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化工工藝設(shè)計流程范文第1篇

關(guān)鍵詞：天然氣液化裝置；液化工藝；分析

前言

天然氣是石油的伴生物同時也是一種重要的清潔能源，每年全世界都需要消耗大量的天然氣?，F(xiàn)今我國每年都會進(jìn)口大量的天然氣.為方便天然氣的運輸與儲藏可以采用將天然氣液化的方式來減少天然氣的體積。為更好的得到并利用液化天然氣（LNG），需要在液化天然氣（LNG）制取工藝特點的基礎(chǔ)上做好液化天然氣（LNG）制取技術(shù)的分析和生產(chǎn)設(shè)備的選擇。

1 液化天然氣（LNG）的特點

液化天然氣（LNG）相對于壓縮天然氣（CNG）具有以下特點：（1）相對于壓縮天然氣，液化天然氣（LNG）密度更高，能夠更好的降低運輸與儲存的成本。（2）燃燒釋放的熱量較大。（3）液化天然氣（LNG）清潔環(huán)保，污染低?，F(xiàn)今我國對于天然氣的需求量巨大，除了使用天然氣管道從陸上進(jìn)行運輸外，每年所進(jìn)口的液化天然氣（LNG）多采用的是由專用的LNG船進(jìn)行運輸，各主要液化天然氣的接收站都主要分布在沿海大型的港口碼頭，為提高天然氣的使用效率，需要做好天然氣的液化天然氣的制取。文章在分析液化天然氣制取工藝特點的基礎(chǔ)上對一種新型的液化天然氣生產(chǎn)裝置進(jìn)行分析闡述。

2 液化天然氣生產(chǎn)裝置的工藝流程及設(shè)備分析

某調(diào)峰型LNG生產(chǎn)裝置設(shè)計天然氣利用為50萬立方米/天，設(shè)計年產(chǎn)液化天然氣10萬噸，在液化天然氣的生產(chǎn)制備裝置采用的是國外先進(jìn)的單循環(huán)混合制冷劑的液化方式，相較于傳統(tǒng)的級聯(lián)式天然氣液化方式以及其他的混合制冷劑液化方式，在能源消耗、制取成本以及運行維護(hù)方面都有著較大的提升，同時采用單循環(huán)混合制冷劑的液化方式能夠極大的減少儀表的數(shù)量，從而使得液化天然氣的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)、運行成本大為降低。在液化天然氣的制備工藝中主要分為三個階段，分別為：（1）預(yù)處理階段，在這一階段中主要是為了去除天然中所含有的二氧化碳、水等的雜質(zhì)，對天然氣進(jìn)行脫酸干燥。（2）完成了預(yù)處理后進(jìn)入天然氣的液化分離階段，在此階段中通過使用氮氣及其他多分子烴類物質(zhì)所組成的制冷劑對天然氣進(jìn)行液化分離得到所需要的液化天然氣。（3）將液化后的天然氣進(jìn)行儲存和運輸并補充前一階段所消耗的制冷劑。

2.1 天然氣的脫碳脫酸工藝流程及設(shè)備

在液化天然氣的制備之初需要對普通天然氣進(jìn)行脫碳和脫酸處理用以去除天然氣中所含有的水分和二氧化碳等雜質(zhì)，避免此類雜質(zhì)在后期冷卻中凍結(jié)堵塞天然氣液化設(shè)備。在整個液化天然氣設(shè)備的預(yù)處理工作中主要分為兩個部分，首先普通天然氣以4.0-4.5MPa的壓力進(jìn)入過濾分離器中去除天然氣中所含有的銹渣和砂石等的雜質(zhì)，而后將完成過濾的后的天然氣通入到胺液處理區(qū)，通過其天然氣在胺接觸塔內(nèi)自下而上與甲基二乙醇MDEA溶液吸收劑進(jìn)行充分的接觸，從而將天然氣中所含有的二氧化碳吸收去除，完成處理后的天然氣溫度從進(jìn)入裝置后的常溫20℃升到了40.7℃，而后需要將天然氣經(jīng)過冷卻降溫，經(jīng)過處理后的天然氣中的濃度將大幅下降，天然氣的壓力將下降到3.9MPa。在工序處理中，吸收二氧化碳的富胺液從胺接觸塔中流出進(jìn)入閃蒸罐減壓，在閃蒸罐內(nèi)完成胺液與二氧化碳的分離，完成胺液的循環(huán)利用。減少天然氣液化的生產(chǎn)成本。完成再生后的胺液再將其重新泵入胺接觸塔中，而后繼續(xù)使用其完成對于二氧化碳的吸收。整個天然氣的二氧化碳吸收系統(tǒng)不斷循環(huán)，并通過自動控制系統(tǒng)確保脫碳裝置安全、可靠運行。

2.2 液化天然氣生產(chǎn)預(yù)處理中的脫水流程及設(shè)備

在液化天然氣生產(chǎn)預(yù)處理脫水中主要采用的是兩套分子篩干燥床系統(tǒng)完成對于天然氣的干燥，從而有效的將天然氣中所含有的水分含量降低到1ppmv以內(nèi)，確保液化天然氣后續(xù)工序的正常進(jìn)行。在天然氣脫水工序中，首先將完成脫碳后的天然氣通入到分子篩過濾分離器中以除去天然氣中所攜帶的胺液雜質(zhì)，而后對完成過濾的天然氣使用兩組分子篩干燥器對其進(jìn)行干燥，而后將干燥后的天然氣依次通過粉塵過濾器、汞脫離器、汞脫離粉塵后即可進(jìn)入下一步的天然氣液化環(huán)節(jié)，需要注意的是在天然氣的脫水環(huán)節(jié)還可以通過調(diào)節(jié)奧比特開關(guān)閥來控制分子篩的再生，其主要原理是通過使用少量的再生氣來完成分子篩中的水分的吸收，從而使得分子篩可以重新在此得以利用，通過這一環(huán)節(jié)可以很好的降低天然氣液化的成本。

2.3 天然氣的液化流程與設(shè)備

在完成了對于天然氣的前期預(yù)處理后，將完成預(yù)處理的天然氣導(dǎo)入到液化階段，天然氣首先進(jìn)入冷箱進(jìn)行冷卻，冷箱采用的是高效鋁制板翅型換熱器，能夠最大限度的提高換熱效率，減少能源浪費。冷箱內(nèi)采用的是混合型冷卻劑（由氮氣、甲烷、乙烯等組成）來進(jìn)行制冷，在這一環(huán)節(jié)，純凈的天然氣從前期凈化后的常溫迅速冷卻至-161℃實現(xiàn)液化，而后將液化后的天然氣送至LNG儲藏罐進(jìn)行存儲，以上時天然氣液化的流程。在天然氣液化的過程中需要注意混合冷卻劑的制備和壓縮，其對于天然氣的迅速冷卻效果有著極為重要的影響。

冷劑吸收罐是天然氣液化工藝中的第一個設(shè)備，其中的制冷劑組分別來自甲烷、氮氣以及丙烷、乙烯和其他混合烴，其中所使用的甲烷主要來自于脫水階段，主要用于分子篩脫水的再生氣，其被引入冷卻劑吸收罐。氮氣在制冷的過程中主要通過界區(qū)外進(jìn)行引入吸收進(jìn)冷卻吸收罐中，丙烷則是通過與天然氣進(jìn)行混合、干燥后進(jìn)入冷卻劑吸收罐。冷卻劑引入對于確保冷卻效果極為重要，在冷卻的過程中需要將多余的制冷劑進(jìn)行回收并引入到冷劑吸收罐中進(jìn)行重復(fù)利用，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。在冷卻的過程中，還會混雜有一些從冷卻壓縮機的一級壓縮出后所引出的氣態(tài)冷卻劑會進(jìn)入到冷卻罐中，這些冷劑主要實現(xiàn)吹掃的作用。同以上冷劑的分組共同進(jìn)入冷劑吸收罐中并進(jìn)行充分的混合即可完成對于天然氣液化中所使用的冷卻劑（氣態(tài)）的制備。在完成了對于冷劑的氣態(tài)制備后還需要將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏匾簯B(tài)才能為天然氣的急速冷卻提供充足的冷量，為了制備低溫液態(tài)的冷卻劑需要使得常溫氣態(tài)冷劑經(jīng)過壓縮-冷凝-冷卻-膨脹的一系列的流程，并在膨脹的過程中與原料氣進(jìn)行熱交換，從而使得純凈的天然氣能夠迅速的凝結(jié)為超低溫的液體。在對于液態(tài)制冷劑的制備上為達(dá)到良好的制備效果，需要采用兩級壓縮的壓縮機，其工作排量需要達(dá)到60000立方米/小時。在冷劑壓縮的過程中，首先經(jīng)過的第一級壓縮，使得制冷劑的壓力與溫度都得到提升，而后將壓縮后的制冷劑進(jìn)入到一級冷卻器中冷卻至氣液混合的狀態(tài)，而后將這一混合狀態(tài)的氣液混合相經(jīng)過氣液分離，將其中的液相部分導(dǎo)入到一級冷劑增壓泵中進(jìn)行增壓，而氣相部分則從一級氣液分離器中的頂端溢出，并將其導(dǎo)入到冷劑壓縮機中進(jìn)行再次的壓縮，以得到高壓氣態(tài)冷劑，而后將高溫氣態(tài)冷劑與高溫液態(tài)冷劑在共同管路中進(jìn)行混合，使兩者形成混合，而后將這一混合態(tài)的氣液相導(dǎo)入到二級冷凝器與二級氣液分離器中重復(fù)上述步驟，將二級氣液分離器頂部所溢出的氣態(tài)冷劑導(dǎo)入到冷箱中，而將分離的液態(tài)冷劑經(jīng)過增壓后導(dǎo)入到重?zé)N熱交換器中進(jìn)行急速降溫，對于完成降溫后的液態(tài)冷劑將其導(dǎo)入到冷箱中，通過以上的環(huán)節(jié)即可使得天然氣液化所需要的冷劑的制備趨于完成。在整個天然氣液化的工藝流程中，其是一個復(fù)雜的循環(huán)體，上述流程僅是對天然氣液化流程的簡要描述，為控制這一復(fù)雜的流程還需要做好對于天然氣液化的自動化控制，以提高天然氣液化的效率與效果。

2.4 天然氣液化工藝流程中所使用的制備設(shè)備

在天然氣液化的工藝流程中涉及到大量復(fù)雜的設(shè)備，根據(jù)設(shè)備的功用及運動情況可以將其分為：動、靜設(shè)備和其他設(shè)備幾種。在天然氣液化中所使用的靜設(shè)備主要包括有干燥器、分子篩、冷箱、液態(tài)天然氣儲藏罐以及天然氣液化過程中所使用的各種罐儲容器、冷卻交換器等。在天然氣液化中所使用的動設(shè)備主要包括有：制冷劑壓縮機（其主要使用氮氣、甲烷、乙烯以及混合烴等所組成的混合制冷劑）、低壓蒸發(fā)氣壓縮機、高壓蒸發(fā)氣壓縮機以及各種配套的泵系統(tǒng)。天然氣液化裝置中的其他各類配套裝置主要指的是：各種連接用的工藝管道、天然氣液化自動控制系統(tǒng)，以及各種規(guī)格的壓力儀表、閥門和分析儀等，在天然氣液化流程中所使用的各種連接工藝管道為確保其連接效果需要使用大量的耐壓鋼管并配套有相應(yīng)管徑的法蘭、接頭等，由于管道的工況較為惡劣，需要確保天然氣液化中所使用的各種鋼管、法蘭以及接頭等具有良好的耐腐蝕、耐低溫以及防銹效果，確保天然氣液化的安全生產(chǎn)。天然氣液化工程量大且復(fù)雜，為提高天然氣液化過程中的自動控制的效果，在天然氣液化過程中的自動控制中采用的是分布式的DCS集散控制系統(tǒng)，以提高其的控制效果與可靠性。在天然氣液化裝置所使用的鋪筑裝置中，需要使用大量的一次儀表和DCS二次儀表，如溫度計、壓力表、液位計、溫度變送器、壓力變送器等的裝置和設(shè)備，為確保天然氣液化裝置的安全可靠的運行提供準(zhǔn)確的測量數(shù)值。

3 天然氣液化系統(tǒng)所使用的其他輔料

在天然氣液化裝置所使用的原料氣需要控制其質(zhì)量，以提高天然氣液化后的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)節(jié)能增效。在天然氣液化過程中所使用的輔料主要指的是天然氣液化工藝中所需要用到的各種原料組分，對于所使用的胺液MDEA和分子篩干燥劑需要使用進(jìn)口原料，其他輔料則采用的是國產(chǎn)品牌。在天然氣液化中的公共裝置中所使用的燃料則主要由本天然氣液化裝置中的甲烷。在天然氣液化裝置中還需要做好裝置的防雷和防靜電處理，為確保天然氣液化裝置的順利運行，需要在天然氣液化裝置的設(shè)備、管道以及構(gòu)架等區(qū)域設(shè)置好專用的防靜電裝置，以避免靜電感應(yīng)造成安全事故。新型天然氣液化裝置采用單循環(huán)混合制冷劑液化方式，在能耗與效率方面都有了較大的進(jìn)步。能夠更好實現(xiàn)天然氣液化生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

天然氣是一種極為重要的優(yōu)質(zhì)能源，通過對天然氣進(jìn)行液化可以使得存儲和運輸更為方便。文章在介紹一種新型天然氣液化制取裝置及配套工藝和設(shè)施的基礎(chǔ)上對該天然氣制取裝置中的節(jié)能增效的設(shè)置進(jìn)行了分析闡述，其采用先進(jìn)的換熱器、使用循環(huán)再生氣以及合理布局管道等的方式來減少能量的浪費，能夠在天然氣液化制備中取得良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]林暢，等.大型天然氣液化技術(shù)與裝置建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工進(jìn)展，2014（11）：2916-2922.

化工工藝設(shè)計流程范文第2篇

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床；工藝流程；澆筑；溫度；壓力；壁溫塊

0 引言

循環(huán)流化床鍋爐屬于沸騰爐，與大家都比較熟悉的四角切圓旋風(fēng)爐、前后墻對吹室燃爐不同，下面以無錫華光11V-SM1 480T/H鍋爐為例，大致說一下工藝流程及熱控溫度、壓力、壁溫元件安裝注意事項。

1 循環(huán)流化床的工藝流程

1.1 制粉系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐沒有磨煤機，一定粒度的燃煤經(jīng)給煤機進(jìn)入布置在前墻的四根落煤管，落煤管上端有送煤風(fēng)，下端靠近水冷壁處有播煤風(fēng)，給煤借助自身重力和引入的送煤風(fēng)沿著落煤管滑落到下端在距布風(fēng)板2300處進(jìn)入爐膛，給煤量通過改變給煤機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整。

1.2 風(fēng)煙系統(tǒng)

一次風(fēng)機送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐下水冷風(fēng)室，通過水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)機送出的風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，通過分布在爐膛前后墻上的噴口噴入爐膛，補充空氣，加強擾動與混合。燃料在爐膛內(nèi)與流化狀態(tài)下的循環(huán)物料摻混燃燒，床內(nèi)濃度達(dá)到一定后，大量物料在爐膛內(nèi)呈中間上升，貼壁下降的內(nèi)循環(huán)方式，沿爐膛高度與受熱面進(jìn)行熱交換，隨煙氣飛出爐膛的眾多細(xì)小物料經(jīng)蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器，絕大部分物料又被分離出來，從返料器返回爐膛，再次實現(xiàn)循環(huán)燃燒。而比較潔凈的煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器由尾部煙道排出。

1.3 點火系統(tǒng)

四臺床下點火燃燒器并列布置在爐膛水冷風(fēng)室后側(cè)。由點火油槍、高能電子點火器及火檢裝置組成。點火油槍為機械霧化，燃料為輕柴油。每支油槍出力800kg/h，油壓2.5Mpa，床下油槍所需助燃空氣為一次風(fēng)。對于床下點火燃燒器，空氣和油燃燒后形成850℃左右的熱煙氣。從水冷風(fēng)室上的布風(fēng)板均勻送入爐膛。

1.4 返料系統(tǒng)

返料器內(nèi)的松動風(fēng)與返料風(fēng)采用高壓冷風(fēng)，由小風(fēng)帽送入，松動風(fēng)與返料風(fēng)的風(fēng)帽開孔數(shù)量及孔徑有差別，返料風(fēng)大，松動風(fēng)小，并采用分風(fēng)室送風(fēng)。

1.5 汽水系統(tǒng)

給水經(jīng)過水平布置的四組省煤器加熱后進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)的鍋水由集中下降管、分配管進(jìn)入水冷壁下集箱、上升管、爐內(nèi)水冷屏、上集箱，然后從引出管進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)設(shè)有汽水分離裝置。飽和蒸汽從鍋筒頂部的蒸汽連接管引至汽冷旋風(fēng)分離器，然后依次經(jīng)過尾部汽冷包墻管、低溫過熱器、一級噴水減溫器、爐內(nèi)屏式過熱器、二級噴水減溫器、高溫過熱器，最后將合格的過熱蒸汽引向汽輪機。

2 熱控測點安裝

循環(huán)循環(huán)流化床的鍋爐燃燒室、旋風(fēng)分離器出口煙道、返料裝置均澆筑耐磨材料；部分區(qū)域固體粉塵顆粒較多，因此，對于熱控設(shè)備如溫度，壓力安裝就要注意安裝方式，否則會出現(xiàn)溫度測量不準(zhǔn)、壓力測點老堵的現(xiàn)象。

2.1 針對不同位置溫度測點的安裝方式

1）燃燒室、返料裝置，此兩個位置都有內(nèi)澆筑料，而且固體顆粒物較多。安裝這兩處溫度計有以下要點：

（1）安裝溫度計套管時，一定要有傾斜角度，目的防止高溫顆粒在溫度元件上堆積造成測量不準(zhǔn)。

（2）溫度計是耐磨熱電偶。

（3）為防止?jié)仓┕し脚鰤脑?，一般不安裝溫度計元件，只安裝套管，因此，為防止?jié)仓绞┕r堵住測點，一定要事先查好澆筑厚度，使套管超出澆筑厚度。

（4）澆筑施工方辦好施工工序交接單，以防堵塞測點孔。

此兩處溫度計安裝形式如圖1。

2）旋風(fēng)筒出口煙道有澆筑料及少量的固體顆粒物、水冷風(fēng)室處有澆筑料沒有顆粒物，安裝此兩處溫度計有以下要點：

（1）旋風(fēng)筒出口煙道溫度計是耐磨熱電偶，水冷風(fēng)室處溫度計是一般熱電偶。

（2）為防止?jié)仓┕し脚鰤脑?，一般不安裝溫度計元件，只安裝套管，因此，為防止?jié)仓绞┕r堵住測點，一定要事先查好澆筑厚度，使套管超出澆筑厚度。

（3）澆筑施工方辦好施工工序交接單，以防堵塞測點孔。

此兩處溫度計安裝形式如圖2。

圖1

圖2

3）尾部包墻、省煤器處、空預(yù)器處三處沒有澆筑料有少量粉塵，安裝溫度計時不需考慮澆筑料，需注意以下要點：

（1）溫度計是一般熱電偶。

（2）施工時注意套管長度，使溫度計插入深度能夠調(diào)節(jié)。

圖3

圖4

（3）避開吹灰器及省煤器的蛇形管。

此三處溫度計安裝形式如圖3。

4）點火器內(nèi)內(nèi)有澆筑料及少量的油，安裝時要注意以下要點：

（1）溫度計是一般熱電偶。

（2）施工時注意套管長度，套管能超出澆筑料，溫度計插入深度能夠調(diào)節(jié)。

（3）溫度計套管和溫度計之間密封必須要良好，避免漏油。

此處溫度計安裝形式如圖3.

2.2 循環(huán)流化床的所有壓力測點安裝都一樣，需注意以下安裝要點

（1）取壓部件為防堵吹掃裝置或防堵取樣器。

（2）爐內(nèi)有澆筑料的地方要保證取源部件能夠伸出澆筑料，同時保證外面的壓力接管座在保溫層外面。

壓力取源部件的安裝形式如圖4。

2.3 鍋爐壁溫安裝

主要有省煤器吊掛管壁溫，低過出口壁溫，屏過出口壁溫，高過出口壁溫，汽包上下壁溫。安裝壁溫時注意要點：

（1）壁溫塊和管壁三點點焊。

（2）壁溫塊安裝按照鍋爐廠家圖紙尺寸。

（3）屏過出口壁溫位于頂棚上，頂棚和屏過出口管有密封膨脹節(jié)，壁溫塊若按圖紙施工就會被密封與膨脹節(jié)內(nèi)，為此壁溫塊要適當(dāng)上移，焊接與密封膨脹節(jié)外。

（4）壁溫引出考慮鍋爐膨脹，在引出鍋爐本體時留出一定的裕量。

3 結(jié)束語

弄清楚循環(huán)流化床的工藝流程及內(nèi)部澆筑部位厚度，對于熱控設(shè)備測點的安裝很重要，熱控設(shè)備安裝中注意安裝要點，避免機組出現(xiàn)的溫度測量不準(zhǔn)及壓力測點老堵的現(xiàn)象，從電廠實際運行來看，熱控測點測量達(dá)到了較為理想的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]DL/T 5210.4-2009 電力建設(shè)施工質(zhì)量驗收及評價規(guī)程[S].熱工儀表及控制裝置篇.

化工工藝設(shè)計流程范文第3篇

[關(guān)鍵詞]化工工藝設(shè)計;安全問題;控制

中圖分類號：TQ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0280-01

在當(dāng)前化工工藝設(shè)計中，工藝的安全問題越來越受到化工行業(yè)的重視，因此在設(shè)計中安全環(huán)節(jié)的控制顯得越來越重要?；すに囋O(shè)計與生產(chǎn)過程中在實踐運用上有許多必要條件，不僅要嚴(yán)格規(guī)范且正確執(zhí)行相關(guān)的政府法律法規(guī)，而且還應(yīng)該研究化工工藝設(shè)計的安全問題及控制方法，對化工工藝設(shè)計進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，促進(jìn)化工工業(yè)的不斷發(fā)展。

1 化工工藝設(shè)計理論概述

設(shè)備布置、工藝流程和管道布置是化工工藝設(shè)計的3個重要方面?；すに囋O(shè)計的主要內(nèi)容是通過工藝計算繪制工藝流程圖，提供給設(shè)備專業(yè)繪制設(shè)備圖紙的相關(guān)參數(shù)，并提出工藝控制方面的參數(shù)供自控專業(yè)儀表選型，然后工藝專業(yè)根據(jù)工藝流程圖完成初步的設(shè)備布置圖，最后由管道專業(yè)結(jié)合設(shè)備布置圖進(jìn)行管道配管并完成最終的管道布置圖紙。

化工工藝設(shè)計包括不同的種類，主要有概念設(shè)計、中試設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計等。

這些不同種類的設(shè)計在化工工藝的實踐中都發(fā)揮著重要的作用?；すに囋O(shè)計本身具有很多特點，這些特點對化工設(shè)計的安全有很大的影響，也是引發(fā)化工工藝設(shè)計安全問題的重要因素，也越來越受到人們的重視。安全問題主要有：設(shè)計的基礎(chǔ)資料不完整，數(shù)據(jù)的可靠性和完整性不如常規(guī)裝置;化工工藝設(shè)備種類繁多，規(guī)格特殊，對設(shè)備的設(shè)計和選用都提出了特殊要求;化工工藝設(shè)計工作量大，管道設(shè)計要作特殊考慮;設(shè)計周期短，為盡快占領(lǐng)市場，化工工藝設(shè)計往往邊開發(fā)邊設(shè)計，邊建設(shè)邊更改設(shè)計;規(guī)模大小不一，為節(jié)約投資，某些設(shè)計不可能完全按照規(guī)定去做。這些特點無疑會造成化工工藝設(shè)計的安全隱患。

2 化工工藝設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題及其控制

化工工藝設(shè)計中的安全問題主要指的是生產(chǎn)中存在的可能導(dǎo)致事故發(fā)生的隱患和損失的不安全因素。因此在化工工藝設(shè)計中要不斷增強危險識別意識，積極控制事故隱患，盡量防止不安全技術(shù)，避免危險物品及設(shè)備的使用，并采取相應(yīng)的控制手段，提出預(yù)防、降低甚至消除危險性，提高工藝安全高效運轉(zhuǎn)的措施及建議。

2.1 對工藝物料方面安全問題的控制

化工工藝生產(chǎn)中的原材料、半成品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、產(chǎn)品以及貯存中的物質(zhì)分別以不同的狀態(tài)存在，即氣、液、固態(tài)，這些物質(zhì)都有其特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)，在一定狀態(tài)下會產(chǎn)生危險或危害。因此，對這些物質(zhì)的危險特性進(jìn)行了解和掌握是非常重要的，而且要增強對這些物質(zhì)穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)、毒性等的識別意識，進(jìn)而做出評價和分析，防止或降低危害的發(fā)生。

2.2 化工工藝路線方面的安全問題與控制

化工設(shè)計中的一種反應(yīng)往往會涉及幾條工藝路線，在設(shè)計中要考慮采用哪條路線能使生產(chǎn)更安全或把危害降到最低。這個過程中對物料、生產(chǎn)條件、設(shè)備等的使用都要做出最完善的考慮。要盡量使用無害的或低危險性的物料;降低生產(chǎn)條件的苛刻程度來緩解反應(yīng)的劇烈程度;新設(shè)備、新技術(shù)的采用要減少三廢（廢氣、廢液、廢固）排放，并積極實施三廢的回收循環(huán)使用，以減少對環(huán)境的污染。

2.3 化工反應(yīng)裝置方面的安全問題與控制

化工反應(yīng)是產(chǎn)品生產(chǎn)的核心，通過化工反應(yīng)在獲得所需產(chǎn)物的同時也產(chǎn)生了很多安全性問題，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生，因此反應(yīng)裝置的設(shè)計和選擇都需要經(jīng)過科學(xué)的分析和計算?；瘜W(xué)反應(yīng)的種類多樣，在反應(yīng)安全控制方面存在較大的難度。在化工反應(yīng)中也存在著反應(yīng)失控的潛在危機，如何控制反應(yīng)物的反應(yīng)速度或熱效應(yīng)都是非常重要的。在工藝設(shè)計中采用減少進(jìn)料量、控制某種物料的加熱速度、加大冷卻能力如外循環(huán)冷卻器的方法或采用多級反應(yīng)等措施來控制反應(yīng)。在反應(yīng)器的運行過程中，有時會出現(xiàn)容器超壓而變形甚至遭到破壞的現(xiàn)象，容易造成安全事故，因此在容器上安裝壓力釋放裝置必不可少。

2.4 管道方面的安全問題與控制

通常管道輸送的物料多屬易燃、易爆甚至腐蝕性或毒性物品，如果管道中某些部分出現(xiàn)泄漏，各種有毒有害的物質(zhì)就會漏出，這不僅對環(huán)境造成污染，而且對化工生產(chǎn)造成很大的安全隱患。因此在管道設(shè)計中，要充分考慮到管道的材料選擇、布置和應(yīng)力分析等可能造成管道泄漏的因素。例如管徑、材質(zhì)等的合理選擇，尤其是注意管道連接處和拐彎處彎頭的材料和管徑選擇，同時無論是在室內(nèi)還是在室外，管道都必須可靠地與地面連接。

3 促進(jìn)化工工藝設(shè)計良性發(fā)展的建議

3.1 化工工藝設(shè)計要注重降低能源消耗量

能源成本是化工生產(chǎn)總成本中的一個重要的組成部分，采用先進(jìn)的技術(shù)手段降低能源消耗量是化工工藝設(shè)計和研究的重要方面。首先要選用先進(jìn)的生a技術(shù)及最優(yōu)化的工藝流程，從源頭上控制能源的消耗，其次在工藝設(shè)計上要求流程簡練、設(shè)備選型合理、布置緊湊、能量利用合理，同時還應(yīng)盡可能采取物物換熱設(shè)計，實現(xiàn)能量的分級使用和回收，以節(jié)約能源的消耗，根據(jù)工藝參數(shù)選擇最佳的流程和最適宜的管徑，降低流體輸送阻力損失，降低能耗。

3.2 積極改善生產(chǎn)環(huán)境

當(dāng)前化工污染問題不可忽視，解決污染問題就要減少污染源并對廢物進(jìn)行回收利用。從工藝過程上要減少污染就必須重視現(xiàn)有裝置的更新和污染物的終端處理兩個問題。

針對這兩種情況就要不斷提高化學(xué)反應(yīng)和能源分離效率，提高能源利用率、減少能源轉(zhuǎn)化率在生產(chǎn)過程中的損失，這不僅能增加產(chǎn)業(yè)效益而且能減少處理廢物時的費用;積極應(yīng)用HEN分析方法不斷改進(jìn)和更新裝置，節(jié)約用水，并對廢水進(jìn)行再次回收利用，最大限度的節(jié)約水資源。

3.3 工藝設(shè)計理論研究與實踐協(xié)調(diào)發(fā)展

當(dāng)前工藝設(shè)計應(yīng)用亟待拓展，這就需要將研究開發(fā)與設(shè)計建設(shè)聯(lián)系起來綜合發(fā)展，并積極開發(fā)新的工藝設(shè)計方式。新的工藝設(shè)計方式應(yīng)該是開發(fā)一個帶有能量平衡流程、熱力學(xué)軟件包及研究容器設(shè)備的一個簡單經(jīng)濟(jì)模型，摒棄傳統(tǒng)方式過于程序化且生產(chǎn)效率較低的發(fā)展方式。新的發(fā)展方式應(yīng)更重視推測和估算，目的是將試驗計劃盡快涉及到工藝的關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)經(jīng)濟(jì)問題，并通過專門的試驗成果不斷更新工藝發(fā)展的模型?？傊すに囋O(shè)計要將理論和實踐結(jié)合并與時代的最新發(fā)展技術(shù)相接軌從而發(fā)揮其巨大功效。

4 結(jié)語

本文對化工工藝的概念、特點及分類進(jìn)行闡述，并分析化工工藝設(shè)計中工藝物料、工藝路線、反應(yīng)裝置、管道方面的安全問題及其控制，并提出通過降低能源消耗量、積極改善生產(chǎn)環(huán)境、工藝設(shè)計理論研究與實踐協(xié)調(diào)發(fā)展等途徑提高化工工藝生產(chǎn)的高效運轉(zhuǎn)，促進(jìn)化工工業(yè)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

化工工藝設(shè)計流程范文第4篇

【關(guān)鍵詞】磷化工；評價決策；支持系統(tǒng)；開發(fā)

1引言

現(xiàn)階段，磷化工企業(yè)進(jìn)行區(qū)域發(fā)展的規(guī)劃和管理時，利用評價決策支持系統(tǒng)能夠有效分析磷化工工藝中物料的實際消耗以及產(chǎn)出情況，進(jìn)一步提升了磷化工技術(shù)的創(chuàng)新能力以及水平，所以加強對此系統(tǒng)的開發(fā)研究有著十分重要的意義。

2磷化工技術(shù)評價決策系統(tǒng)組成框架

現(xiàn)階段，我國所具有的磷化工技術(shù)評價決策支持系統(tǒng)主要為磷化工技術(shù)，此系統(tǒng)能夠有效的模擬磷化工工藝流程、衡算其熱量并作出相應(yīng)的技術(shù)評價。此系統(tǒng)主要由三個部分組成，即人機交換系統(tǒng)、模型庫管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具體如下所述：2.1人機交互系統(tǒng)此系統(tǒng)中的人機交換系統(tǒng)主要對話的部件就是跟磷化工用戶之間進(jìn)行交互的截面，其主要包含的內(nèi)容有：登錄系統(tǒng)；程序的驅(qū)動菜單；修改數(shù)據(jù)的接口；錄入數(shù)據(jù)的接口；保存評價結(jié)果；打印結(jié)果。而磷化工用戶將相關(guān)的工藝信息參數(shù)錄入后，磷化工技術(shù)評價決策系統(tǒng)則會將系統(tǒng)運行的最后結(jié)果展示給用戶，因此，人機交互系統(tǒng)主要具有以下三點功能：①提供更為合適的前臺界面，更好的顯示對話的形式。②有效的顯示并執(zhí)行相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的輸入、輸出以及轉(zhuǎn)換。③對系統(tǒng)的人機交互進(jìn)行控制，并管理好模型庫，有效的集合并運行好數(shù)據(jù)庫。2.2模型庫及其管理系統(tǒng)磷化工技術(shù)評價決策支持系統(tǒng)的關(guān)鍵在于模型庫以及對其所展開的各項管理工作，其主要包含有以下幾個模型：①磷礦評價模型；②動態(tài)工藝流程圖模型；③衡算物料和能量的模型；④設(shè)備選型模型；⑤生產(chǎn)報告的模型。各模型都是獨立設(shè)計并編制的，增減模型數(shù)跟修改程序代碼之間不受影響，系統(tǒng)的擴展性能以及通用性能較好。2.3數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)評價決策系統(tǒng)中所包含的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，能夠?qū)⒘谆ぜ夹g(shù)中所設(shè)涉及到的信息模型的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以便有效的實現(xiàn)人機對話，并處理和調(diào)用模型數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)庫以及其相關(guān)的管理系統(tǒng)具有建立數(shù)據(jù)庫、刪除修改數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)庫、檢索信息、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等功能。其中，用戶數(shù)據(jù)庫則主要對用戶的名稱、密碼、所在工作單位以及聯(lián)系方式進(jìn)行了保存；工藝數(shù)據(jù)庫則對磷化工工藝的基本種類和簡介有關(guān)信息進(jìn)行存儲，以便用戶能夠更好的選擇和調(diào)用；磷礦數(shù)據(jù)庫則主要用來對磷礦的產(chǎn)地、分布情況等相關(guān)信息進(jìn)行存儲。用戶可以自行的調(diào)用一些已有的有關(guān)磷礦數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行保存，而對工藝模擬計算中的物料以及能量進(jìn)行存儲，能夠?qū)η芭_頁面的運行提供信息支撐。

3磷化工技術(shù)評價決策支持系統(tǒng)的基本功能

3.1評價原料的適用性磷礦作為磷化工生產(chǎn)的主要原料，其種類較多，且品位不一，所以為了對所選的磷礦進(jìn)行初步的判定則對其適用性進(jìn)行評價，從而判斷此磷礦是否適合用來加工磷化工工藝，同時選出最佳的適用工藝。3.2物料衡算確定工藝的基本流程后，計算主要原料的消耗定額后要以原料跟產(chǎn)品之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系為參照，實現(xiàn)對各中間產(chǎn)物、產(chǎn)品以及副產(chǎn)物各物流量的判斷，為衡算熱量以及選用設(shè)備奠定基礎(chǔ)。3.3能量衡算將物料能量的衡算當(dāng)作基礎(chǔ)，對工藝實施過程中可能達(dá)到的物理狀態(tài)以及化學(xué)狀態(tài)時所能夠傳出的熱量進(jìn)行確定，以便更好的進(jìn)行后續(xù)的設(shè)備選型。3.4設(shè)備選型工藝設(shè)計的基礎(chǔ)在于設(shè)備的選型，其也是項目投產(chǎn)之間的重要環(huán)節(jié)。而技術(shù)評價中所包含的設(shè)備資料能夠為磷化工的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及環(huán)境評價的基礎(chǔ)提供相關(guān)的設(shè)備資料。3.5動態(tài)工藝流程圖此系統(tǒng)中工藝流程圖為動態(tài)的，因而用戶能夠切實的了解到工藝的生產(chǎn)流程，而流程圖上具有的動態(tài)浮動的窗口數(shù)據(jù)，方便了用戶對物料和能量的實際消耗和產(chǎn)出進(jìn)行了解。而設(shè)計該系統(tǒng)主要面向的對象則為用戶，因此動態(tài)的工藝流程圖還能夠給用戶帶來更為清晰、生動以及明了的視覺效果。

4磷化工技術(shù)評價決策支持系統(tǒng)的開發(fā)過程

4.1分析需求①評價目標(biāo)。磷化工產(chǎn)品主要有三種，即磷酸、磷復(fù)肥以及磷酸鹽，需要在生產(chǎn)過程中選出最具代表的典型工藝進(jìn)行評價。②選擇評價模型。③對磷礦評價的資料進(jìn)行整理，計算評價目標(biāo)工藝中所使用到的物料、能量，并繪制出動態(tài)的工藝流程圖。④明確評價的報告形式。一般評估的最終結(jié)果需要以評價報告呈現(xiàn)，以便用戶查看或者保存。4.2編制軟件（1）以決策支持系統(tǒng)理論作為基礎(chǔ)，來搭建出系統(tǒng)的整體框架，監(jiān)理各個功能模塊時則需要使用到微軟SQLServer2005數(shù)據(jù)庫管理開發(fā)系統(tǒng)軟件以及J2EE技術(shù)作為主要工具。（2）對各部分的內(nèi)容進(jìn)行整合時需要利用到調(diào)試運行系統(tǒng)，確保系統(tǒng)具有兼容性。（3）完善人機對話的平臺，構(gòu)建基本平臺后，要能夠及時的檢查前臺頁面中所存在的問題以及缺陷，并能夠及時的進(jìn)程修繕。

5磷化工技術(shù)評價決策支持系統(tǒng)設(shè)計

①進(jìn)入主頁后，點擊技術(shù)評價，方能夠進(jìn)入到技術(shù)評價界面。②選擇工藝。③選擇磷礦。選擇工藝以后進(jìn)入到地圖選礦界面。將主要礦區(qū)的礦石信息標(biāo)注到Flash地圖上，可以方便用戶快速選擇自己所需要的礦石進(jìn)行測評，鼠標(biāo)移至某礦點即顯示該礦點礦石的組分。在此過程中可以自行的將礦石的組分輸入到系統(tǒng)中，選擇礦點的礦石，遵循相關(guān)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇磷礦石。④錄入基本的工藝操作參數(shù)。選擇好磷礦后，則需要進(jìn)行工藝操作參數(shù)的操作，其主要涉及到兩種類型，即原料的流量以及工藝操作參數(shù)。數(shù)據(jù)錄入頁面上設(shè)置了“數(shù)據(jù)清零”和“恢復(fù)默認(rèn)值”按鈕，可以方便用戶快速錄入數(shù)據(jù)。⑤動態(tài)工藝流程圖和報表單元。a.動態(tài)工藝流程圖根據(jù)文獻(xiàn)中的工藝簡圖和詳細(xì)的工藝流程介紹，繪制了動態(tài)工藝流程圖，點擊“開車”按鈕Flash文件開始播放，對實際工藝的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬，當(dāng)鼠標(biāo)滑過某設(shè)備時，流程圖上會將設(shè)備的基本名稱顯示出來，而數(shù)據(jù)錄入之前流程圖上只顯示物流名稱，物流量為空。b.報表單元報表單元包括主要原料消耗定額以及工藝流程中各部分物料衡算和能量衡算的詳細(xì)報表，用戶可以通過報表單元看到工藝過程中各主輔物流的產(chǎn)生量。⑥保存評價。用戶查看完報表以后可以保存評價，以便下次調(diào)用。該工藝技術(shù)評價完成以后還可以繼續(xù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價、環(huán)境評價和安全評價。

6結(jié)語

磷化工技術(shù)評價軟件的開發(fā)，為磷化工行業(yè)技術(shù)人員提供各類工藝技術(shù)評價相關(guān)信息，同時結(jié)合經(jīng)濟(jì)、安全和環(huán)境評價等功能，將提供較為完整的磷化工工業(yè)綜合評價信息。將現(xiàn)代DSS技術(shù)運用到磷化工領(lǐng)域，擴展了計算機信息技術(shù)在磷化工領(lǐng)域的應(yīng)用，推動了中國磷化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平提升。

作者:楊勇 劉曉剛 單位:貴州省甕安磷礦

參考文獻(xiàn)

[1]劉項.磷復(fù)肥工藝決策支持系統(tǒng)構(gòu)建和運行[D].鄭州大學(xué)，2011，12（12）：96.

化工工藝設(shè)計流程范文第5篇

1我國化工工藝設(shè)計現(xiàn)狀及存在問題分析

整體來說，我國化工工藝設(shè)計能力較低，與國外先進(jìn)的技術(shù)水平還存在較大的差距?？紤]到化工工藝作用在化學(xué)工藝的密集型特點，一旦發(fā)生失敗就會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，這也是我國化工行業(yè)不愿意投資進(jìn)行化工工藝設(shè)計的原因，通過購買國外專利或現(xiàn)成工藝更符合資本運足的特點；而這種現(xiàn)象具有很強力的表現(xiàn)，如我國的基本建設(shè)投資大多以工廠和原材料為主，占據(jù)了社會主要化工投資份額，包括裝置、技術(shù)和關(guān)鍵原料部分，受到國外技術(shù)牽制較大，從長遠(yuǎn)看，這不利于我國的化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。綜合來說，我國化工工藝設(shè)計中存在的問題如下：

1.1安全產(chǎn)能選擇問題

化工工藝設(shè)計依據(jù)的是化學(xué)反應(yīng)原理，但理論和現(xiàn)實有很大的差別，從無到有摸索一套化工工藝的流程，需要對化工原料、工藝路線、生產(chǎn)裝置、管道閥門等進(jìn)行系統(tǒng)研究；這是一個漫長的過程，需要反復(fù)的實驗對比，而且在這一過程中工藝物料的處理需要對化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)進(jìn)行不斷測定，容易發(fā)生燃燒、爆炸、中毒等危險事故。而在確定哪一條工藝路線最合適的過程中，究竟以產(chǎn)能為主，還是以安全為主，同時減少對環(huán)境影響，這是經(jīng)濟(jì)利益和社會責(zé)任之間的矛盾，需要謹(jǐn)慎抉擇。

1.2設(shè)備安裝設(shè)計問題

化工產(chǎn)品的生產(chǎn)離不開化工裝置設(shè)備，在安裝過程中要依據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗，配合化工生產(chǎn)流程，避免返工或重建。但在實際的工作中，由于缺乏經(jīng)驗，且化工企業(yè)生產(chǎn)中大多采用聯(lián)合生產(chǎn)的方式，設(shè)備安裝設(shè)計失誤會造成裝置維修、生產(chǎn)操作等一系列負(fù)面影響，甚至影響整個系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。

2化工工藝設(shè)計問題解決策略與方法

2.1降低能源消耗、提高工藝水平

在實際的設(shè)計生產(chǎn)中，很多人把能源成本當(dāng)作生產(chǎn)總成本之中的一個重要部分，但是這種想法是錯誤的。將基建投資高和能量消耗大這兩個問題解決，能有效的提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本，減低能效和與之相關(guān)的投資課題一般來說頗為有效，比如在許多大型的分離裝置上運用超臨界流體。通過對當(dāng)前資料和實際應(yīng)用的研究可以看出，一些系統(tǒng)能源費用比很多常用的技術(shù)要低，比如恒沸蒸餾以及蒸餾的獲取。降低能耗是工藝設(shè)計與研究需要重視的一部分。

2.2降低基本投資、加大研發(fā)投入

從市場角度出發(fā)，化工產(chǎn)業(yè)屬于資源密集型、資金密集型和人員密集型產(chǎn)業(yè)，如果沒有化學(xué)研究上的重大成果讓主要的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝得到提升和完善，那么企業(yè)的高額成本消耗，必然導(dǎo)致最終的經(jīng)營困局。通過購買工藝專利或設(shè)備的方式，只能在市場較好的情況下贏得利潤，而隨著我國不斷開放國內(nèi)市場，化工企業(yè)所面臨的競爭也越來越激烈，必須掌握核心的技術(shù)才能有效降低成本。而要改進(jìn)以及提高化學(xué)工藝設(shè)計，就需要通過解決研發(fā)的瓶頸問題、改造現(xiàn)有裝置、擴大產(chǎn)能的方式的來解決，這就需要整個化工產(chǎn)業(yè)降低基礎(chǔ)建設(shè)的投資，而把資金轉(zhuǎn)移到工藝研發(fā)層面。

2.3改良工藝系統(tǒng)、減少環(huán)境破壞

就現(xiàn)實角度來說，化工產(chǎn)業(yè)對自然環(huán)境的影響最大，廢水、廢渣、廢棄、廢料等是不可避免的生產(chǎn)副產(chǎn)品，必須經(jīng)過科學(xué)的回收利用，才能減小對環(huán)境的污染。要從根本上消除這種情況，必須從化工工藝入手，在設(shè)計上減少有害副產(chǎn)物的出現(xiàn)，并結(jié)合聯(lián)合生產(chǎn)的方式，做到綜合利用，實現(xiàn)零排放。

3結(jié)語