用于蒸馏塔的改造,从而有效的提高了蒸馏效果,使得化工生产取得了良好的经济效益。
　　4 . 3 化工工艺设计要体现环保意识
　　随着社会经济的发展,环境保护已经成为人们广泛关注的焦点与热点。在化工生产过程中,通过对原料的回收利用、减少污染源等措施能够有效的减少化工生产过程中的污染问题。通过化工工艺的设计达到减少环境污染的目的,就需要解决两个问题。
　　4.3.1 对当前的化工生产装置进行扩大和升级。
　　4.3.2 在化工工艺设计自身的基础上改进生产装置。例如,在产品分离的过程中,提高产品的分离效果,这样就可以减少废料的排放,提高对环境的保护。还可以通过改进工艺设计,提高化学反应速率或者产品的转化率,提高原料的利用率。
　　5、潜在危险的发现和控制
　　潜在危险实际上就是生产中的安全隐患。潜在危险的发现就是通过对生产整个过程进行解剖,发现不易暴露出来的危险因素,并针对性的从它们产生的方式、种类、位置到产生的原因,并针对这些潜在危险提出相应的解决方案进行解决,并根据这一特性分析看是否还有同类危险,预防或降低危险发生的可能性。对装置的安全运行对策提出措施及建议。要按照安全设计的规范设计,避免使用不成熟的工艺和不可靠的设计,如必须使用,应当在使用时采取安全防护措施。设计时要注意以下几个方面。
　　5.1 工艺物料
　　要对生产所需的原料、生产过程中出现的中间产物及成品从其理化性质、稳定性、化学反应活性、燃烧及爆炸特性、毒性及健康危害等方面进行分析和辨识,做到心中有数,对可能因为物料特性造成的安全问题做好针对性的设计。
　　5.2 工艺流程
　　工艺流程要尽量选取产生危险物质少的工艺流程。步步高论文发表网，本站刊载大量经济论文范文格式，管理职称论文。供广大论文答辩需要者、经济评职称需要者参考。
　　5.3 化学反应反应器
　　化工产业是通过一系列的化学反应从而得到所需的产物,而化学反应总是具有一定的危险性。化学反应的种类繁多,而且当反应速度快、放热量大,正是以上因素造成反应器设计的困难,由于缺少相关的数据,对如何应对反应时的突发事件无法做出及时而规范的应对,这些都是造成设计难度增大的因素。而反应所需要求的不一样也造成设计困难的原因之一,比如反应时的搅拌问题,反应物料的加入顺序问题,以及物料的加入量控制等,这些问题一旦设计不当就有可能造成反应的失控从而引发事故。设备设计时对反应容器结构强度有一定的要求,要符合安全设计规范,避免因设计不当而造成的事故,要设计有足够的密封性,防止因密封不好而造成的泄露或空气进入影响反应的进行造成生产无法进行,化工生产的物料可能为易燃易爆或有毒物质,泄漏可能导致火灾或中毒,造成人员或财产损失。对高压密封结构在设计时要符合相应的化工压力容器行业安全规范,做到在运行过程中不论温度和压力有何变化,仍要保持足够的密封性,为防止容器由于超压而产生容器结构发生变化,进而引发破裂或爆裂,造成人员和财产损失,在设计时要在容器上设计安全释放装置。
　　5.4 管道及阀门
　　因化工工业管道输送的物料一般具有易燃、易爆、腐蚀和毒性,一旦破裂将会造成严重的后果,因此在管道选材时要根据物料特性选用相应的材质。阀门装在管道上用来调节介质的流量或压力,因介质的特殊性,阀门的选型时要根据物料特性选用易操作,耐腐蚀,经济适用的。
　　5. 5 化工产业园区的管理和布局
　　我国在化工产业园区的管理和布局虽然经过多年的学习和探索,事实上与国外还是具有一定的差距,存在监管滞后的现实,而针对这一现状,应当构建由政府、社会中介机构和企业三方组成的一体化的综合管理新模式,设立统一的安全监管和危机应急处理部门。建立三方连带责任追究机制,使管理者从意识上思想上对监管重视起来,尽最大的努力地把园区内的安全风险降到最低。建立应对突发事件的应急预案,将安全问题由原来的被动应付型向主动保障型的转变。对园区内的生产安全实行科学、规范、可视、高效的解决方案;建设起全过程、全方位、空间立体的企业生产安全系统,尽最大的努力来提高园区的生产安全水平。
　　6、结束语
　　总之,对化工生产来说化工工艺设计有着极为重要的作用,它决定着整个化工生产的成败。因此,我们必须了解化工工艺设计的现状并对其中存在的问题进行分析,这样才能有效避免实际化工生产中出现的问题,避免给人们带来不必要的经济损失。可以说完善化工工艺设计是保证化工生产安全、提高化工生产效率的关键,必须引起我们的足够重视。

　　参考文献
　　[1]任巍.化工工艺设计的现状及存在的问题探讨[J]-中国石油和化工标准与质量2013(8).
　　[2]韩永乐.化工工艺设计的现状及问题阐述[J]-城市建设理论研究(电子版),2012(11).