化工设备设计技术现状及发展趋势核心思路

舒晨

摘要：本文简要论述了化工过程设计中的安全问题，并提出了安全控制策略。从技术角度看，造成安全问题的主要因素有：化工设备、化工废物、工艺路线、管道安全等，为避免工艺安全问题的发生，加强工艺设计控制具有重要意义。因此结合具体研究， 进行了分析。

关键词：化工工艺;工艺设计;安全问题;化工设备

导言：随着我国科技水平的不断提高，社会形势和工业生产方式发生了很大变化。我国化工装备正处于转型升级阶段，逐步从原来过分强调生产效益转向生态效益和经济效益的协调发展，这为我国经济的良好发展提供了重要支撑。分析了我国化工设备的技术现状、未来发展趋势和设计技术，以期为我国化工设备行业的可持续发展提供参考。

1化工工艺设计中的安全问题

1.1 化工原料

化工生产是利用化工原料，在高温、高压、催化剂等条件下，经过复杂的化学反应和各种物理操作而生产出的化工产品。一般来说，化工生产作业需要使用多种化工原料。因为使用的化学品种类不同，危害也不同。比如酸碱有腐蚀性，很多石化产品易燃易爆，有些化学品需要低温储存，有些化学品需要伴热，有些化学品需要用氮气密封，以防止自聚集。如果对化学品的储存和运输考虑不当，可能会发生安全事故。因此，应严格控制设计。

1.2工艺设备

化工生产中，设备、管道、安全附件（压力表、安全阀、液位计、温度计等）的设计、选型或安装不合理，或制造质量差或材料不符合要求，导致设备运行出现问题，管道及其安全附件，造成易燃易爆物品泄漏，遇明火、高热等火源，会引发火灾或爆炸事故。如果设备基础不牢固、下沉或其他原因，导致设备、管道破裂、化学泄漏，也存在火灾、爆炸的危险。压力容器、压力管道及其安全附件的设计、安装、选型不合理;制造质量差;材料不符合要求;因腐蚀、延长使用而降低承压能力;安全附件损坏或者失效的未按规定进行定期检查，或工作人员操作不当造成设备过热或超压，可能造成物理爆炸。

1.3生产工艺

化工产品的生产往往有多种不同的原料和工艺技术路线，不同的工艺路线会有不同的设备、操作条件、安全环保要求，这必然会影响产品成本和项目投资。工艺路线选择的首要原则是可靠性。如果企业为了降低成本、节约投资，选择不成熟的生产工艺或落后淘汰的生产工艺，将在生产中产生很大的安全风险。

1.4化学废物

化工生产作业中会产生相应的废弃物，如果处理不当，很容易引发安全问题。具体分析如下：（1）化学废物除产生有害气体外，还可能造成放射性污染。如果清洁和运输环节得不到很好的保护，就会威胁到员工的安全。（2） 化工加工环节，很容易产生相应的有害气体，如果发生煤气泄漏事故，很容易产生很大的污染。（3） 废弃物深埋处理时必须严格按照规定进行处理。如果处理不当，会造成环境污染。

2 化工设备设计技术的发展

目前，我国石化企业已经取得了长足的进步和发展，在设计技术和管理模式上逐步朝着深加工、集成化、节能化的方向发展。同时，我国计算机发展水平逐步提高，在人工智能、科学模拟、三维实体测试等方面都取得了非常明显的进步。为了适应这种情况，我国化工设备设计正朝着应用先进的计算机技术、综合管理和现代化方向发展。中国现代科学的发展具有一定的多学科性和综合性。化工设备技术也已成为一门综合性、多学科的技术。其主要内容包括计算机技术、化学技术、力学、管理技术等，并与现代技术有效结合。目前，化工设备设计技术的发展趋势主要分为以下几个方面。

2.1化工设备设计技术朝着多方向的现代设计技术方向发展

未来化工设备设计技术的综合设计特征将更加明显，并将进一步朝着多方向的现代设计技术方向发展。现代化工设备设计技术主要包括石化工程数据、强度设计技术、三维实体设计技术、开放式动态分析技术等。在化工设备综合设计技术方面，从最初的简单化逐步发展到包括诊断、设备报价在内的全过程合同。现代化工设备设计技术向综合设备设计方向发展是必然趋势。从广义上讲，化工设备设计应以产品设计理念为基础，主要包括设备的维护、安装、销售、制造、采购等全过程。设计人员应综合考虑与化工设备有关的横向和纵向问题，并注意环境保护问题。目前，美国的软件开发公司在标准化设计软件的基础上，开发了应用于制造厂的设备报价软件和管道有限元分析软件，在化工设备综合设计方面取得了较大进展。

2.2.CAE正在向化工设备发展

目前，传统的计算机辅助设计模型正逐步向计算机辅助工程CAE方向发展，计算机辅助绘图技术也日趋成熟。相关学者认为，未来CAD技术将更加智能化、集成化、开放化、标准化和虚拟化，其核心内容将向CAE过渡和发展。与CAE相比，CAD的概念更直接。同时，CAE的主要内容是充分利用计算机技术，全面细致地分析产品或项目的安全性、可靠性和实际运行性能，科学地模拟未来的运行状态，及时、准确、有效地发现设计中的缺陷，提高产品或项目的性能，提高其安全性和安全可靠性。相关学者预测，PC机的图形处理能力将大大提高，硬盘容量将得到提升，用户对设计方案和计算机模型的需求将增加，这将促进CAE软件数据库的进一步发展。

2.3 分析设计技术将会被普遍采用并实现深入发展

随着我国市场经济的不断发展，化工设备的经济效益状况越来越突出。分析设计技术的应用有利于延长化工设备的使用寿命，降低化工设备的综合成本。为了保证化工设备的可靠性和安全性，减轻设备的重量，大型化工设备常采用应力分析设计方法。此外，延长寿命技术和失效分析是提高化工设备经济效益的重要环节。其中，寿命延长技术可以通过对设备部件和材料的强度进行细致的分析和设计，从而延长化工设备的使用寿命。失效分析可以有效地预測加工生产中可能出现的缺陷，制定相应的解决方案，进而有效地提高设备加工质量。这些设计方法不仅适用于设备管理，也适用于产品设计。

2.4化工设备设计中的环境与生态问题

环境和生态问题是化工设备设计中必须考虑的基本问题。在现代社会，环境保护意识越来越受到重视。社会和市场经济的发展也坚持可持续发展的理念。因此，随着越来越多的化工产品进入人们的生活，化工设备的环境保护和生态设计应引起更多的重视。化工生产由于自身的特点，会产生污染环境的物质，影响企业的发展。因此，化工设备的设计应立足于可持续发展和环境保护，实现化工行业的绿色生产。同时，企业应加强对设计人员的环保观念和意识教育，转变观念，让环保理念贯穿化工设备设计的全过程，从而促进化工企业的进一步发展。

结束语

化工设备的设计在很大程度上影响着化工企业的生产过程。在设备设计过程中，应充分考虑安全、环保、生态问题和耐腐蚀性，减少化工设备在生产中的安全隐患，实现化工企业的绿色生产。在化工设备的设计中综合考虑，注重选材和细节，才能使化工生产顺利进行，从而提高企业的生产效率，促进化工行业的发展。

参考文献

[1]周强， 苏彦峰.浅谈化工设备设计中应注意的问题[J].化工管理， 2016 （17） ：32.

[2]骆剑峰， 吴小飞.探究化工设备设计中需要注意的几个问题[J].化工管理， 2015 （21） ：140.

浙江新化化工股份有限公司