化工工藝設計中應注意的問題探討

1、<p>　　化工工藝設計中應注意的問題探討</p><p>　　摘要：化工工藝設計是根據(jù)化學反應或過程設計生產流程，化工工藝設計是化工設計的一部分，同時是整個化工設計的核心，我們要重視化工工藝設計，就必須要關注化工工藝設計應注意的問題。本文首先首先對化工工藝設計的理論進行了概述，然后詳細探討了四個化工工藝設計中應注意的問題，最后對化工工藝設計的發(fā)展提出了建議。 </p><p>

2、　　關鍵詞：化工工藝設計；安全閥；管道；阻火器 </p><p>　　Abstract: the chemical process design is based on a chemical reaction or process design and production process, chemical process design is part of the chemical engineering d

3、esign, is the core of the whole chemical engineering design at the same time, we should attach importance to chemical process design, it is necessary to focus on chemical process design problems should be paid attention

4、to. At first, this paper first theory to the design of chemical process are reviewed, and then discusses in</p><p>　　Key words: chemical process design; The relief valve; Pipeline; Flame arrester </p>

5、<p>　　中圖分類號：F407.45文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013) </p><p>　　化工工藝設計的理論概述 </p><p>　　化工工藝設計的過程中主要包括三個方面，分別是設備的布局、工藝流程以及管道的布控。其設計的具體內容是運用計算編制的工藝流程圖，為設備的專業(yè)繪制圖紙?zhí)峁┫嚓P的有效參數(shù)，同時為自控專業(yè)儀表的選型提供工藝控制方面的有效參數(shù)，然

6、后工藝專業(yè)就可以運用工藝流程圖來完成設備布置圖的初步設計，最后，管道專業(yè)通過設備的布置圖實施管道的配管，并且完成布置圖的收尾工作。其設計種類主要有概念設計、中試設計、基礎設計、初步設計和施工圖沒計等?；すに嚨脑O計過程中本身就具有較多的特點，而這些特點也恰恰決定了設計的安全性，因此逐漸引起了人們的重視。其中主要的安全問題有： </p><p>　　（1）沒有充足的基礎設計資料，并且數(shù)據(jù)具有的完整性以及可靠性還不抵

7、常規(guī)裝置； </p><p>　　（2）由于工藝設備的規(guī)格較為特殊并且種類也比較繁多，所以在設計與選用上也有著比較特殊的要求； </p><p>　　（3）在進行管道設計的時候要進行特殊的考慮，并且整體工作量較大； </p><p>　?。?）為了能夠迅速占領市場，所以設計周期比較短。以上的種種特點無疑會給安全帶來嚴重的隱患。 </p><p&g

8、t;　　化工工藝設計應注意的問題 </p><p>　　（一）管道設計壓力和設計溫度的確定 </p><p>　　1、管道設計壓力的原則 </p><p>　　工作條件下管道溫度組合中最苛刻條件下的壓力和管系中可能碰見的工作壓力，就是管道設計壓力。該壓力的設計原則是: </p><p>　　（1）管道設計壓力不低于最大工作壓力。 </p

9、><p>　　（2）裝有安全泄放裝置的管道其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力（或爆破壓力）。 </p><p>　?。?）所有與設備相連接的管道，其設計壓力應不小于所連接設備的設計壓力。 </p><p>　　（4）輸送制冷劑、液化氣等沸點低的介質的管道，應按閥關閉或介質不流動時介質可能達到的最大飽和蒸汽壓力作為設計壓力。 </p><p>

10、;　?。?）離心泵出口管道的設計壓力應不小于泵的關閉壓力。 </p><p>　?。?）往復泵出口管道的設計壓力應不小于泵出口安全泄放裝置的設定壓力。 </p><p>　　（7）壓縮機排出管道的設計壓力應不小于安全泄放裝置的設定壓力和壓縮機出口至安全泄放裝置之間最大流量下的壓降之和。 </p><p>　?。?）裝有安全控制裝置的真空管道設計壓力取最大壓差的1.2

11、5 倍或0.1MPa 的較小值，并按外壓條件進行設計；對于沒有安全控制裝置的真空管道，設計壓力取0.1MPa。 </p><p>　　2、管道設計溫度的原則 </p><p>　　工作條件下，管道材料在相應設計壓力下可能到達的溫度，就是管道設計溫度。在正常操作溫度下，加上一定裕量就是工藝專業(yè)確定設計溫度的確定方法，以下是裕量的取值原則。 </p><p>　　（1）

12、流體正常操作溫度≤ 300℃時，裕量不小于30℃。 </p><p>　?。?）流體正常操作溫度>300℃時，裕量不小于15℃。 </p><p>　?。?）流體溫度低于0℃時，設計溫度等于流體最低溫度。 </p><p>　　（4）室外管道應按當?shù)囟窘^對最低氣溫。 </p><p>　　3、管道材料的選擇 </p>&

13、lt;p>　　管道材料選擇要求設計人員必須靈活運用工程學、材料學、腐蝕學等方面的知識定性定量綜合判斷。管道材料選擇通常根據(jù)介質的特性（腐蝕性、毒性、燃燒性等）和操作條件（溫度、壓力等），按照既適用又經濟的原則來考慮。 </p><p>　　常用材料有鑄鐵（灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵）、普通碳素鋼、優(yōu)質碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼、特種合金鋼等。 </p><p>　　（二）阻火器的設計

14、 </p><p>　　1、常見的阻火器種類 </p><p>　　安全防備流體通過時火焰蔓延和傳播的設備，就是阻火器。阻火器在化工工藝設計中可以按照使用途徑進行分類，主要分為阻爆型和阻爆燃型阻火器。按照使用場所進行分類，主要分為管道阻火器和防空阻火器。按照結構進行分類，主要可以分為波紋型、液封型、版型、充填型、金屬網(wǎng)型阻火器。 </p><p>　　2、化工工藝設

15、計中的阻火器設置 </p><p>　　輸送的混合氣體如果具體爆轟或者爆燃性、氣體具有自行分解導致爆炸引起火焰蔓延、連接明火設備減壓后的管道，都必須在指定位置安裝阻火器。 </p><p>　　3、化工工藝設計中的阻火器選用原則 </p><p>　　化工工藝設計中的阻火器選擇，要根據(jù)使用場所決定選擇管道阻火器還是防空阻火器； 根據(jù)潛在點火源的方向和設置位置，決定使

16、用單向阻火器還是雙向阻火器；根據(jù)蒸汽的爆炸分級MESG或工藝氣體，確定選擇阻火元件的允許間隙要小于蒸汽的MESG值或工藝氣體的M ESG值；要根據(jù)阻火器入口的火焰?zhèn)鞑ニ俣冗x擇阻轟還是爆燃阻火器。 </p><p>　?。ㄈ┌踩y的設計 </p><p><b>　　1、安全閥的分類 </b></p><p>　　誘導閥或彈簧作用控制的閥門，就

17、是化工工藝設計中的安全閥?；すに囋O計中的安全閥按照安全閥的國標分類，可以分為帶動力輔助裝置式、直接荷載式、先導式、帶補充再和式。按照閥片開啟高度可以分為微啟式和全啟式。按照結構可以分為帶散熱片和不帶散熱片、帶扳手和不帶扳手、平衡和不平衡、封閉和不封閉彈簧式安全閥。按照平和內壓方式不同還可以分為，先導式、彈簧式、杠桿式安全閥。 </p><p>　　2、安全泄放裝置（安全閥、爆破片裝置）設置場所 </p&g

18、t;<p>　?。?）設計壓力小于外部壓力源的壓力，出口可能被關斷或堵塞的設備和管道系統(tǒng)； </p><p>　?。?）出口可能被關斷的容積式泵和壓縮機的出口管道； </p><p>　?。?）因冷卻水或回流中斷，或再沸器輸入熱量過多而引起超壓的蒸餾塔頂?shù)臍庀喙艿溃?</p><p>　　（4）因不凝氣體積聚產生超壓的設備和管道系統(tǒng)； </p&g

19、t;<p>　?。?）加熱爐出口管道中切斷閥或調節(jié)閥的上游管道； </p><p>　?。?）因兩端切斷閥關閉，受環(huán)境溫度、陽光照射或伴熱影響面產生熱膨脹或汽化的管道系統(tǒng)； </p><p>　　（7）放熱反應可能失控的反應器出口處切斷閥上游的管道系統(tǒng)； </p><p>　　（8）凝汽式汽輪機的蒸汽管道出口； </p><p>

20、;　　（9）蒸汽發(fā)生器等產汽設備的出口管道； </p><p>　?。?0）低沸點液體（液化氣等）容器的出口管。 </p><p>　　3、安全閥壓力的設定 </p><p>　　化工工藝設計中，當只安裝一個安全閥時，安全閥壓力要在小于系統(tǒng)設計壓力的前提下，不大于系統(tǒng)設計壓力的20kPa 和10% 中的較大者；當安裝多個安全閥時，必須保證有一個安全閥壓力不大于系統(tǒng)設

21、計壓力，其余安全閥設計壓力小于系統(tǒng)壓力的5% ，統(tǒng)設計壓力的，且安全閥最大泄放壓力均應不大于系統(tǒng)設計壓力的30kPa 或12% 中的較大者。為防止火災事故發(fā)生而安裝的安全泄放裝置，且最大泄放壓力應不大于系統(tǒng)設計壓力的16%。 </p><p>　?。ㄋ模┕に囉嬎愕姆椒?</p><p>　　隨著電子技術的飛速發(fā)展，計算機輔助技術也被廣泛的應用到了我國的煉油以及化工工程的設計之中，因此，在繪

22、圖的準確性以及繪圖效率上得到了顯著的提高，降低了設計者的人力輸出，并且改善了工作效率，尤其是為圖形修改方面提供了巨大的便利，將之稱為繪圖領域中的工業(yè)革命化一點也不為過。 </p><p>　　工藝計算包括物料和能量衡算，物料、能量聯(lián)合衡算，有效計算以及其它計算。通過物料衡算、能量衡算、過程速率以及物性計算等方程在結合數(shù)學的運算方法利用計算機的高級語言來編寫相應的計算程序。不論何種工藝過程，其組成都是一些基本單元，

23、為了使方案變得更加完善，通常可以采用基本單元模塊化的方式編制成計算程序，然后將這些小的單元模塊通過設計方案實行不同的組合連接，這樣一來就能夠有效的完成不同種類的工藝流程計算，也因此而獲得各種自變量的變化對于因變量的影像信息，進而挑選出最為優(yōu)質的設計方案。 </p><p>　　三、對化工工藝設計的建議 </p><p>　?。ㄒ唬┮浞值目紤]能源消耗問題 </p><p

24、>　　在生產過程中能源占總成本的很大一部分，所以在工藝設計與研究的過程中應該對于降低能源消耗的問題進行充分的考慮。 </p><p>　　（二）要體現(xiàn)基建投資的降低 </p><p>　　化工屬于資本密集型的行業(yè)，若非在技術上有了重大的突破使得產品工藝得到更新升級進而代替原有的產品，通常只能是利用瓶頸問題的突破、對現(xiàn)有的改造以及提高產能等用以達到改進的目的。通過工藝優(yōu)化、降低設備尺寸

25、，可顯著節(jié)約投資。但在其實施方面，有兩個因素會對其造成一定的影響： </p><p>　　一是若想徑向縮小設備就必須要自旋轉子，但是自旋是需要電力支持的，所以增加了能源的費用。 </p><p>　　二是蒸餾塔的輔助件一般不需要變動。正是以上兩個因素使得Higee設備只能應用在少數(shù)的裝置上。 </p><p>　　還有一種方法，就是減少在工藝過程中設備的應用，盡可能

26、講多功能集中于一臺設備上完成相關工作。 </p><p><b>　　結語 </b></p><p>　　綜上，化工工藝設計是化工設計的核心，在整個設計中起主導作用。我們必須了解化工工藝設計的特點，充分考慮化工工藝設計中容易出現(xiàn)的問題，重視安全為先問題和設備安裝設計問題，保證化工工藝設計的安全性，保證化工工藝設計的完善性，從而更好的主導化工設計。 </p>

27、<p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]姚慧.化工工藝設計中的安全問題及控制[J].企業(yè)技術開發(fā)，2012.10. </p><p>　　[2]魏國清，鐘彥宇.關于化工工藝設計中的相關問題的探討[J].經濟技術協(xié)作信息，2012.18. </p><p>　　[3]鞠學貞.化工工藝設計中的思考與建議[J]