米圣伟 吕标凯 王春玉 王真
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摘要：在化工生产中化工工艺起着非常重要的作用。因此，化工工艺的设计必须明确相关的法律法规。在这一过程中，我们还必须严格执行规章制度，同时，还要对工艺设计中的安全问题以及控制方法进行有效的研究，工艺设计的严格控制是更好的服务于整个化学工业的坚实基础。
关键词：化工工艺设计；问题；对策
前言
在当前化工工艺设计中，工艺的安全问题越来越受到化工行业的重视，因此在设计中安全环节的控制显得越来越重要。化工工艺设计与生产过程中在实践运用上有许多必要条件，不仅要严格规范且正确执行相关的政府法律法规，而且还应该研究化工工艺设计的安全问题及控制方法，对化工工艺设计进行严格把关，促进化工工业的不断发展。
1化工工艺设计理论概述
设备布置、工艺流程和管道布置是化工工艺设计的3个重要方面。化工工艺设计的主要内容是通过工艺计算绘制工艺流程图，提供给设备专业绘制设备图纸的相关参数，并提出工艺控制方面的参数供自控专业仪表选型，然后工艺专业根据工艺流程图完成初步的设备布置图，最后由管道专业结合设备布置图进行管道配管并完成最终的管道布置图纸。化工工艺设计包括不同的种类，主要有概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计等。这些不同种类的设计在化工工艺的实践中都发挥着重要的作用。化工工艺设计本身具有很多特点，这些特点对化工设计的安全有很大的影响，也是引发化工工艺设计安全问题的重要因素，也越来越受到人们的重视。
2化工工艺设计常见问题
2.1关于化工工艺物料方面的安全问题
由于化工工艺生产中的半成品、中间产品、副产品、产品、原材料分别是以不同的状态存在的，他们均有特殊的化学、物理性质，在一定状态下会产生危险。
2.2关于化工工艺路线方面的安全问题
在进行化工工艺设计时，其中的一种反应有时会涉及到几条工艺路线，因此这就要求工作人员在设计时要考虑采用哪种路线吏生产更安全，工作人员要在进程中力图对生产条件、设备、物料等的使用做到完善的考虑，尽量使用无害的或低危险性的物料；通过降低生产条件的苛刻程度以此来降低反应的剧烈程度；在对新技术、新设备的采用中要减少三废的排放量。
2.3化工反应装置上的安全问题
众所周知，化工反应是产品生产的核心环节，但这一过程出会产生许多安全问题，稍不注意可能会出现严重事故。与此同时，由于化学反应的种类很多，在安全控制方面也存在着一定的难度和有反应失控的潜在危机情况的出现。要对反应装置的设计和选择进行科学的分析和计算。
3化工工艺设计措施
3.1管道压力分析
3.1.1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，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。安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。
3.1.2设计要点。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。
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3.1.3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。
3.2阻火器
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。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。
3.3安全阀
3.3.1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。
3.3.2按照GB/T122414《安全阀一般要求》将安全阀分为直接荷载式、带动力辅助装置式、带补充载荷式、先导式；根据按阀片开启高度分为全启式、微启。
3.3.3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化工工艺设计的未来展望
4.1低能耗的实现
当前，很多企业都把能源成本当成总投资中的一部分，但是，只要将化工生产中所导致的能源消耗问题解决，就可以在很大程度上降低企业的生产成本。比如，将超临界流体应用到大型的分离装置之中，其消耗的能源费用将会远远低于蒸馏、恒温共沸等技术所消耗的费用。所以，化工工艺设计安装工作在未来应当实现低能耗，来使企业的生产效率得到大大提升。
4.2基本建设投资的降低
改善设备设备、提升生产能力，是化工工艺作为密集型产生而继续前进发展的重要前提和保障，所以，降低基本建设投资费用，就需要从生产能力与装置设备这两方面入手，比如，对蒸馏塔进行改造时，所进行的Higee工艺设计工作，就明显提升了化工工艺的整体效果，使企业的经济利益得以最大化。
4.3环保意识的体现
化工行业的能源消耗较高，因此其对环境的所造成的污染现象也成为人们所关注的重点。为了顺应“可持续发展”这一战略目标，化工企业在进行具体的生产工作时，应尽量使用那些能源消耗较少的装置设备，并回收废弃的原材料。使环境污染问题得到解决。在优化化工工艺设计的过程之中，一定要不断改进和完善生产装置，例如在面对废料排放这一问题的时候，就可以使用相关先进技术，使产生在分离工作的过程中，得到更好的分离效果。不断使产品的转化率得到提升，并使利用率能够最大化。除此之外，想要减少用水量，还可以使用HEN分析法不断使装置的规模得到缩减，这样，就能够在工艺过程中，循环使用水资源，使废水量得到明显降低。
结束语
化工工艺设计是化工设计的核心，在整个设计中起主导作用。我们必须了解化工工艺设计的特点和现状，充分考虑化工工艺设计中容易出现的问题，重视安全危险问题和设备安装设计问题，保证化工工艺设计的安全性，保证化工工艺设计的完善性，从而更好地主导化工设计。
参考文献：
[1]朱晓东.浅析化工工艺设计中安全危险的问题[J].化学工程与装备，2015，（6）.
[2]李跃云，董喜红.浅析化工工艺设计中安全危险的识别与控制[J].黑龙江科技，2015，（3）：178-179.
论文作者:米圣伟,吕标凯,王春玉,王真
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
标签：工艺论文; 化工论文; 管道论文; 设备论文; 压力论文; 装置论文; 安全阀论文; 《防护工程》2018年第14期论文;