郭冬梅

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中對能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的要求越來越高?；ぴO(shè)備的完善和升級以及改造會對整個(gè)生產(chǎn)過程的效率產(chǎn)生影響。因此，只有對化工工藝以及化工設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)，才能促進(jìn)工藝及其設(shè)備的高效和安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：化工工藝；化工設(shè)備；適應(yīng)性設(shè)計(jì)

為了滿足化工工藝發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)的要求，就必須加快對化工工業(yè)的優(yōu)化和化工設(shè)備改造及升級的進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)高效安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

1、化工工藝與適應(yīng)性設(shè)計(jì)

1.1工藝參數(shù)的控制以及優(yōu)化的方法

（1）溫度是化工生產(chǎn)中重要的控制參數(shù)之一，每個(gè)化學(xué)反應(yīng)都會有其適宜的反應(yīng)溫度，正確的控制反應(yīng)和溫度是對保證質(zhì)量、降低消耗有著重要的意義。升溫過快或冷卻降溫設(shè)施發(fā)生故障，都有可能引起劇烈反應(yīng)，甚至導(dǎo)致爆炸，而反應(yīng)溫度過低有時(shí)會造成反應(yīng)速度的減慢或停滯，當(dāng)反應(yīng)溫度恢復(fù)正常時(shí)，未反應(yīng)的物料由于積累過多而發(fā)生劇烈反應(yīng)從而導(dǎo)致爆炸，所以溫度的控制在化工生產(chǎn)和安全中是非常必須和重要的。如果沒有進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)控制，那么化工工藝的適應(yīng)性就很難保證。因此只有采取科學(xué)的參數(shù)控制，才能保證生產(chǎn)在安全的前提下進(jìn)行。

（2）壓力也是化工工藝中重要的控制參數(shù)之一，壓力的高與低對工藝物料的物性參數(shù)、溫度以及化工工藝的正常運(yùn)行具有重要的意義。在燒堿蒸發(fā)工藝中，為了降低燒堿的蒸發(fā)溫度，降低對設(shè)備材料的限制，降低二次蒸汽的飽和溫度，從而提高蒸發(fā)器中的有效溫差，降低汽耗，通常采用真空蒸發(fā)的方法。其中表面冷凝器的真空度是整個(gè)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的指標(biāo)，而影響真空度的因素很多，其中包括：1）控制表面冷凝器的回水溫度，由于水的飽和蒸汽壓隨著溫度升高而增大，不同季節(jié)中表面冷凝器中的循環(huán)水量也是不同。在夏季，由于環(huán)境溫度的升高可增大表面冷凝器中的循環(huán)水量，而在秋冬季，環(huán)境溫度較低時(shí)，可適當(dāng)?shù)臏p小表面冷凝器的循環(huán)水量。2）排除表面冷凝器中的不凝氣，不凝氣在表面冷凝器中長時(shí)間的聚集會使真空度達(dá)不到生產(chǎn)要求，降低成品堿濃度，增大氣耗量，所以應(yīng)將表面冷凝器中不凝氣排放管線連接至水環(huán)真空泵入口管線上，通過水環(huán)真空泵排出。

1.2設(shè)備的結(jié)構(gòu)、防腐在工藝中的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在很多燒堿蒸發(fā)工藝中，采用逆流降膜蒸發(fā)的工藝，蒸發(fā)器采用立式降膜蒸發(fā)器，堿液從蒸發(fā)器頂部進(jìn)入，在重力作用下，沿著換熱管內(nèi)壁向下流動并形成液膜狀，在降膜蒸發(fā)器中由于物料向下加速，克服加速壓頭比升膜式蒸發(fā)器小，沸點(diǎn)升高也小，蒸汽與料液溫差加大，所以傳熱效果較好。為了使堿液能夠均勻地分布于各管，沿管內(nèi)壁流下形成膜狀，提高傳熱系數(shù)，所以在管的頂部或管頭處安裝降膜分布器。堿液在管內(nèi)壁向下流動經(jīng)蒸發(fā)后，流下的液體要達(dá)到需要的濃度，管子要有足夠的長度，這樣才能保證其傳熱效果。堿液經(jīng)過加熱形成氣液兩相進(jìn)入蒸發(fā)分離室進(jìn)行氣液分離，二次蒸汽經(jīng)絲網(wǎng)除沫器由分離室側(cè)面排出，濃縮后的堿液則由底部抽出。在制堿工業(yè)中，工作介質(zhì)為強(qiáng)腐蝕性燒堿時(shí)，設(shè)備的耐腐蝕性能是生產(chǎn)中最重要的難題。而鎳和鎳合金的強(qiáng)度高，塑性和韌性好，冷加工性能和焊接性能好，并且能耐強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)使得鎳材在燒堿工藝設(shè)備所用材料中占得首選地位，由于鎳在強(qiáng)堿溶液中表面容易形成一種堅(jiān)固的保護(hù)層，甚至在高溫下也非常穩(wěn)定。因此，可用于制造燒堿生產(chǎn)中的蒸發(fā)器、換熱器、儲罐、管道、泵和閥等設(shè)備。

2、化工工藝設(shè)備適應(yīng)性的設(shè)計(jì)

2.1將化工設(shè)備中的相關(guān)參數(shù)控制在合理的范圍之內(nèi)

在實(shí)際化工生產(chǎn)的過程中，設(shè)備相關(guān)參數(shù)調(diào)整其其中的一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)。例如對重沸器進(jìn)行參數(shù)調(diào)整的過程中，應(yīng)先在設(shè)備中加入相關(guān)物質(zhì)，之后對該設(shè)備進(jìn)行充分的加熱，在重沸器的出口管道處觀察液態(tài)水的體積，通過控制液化水體的體積來調(diào)節(jié)被加熱物質(zhì)的溫度。然而在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，其管道出口處出現(xiàn)液化水體的體積明顯小于該設(shè)備入口處水蒸氣的體積，因此運(yùn)用該方法對被加熱的物質(zhì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)相對較為困難。同時(shí)，運(yùn)用該方法對被加熱的物質(zhì)溫度進(jìn)行控制的過程中，往往會在重沸器內(nèi)形成水錘現(xiàn)象，這就會對該設(shè)備的部分管道擅勝較為嚴(yán)重的影響，致使管道出現(xiàn)不同程度的損壞。因此，在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，應(yīng)采用控制相關(guān)介質(zhì)流量的方式，對被加熱的物質(zhì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2最大限度的防止相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的情況

化工領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)過程中，具有腐蝕性的物質(zhì)相對較多。例如在對裂化裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，如果對原料的設(shè)計(jì)比例相對較大時(shí)，就會直接影響到裂解的效果，進(jìn)而對化工企業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。因此，在對該設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)在其上部添加懸閥塔盤裝置，下部結(jié)構(gòu)采用固舌塔盤結(jié)構(gòu)，不僅能夠滿足化工生產(chǎn)的要求，也能夠最大限度的提高生產(chǎn)效率。當(dāng)化工原料出現(xiàn)變化時(shí)，則將生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)更改后生產(chǎn)工藝的要求。而在對乙烯進(jìn)行裂解的生產(chǎn)過程中，在對原料進(jìn)行加熱時(shí)，設(shè)備的上部管道出現(xiàn)不同程度的損壞，進(jìn)而出現(xiàn)原料泄漏的現(xiàn)象。在對故障原因進(jìn)行檢查分析的過程中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致管道出現(xiàn)損壞的原因在于煙氣中含有大量的硫等具有腐蝕性質(zhì)的元素，在一定條件的作用下，對設(shè)備的上部管道差生腐蝕作用，致使管道損壞。因而在對設(shè)備進(jìn)行處理的過程中，將進(jìn)料口與出料口進(jìn)行調(diào)換，從而杜絕了煙氣對管道的腐蝕現(xiàn)象。

2.3耐用性設(shè)計(jì)

在對化工設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到耐久性問題?；ぴO(shè)備的耐久性取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造質(zhì)量以及后期維護(hù)保養(yǎng)。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要從企業(yè)應(yīng)用實(shí)際情況入手，擬定設(shè)備使用要求，保證設(shè)備設(shè)計(jì)指標(biāo)可以滿足日后使用需求。在零部件更換及零部件維修時(shí)，相關(guān)工作人員都需要對零部件周期性進(jìn)行思考，明確各個(gè)零部件的使用壽命，通過一些維護(hù)與保養(yǎng)方式，提升設(shè)備的實(shí)際使用壽命。企業(yè)方面需要設(shè)置專業(yè)的設(shè)備管理人員，定期對設(shè)備進(jìn)行檢查、維護(hù)，保證設(shè)備始終處于正常工作狀態(tài)，提升化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性，為工作的正常開展奠定前提條件。

2.4低能耗設(shè)計(jì)

作為化工企業(yè)來說，更加應(yīng)該注重設(shè)備能耗控制問題，以低能耗作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)目標(biāo)。設(shè)備操作人員與工程技術(shù)人員在對化工工藝及設(shè)備適用性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要從設(shè)備所有零部件上入手，秉承低能耗理念，采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式來控制設(shè)備能源消耗，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)及低能耗生產(chǎn)。低能耗不僅是科學(xué)生產(chǎn)的基本要求，同時(shí)也可以從側(cè)面體現(xiàn)出企業(yè)的基本職業(yè)道德觀念。在化學(xué)工藝生產(chǎn)中，可以通過使用高效傳導(dǎo)設(shè)備等方式，保證傳到過程中參考系數(shù)和傳熱能力滿足生產(chǎn)需求，與此同時(shí)還可以最大化的控制熱量損失，進(jìn)而節(jié)約更多的能源。

結(jié)語

當(dāng)前應(yīng)該加強(qiáng)化工工藝的優(yōu)化與設(shè)備適應(yīng)性的設(shè)計(jì)出發(fā)，通過對工藝和設(shè)備的優(yōu)化達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、安全、耐用等效果，形成對化工工業(yè)迅速成長的保障。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行充分觀察，并結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造，增強(qiáng)其適應(yīng)性能。

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