化工设备与化工工艺适应性设计探讨

韩正光 张志文 雷勇 苏源

乌海市广锦新材料有限公司 内蒙古乌海市016000

摘要：化工行业飞速发展的形势下对其运行质量也更加严格，以确保安全稳定的运行与企业经济效益的提升。科学技术在不断更新中，化工工艺与设备有了更广阔的发展空间，为了能够保证化工生产能够有序、化工设备稳定运行，就需要对化工工艺设备的适应性设计进行分析，之后解决其中所存在的问题，促进我国化工工业获得更好的发展。因此，本文主要对化工工艺与化工设备的适应性设计进行认真研究，以作参考。

关键词：化工工艺；化工设备；适应性；设计

引言

随着行业的整体发展，人们对于化工工艺以及化工设备的要求也在不断增加，使得化工工艺以及化工设备的自身综合水平得到了强化，需要对其适应性进行设计。并且对其中存在的问题加强管理，能够有效地推动化工行业向前发展。作为相应的工作人员，也需要在化工行业开展适应性设计时，考虑到适应性设计中所包含的一系列原则应严格地遵守，并且提高其使用的效果。

1化工工艺与化工设备适应性设计的重要性

其一，有助于提升生产效率。化工工艺与化工设备相辅相成，适应性设计能够基于现实需要，对不合理部分进行优化完善，提高工艺的可实现性、设备的可操作性，确保生产过程顺利完成，在同等时间内能够创造出更大的经济价值、生产更多化工产品，提高生产效率。其二，有助于加快检修速度。化工设备在使用过程中会产生不同程度的磨损，这是由于化工设备通常是处于高压、高温等极端状态下运转，过程复杂，必须定期检修以发现问题，为安全生产提供保障。适应性设计的实现，可以促进工艺参数优化、操作精简化，设备的耐用性有所提升，为检修工作带来极大便利，切实提高检修速度，加快生产进度。其三，适应性设计可以保障化工生产的安全性。化工生产涉及的化学物质往往具有较高的危险性，一旦发生事故会对人员和环境造成伤害。化工设备和工艺的适应性设计可以做到在设计阶段对可能存在的风险和隐患进行全面分析和评估，再通过适当的设计措施和安全设备来预防事故的发生。例如，在化工反应器的设计中，可以采用防爆措施和防止过压的安全装置等，以保证反应器的安全性。

2化工工艺中设备适应性设计存在的问题

2.1设备操作台和支架设计问题

相关人员需要重点做好设备的支撑与稳固处理，通过此种方法保证设备顺利、稳定运行。一般情况下，对设备支架造成负面影响的因素相对较多，如自重、设备外形状态等。操作台在设计规划阶段中，需要充分考虑诸多因素，以此来保障操作台展现足够的灵敏性。当前，大多数企业单位的设备支架过于陈旧，没有及时更新和升级，甚至连最基础的固定和支撑都无法保障。设备在实际运行环节中会发生显著的振动或位移，这些均会对化工工艺的正常使用留下安全隐患。另外，因操作台过于老旧，无法满足工作人员的各项需求，无法灵活操作，从根本上影响了作业效率。

2.2反应条件因素

对于大部分化学反应来说，若是在常温常压下完成，将只存在较低反应原料转化率，目标产物的选择性和收率拥有很大上升空间，而在高温高压反应环境下，可以有效避免产物选择性差、原料转化率低等问题。但是，在高温高压反应环境中也提升了对化工设备材料的要求。所以，设计人员在开展化工工艺设计工作的过程中应充分考虑化学反应条件影响化工设备安全的情况，从而保证化工设备材质能够满足生产需求。

3化工工艺与化工设备的适应性设计方法

3.1加强设备防护

在化工生产期间，设备常常会处于高腐蚀、高压力和高温度等条件下运行，在此情况下，相关人员需要结合实际情况做好设备防护工作，在应用特殊工艺情况下应充分考虑设备结构稳定和防腐蚀问题，进而保证化工工艺可以充分发挥出自身的优势价值，达到化工工艺生产目标。例如，大多数化工生产期间会运用烧碱，其会造成剧烈的放热反应。因此，需要在化工设备制造时采用有效的保护材料，避免收到烧碱反应的腐蚀破坏。例如，在化工设备的生产材料中加入金属镍，镍是一种耐高温、耐碱腐蚀的材料，能够确保化工设备不受腐蚀。

3.2工艺参数优化设计

工艺参数是保证化工生产顺利进行的重要条件，也是基本的参数指标。准确的工艺参数指标标志着化工设备始终处于正常运行状态，若参数出现偏差则说明运行存在问题需及时处理与解决。由于化工工艺中涉及多个步骤，不同条件、不同产品、不同反应下工艺参数也具有多样性、差异性。要根据具体生产情况进行优化，提高参数优化合理性，保证设备性能发挥到最大化，提高设备运行稳定性。一方面，专业工作人员，对不同类型的工艺参数资料进行整合，根据生产规律提出合理化、科学化的管控措施，从全方位、宏观角度出发，对化工生产过程中的工艺参数进行有效监控，确保其始终处于合理范围内，超出合理范围后及时发出警报，提醒参数异常并进行针对性处理。另一方面，物料供应环节同样对工艺适应性有着较高要求，必须完全满足运行要求。此时参数设计应充分考虑到原材料方面的相关问题，制定相对应的参数设计方法与相应的调整措施。物料反应速度也必须作为重点考虑范畴，立足于生产实际需要进行全面把控。考虑到工艺复杂性，工艺参数优化也必须将温度、压力、反应时间、原料规格、设备性能、设备效率、产品要求等纳入参数优化设计范畴，只有这样才能保证工艺参数优化设计科学合理，更好地为化工生产服务，创造更大经济价值。

3.3反应器大型化中工艺与设备的匹配优化

为满足高产能的需求，工厂中反应器的规模越来越大，但反应器不可能无限制地增大，它会受设备的限制，如缺少高强度材料、设备结构加工限制、设备内流体分布无法满足工艺要求、尺寸过大、局部温度压力无法控制导致设备失效等。技术人员为解决温差应力问题，采用了两种措施：一是采用带支撑的挠性管板，使反应器直径从3m增加到5m；二是采用盐浴加热系统，降低管壳程温差，反应器直径可超过5m。为了达到更高的产能，技术人员将反应器改为径向流固定床反应器，将反应器内部的管壳式换热器改为段间加热器。改进后的径向流反应器解决了反应器径向进口处流体分布的问题，产生了更少的低值废热。

3.4测试和验证

第一，设备和工艺的可行性测试。设备和工艺的可行性测试是在化工设备和工艺的设计阶段进行的。在可行性测试中，需要对设备和工艺进行模拟和试验，评估其可行性和效果，以发现并解决可能存在的问题。例如，在反应器设计中，可以通过模拟和试验来评估反应器的反应速率、温度、压力等参数。第二，设备和工艺的可靠性验证。设备和工艺的可靠性验证是在化工生产过程中进行的。通过可靠性验证，可以评估设备和工艺的可靠性和稳定性，发现并解决可能存在的问题。例如，在反应器的使用过程中，对反应器的实际运行情况进行监测和测试，并根据测试结果进行调整和优化。

结语

综上所述，化工产业的发展以及设备的运行效果都与化工企业的经济效益密切相关，需要不断提高设备在使用时的适应性，确保所有设备在使用时其效果得到改善，也能完全保证我国化工设备的应用质量得到提升，需要对整个生产过程进行观察，了解到不同的化工工艺在设备使用时设备的使用方向，提高设备的应用质量，让设备的防腐性以及设备的使用寿命都可以得到提高。

参考文献

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