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摘要：一些化工工艺设计初学者通常根据已知的工作温度和工作压力很随意地确定设计温度和设计压力，过小会造成安全隐患，导致事故，过大则会造成材料浪费。本文针对化工工艺设计过程中的一些常见问题分别进行了阐述。
关键词：化工工艺；设计；建议
中图分类号：S611文献标识码： A
引言
化工工艺设计是化工装置总体设计的重要环节，它直接关系到投产后安全生产和连续生产能否顺利进行。所以，做好化工工艺各个环节的设计，在发现问题的情况下，及时有效地将问题解决，只有这样才能使得化工企业的生产效益进一步提高。因此，对化工工艺设计中出现的问题进行研究解决非常必要。
一、化工工艺设计的重要性
化工生产是一项技术含量高，工艺流程复杂的生产活动，要想顺利的完成化工生产，就必须以优秀的化工工艺设计作为基础。化工工艺是根据化学过程以及化学反应来设计完成的，它是整个化工工艺设计的核心所在，因此，在化工生产的过程中，重视化工工艺设计，能有效的减少实际生产过程中的安全事故，保证人员的安全，从而更加确保了化工生产过程中的经济效益，实现化工生产稳定、持续的进行。
二、化工工艺设计中的管道设计
1、管道设计压力的确定原则
管道设计压力不能低于正常操作时管道在工作中有可能达到的压力以及设计温度造成最苛刻条件下的压力。
1.1 管道工作压力最大时，需要其满足小于管道设计压力。
1.2 所有连接设备的管道设计压力要大于设备本身的设计压力。
1.3 输送低沸点介质的管道设计压力，要以介质不流动或阀关闭时，介质可能达到的最大饱和蒸汽压力为准。
1.4 爆破压力必须低于安全泄放装置所在管道的设计压力。
1.5 安全泄放装置与压缩机出口之间最大流量时的最大压降，与设定的安全泄放装置压力之和，要小于压缩排除管道的设计压力。
1.7 出口安全泄放装置的设定压力必须比往复泵出口管道的设计压力小。
1.8 泵关闭时的压力，要大于离心泵出口管道的设计压力。
2、管道设计温度的原则
管道设计温度是指工作条件下，在相应设计压力下管道可能达到的材料温度。工艺专业通常按正常操作温度加上一定裕量作为设计温度。
流体正常操作温度≤300℃时，裕量不小于30℃；流体正常操作温度>300℃时，裕量不小于l5℃；流体温度低于0℃时，设计温度等于流体最低温度；室外管道应按当地冬季绝对最低气温。
3、化工工艺设计中的管径选择
(1)管径可以按照预定流质速度来确定，确定管径时可以采用下式：
或
式中：d——管道的内径，mm；
W——管内介质的质量流量，kg/h；
u——介质在管内的平均流速，m/s。
——介質在工作条件下的密度，kg/m3；
V0——管内介质的体积流量，m3/h；
当按每100m计算管长的压力降控制值()来选择管径时，采用下式以初定管径：
或
式中：μ——介质的动力粘度，Pa·s
100m计算管长的压力降控制值，kPa。
三、化工工艺设计中的阻火器
1、常见的阻火器分类
阻火器是一种允许流体通过，又能阻止火焰传播和蔓延的安全防护设备。如果按性能分类，分为阻爆燃型阻火器和阻爆轰型阻火器；按使用场所分类，分为放空阻火器和管道阻火器；按结构分类，分为充填型、板型、金属网型、液封型、波纹型等。
2、化工工艺设计中的阻火器设置
输送的混合气体如果具有爆轰或者爆燃性、气体具有自行分解导致爆炸引起火焰蔓延、连接明火设备减压后的管道，都必须在指定位置安装阻火器。
3、化工工艺设计中的阻火器选用原则
3.1 根据潜在点火源的方向和设置位置，决定使用单向阻火器还是双向阻火器。
3.2 根据使用场所决定选择管道阻火器还是防空阻火器。
3.3 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。
3.4 要根据阻火器入口的火焰传播速度选择用阻爆燃型阻火器还是阻爆轰型的阻火器。如果火焰蔓延以亚音速传播，则选用阻爆燃型；如果火焰蔓延以音速或超音速传播则选择阻爆轰型。
四、化工工艺设计中的安全阀
1、常见的安全阀的分类
安全阀是由弹簧作用或由导阀控制的阀门，当人口处静压超过设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压，当压力降至回座压力时，可自动关闭的安全泄放装置。
化工工艺设计中的安全阀按照安全阀的国标分类，可以分为带动力辅助装置式、直接荷载式、先导式、带补充再和式：按照阀片开启高度可以分为微启式和全启式；按照结构可以分为带散热片和不带散热片、带扳手和不带扳手、平衡和不平衡、封闭和不封闭弹簧式安全阀；按照平和内压方式不同还可以分为，先导式、弹簧式、杠杆式安全阀。
2、化工工艺设计中的安全泄放装置的设置
设计压力小于外部压力源的压力，出口可能被关断或堵塞的设备和管道系统；出口可能被关断的容积式泵和压缩机的出口管道；因冷却水或回流中断，或再沸器输入热量过多而引起超压的蒸馏塔顶的气相管道；因不凝气体积聚产生超压的设备和管道系统；加热炉出口管道中切断阀或调节阀的上游管道；因两端切断阀关闭，受环境温度、阳光照射或伴热影响而产生热膨胀或汽化的管道系统；放热反应可能失控的反应器出口处切断阀上游的管道系统；凝汽式汽轮机的蒸汽管道出口；蒸汽发生器等产汽设备的出口管道；低沸点液体容器的出口管道；管程可能破裂的热交换器低压侧的出口管道；减压阀组的低压侧管道；设计者认为可能产生超压的其他部位。
3、化工工艺设计中的安全阀压力设定
当安装一个安全泄放装置时，安全阀的设定压力应不大于系统设计压力，且最大泄放压力应不大于系统设计压力的10％和20kPa中的较大者；当安装多个安全泄放装置时，至少有一个安全阀的设定压力应不大于系统设计压力，其余安全阀设定压力不得超过系统设计压力的5％，且安全阀最大泄放压力均应不大于系统设计压力的12％或30kPa中的较大者；为防止火灾事故发生而安装的安全泄放装置，且最大泄放压力应不大于系统设计压力的16％。
五、对未来化工工艺设计的展望
1、化工工艺设计要体现低能耗
在化工生产中，大部分人将能源成本看成是生产总成本中的一个重要组成部分，其实在实际生产过程中并非如此。因为人们只要解决了基建投资高和能量消耗大这两个问题，就能有效的提高生产效率，从而实现生产成本的降低。
2、化工工艺设计要体现环保意识
随着社会经济的发展，环境保护已经成为人们广泛关注的焦点与热点。在化工生产过程中，通过对原料的回收利用、减少污染源等措施能够有效的减少化工生产过程中的污染问题。通过化工工艺的设计达到减少环境污染的目的，就需要解决当前的化工生产装置的扩大和升级以及在化工工艺设计自身的基础上改进生产装置。此外，还可以通过改进工艺设计，提高化学反应速率或者产品的转化率，提高原料的利用率。
六、结束语
综上所述，化工工艺设计中的阻火器的设置、管道温度设计和管道压力设计，以及管道管径选择和管道材料选择等问题，都可能造成安全隐患。想要解决这些问题，使化工工艺设计发挥其巨大的功效，就必须在紧跟时代发展的同时将理论和实际有机结合起来。
参考文献
[1]梁颖，张冰.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012（04）：66.
[2]鞠学贞.化工工艺设计中的思考与建议[J].浙江化工，2004（12）：17-20.
[3]朱葛中. 关于化工工艺设计的几点看法及建议[J]. 中国新技术新产品，2012（09）：140.
关键词：化工工艺；设计；建议
中图分类号：S611文献标识码： A
引言
化工工艺设计是化工装置总体设计的重要环节，它直接关系到投产后安全生产和连续生产能否顺利进行。所以，做好化工工艺各个环节的设计，在发现问题的情况下，及时有效地将问题解决，只有这样才能使得化工企业的生产效益进一步提高。因此，对化工工艺设计中出现的问题进行研究解决非常必要。
一、化工工艺设计的重要性
化工生产是一项技术含量高，工艺流程复杂的生产活动，要想顺利的完成化工生产，就必须以优秀的化工工艺设计作为基础。化工工艺是根据化学过程以及化学反应来设计完成的，它是整个化工工艺设计的核心所在，因此，在化工生产的过程中，重视化工工艺设计，能有效的减少实际生产过程中的安全事故，保证人员的安全，从而更加确保了化工生产过程中的经济效益，实现化工生产稳定、持续的进行。
二、化工工艺设计中的管道设计
1、管道设计压力的确定原则
管道设计压力不能低于正常操作时管道在工作中有可能达到的压力以及设计温度造成最苛刻条件下的压力。
1.1 管道工作压力最大时，需要其满足小于管道设计压力。
1.2 所有连接设备的管道设计压力要大于设备本身的设计压力。
1.3 输送低沸点介质的管道设计压力，要以介质不流动或阀关闭时，介质可能达到的最大饱和蒸汽压力为准。
1.4 爆破压力必须低于安全泄放装置所在管道的设计压力。
1.5 安全泄放装置与压缩机出口之间最大流量时的最大压降，与设定的安全泄放装置压力之和，要小于压缩排除管道的设计压力。
1.7 出口安全泄放装置的设定压力必须比往复泵出口管道的设计压力小。
1.8 泵关闭时的压力，要大于离心泵出口管道的设计压力。
2、管道设计温度的原则
管道设计温度是指工作条件下，在相应设计压力下管道可能达到的材料温度。工艺专业通常按正常操作温度加上一定裕量作为设计温度。
流体正常操作温度≤300℃时，裕量不小于30℃；流体正常操作温度>300℃时，裕量不小于l5℃；流体温度低于0℃时，设计温度等于流体最低温度；室外管道应按当地冬季绝对最低气温。
3、化工工艺设计中的管径选择
(1)管径可以按照预定流质速度来确定，确定管径时可以采用下式：
或
式中：d——管道的内径，mm；
W——管内介质的质量流量，kg/h；
u——介质在管内的平均流速，m/s。
——介質在工作条件下的密度，kg/m3；
V0——管内介质的体积流量，m3/h；
当按每100m计算管长的压力降控制值()来选择管径时，采用下式以初定管径：
或
式中：μ——介质的动力粘度，Pa·s
100m计算管长的压力降控制值，kPa。
三、化工工艺设计中的阻火器
1、常见的阻火器分类
阻火器是一种允许流体通过，又能阻止火焰传播和蔓延的安全防护设备。如果按性能分类，分为阻爆燃型阻火器和阻爆轰型阻火器；按使用场所分类，分为放空阻火器和管道阻火器；按结构分类，分为充填型、板型、金属网型、液封型、波纹型等。
2、化工工艺设计中的阻火器设置
输送的混合气体如果具有爆轰或者爆燃性、气体具有自行分解导致爆炸引起火焰蔓延、连接明火设备减压后的管道，都必须在指定位置安装阻火器。
3、化工工艺设计中的阻火器选用原则
3.1 根据潜在点火源的方向和设置位置，决定使用单向阻火器还是双向阻火器。
3.2 根据使用场所决定选择管道阻火器还是防空阻火器。
3.3 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。
3.4 要根据阻火器入口的火焰传播速度选择用阻爆燃型阻火器还是阻爆轰型的阻火器。如果火焰蔓延以亚音速传播，则选用阻爆燃型；如果火焰蔓延以音速或超音速传播则选择阻爆轰型。
四、化工工艺设计中的安全阀
1、常见的安全阀的分类
安全阀是由弹簧作用或由导阀控制的阀门，当人口处静压超过设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压，当压力降至回座压力时，可自动关闭的安全泄放装置。
化工工艺设计中的安全阀按照安全阀的国标分类，可以分为带动力辅助装置式、直接荷载式、先导式、带补充再和式：按照阀片开启高度可以分为微启式和全启式；按照结构可以分为带散热片和不带散热片、带扳手和不带扳手、平衡和不平衡、封闭和不封闭弹簧式安全阀；按照平和内压方式不同还可以分为，先导式、弹簧式、杠杆式安全阀。
2、化工工艺设计中的安全泄放装置的设置
设计压力小于外部压力源的压力，出口可能被关断或堵塞的设备和管道系统；出口可能被关断的容积式泵和压缩机的出口管道；因冷却水或回流中断，或再沸器输入热量过多而引起超压的蒸馏塔顶的气相管道；因不凝气体积聚产生超压的设备和管道系统；加热炉出口管道中切断阀或调节阀的上游管道；因两端切断阀关闭，受环境温度、阳光照射或伴热影响而产生热膨胀或汽化的管道系统；放热反应可能失控的反应器出口处切断阀上游的管道系统；凝汽式汽轮机的蒸汽管道出口；蒸汽发生器等产汽设备的出口管道；低沸点液体容器的出口管道；管程可能破裂的热交换器低压侧的出口管道；减压阀组的低压侧管道；设计者认为可能产生超压的其他部位。
3、化工工艺设计中的安全阀压力设定
当安装一个安全泄放装置时，安全阀的设定压力应不大于系统设计压力，且最大泄放压力应不大于系统设计压力的10％和20kPa中的较大者；当安装多个安全泄放装置时，至少有一个安全阀的设定压力应不大于系统设计压力，其余安全阀设定压力不得超过系统设计压力的5％，且安全阀最大泄放压力均应不大于系统设计压力的12％或30kPa中的较大者；为防止火灾事故发生而安装的安全泄放装置，且最大泄放压力应不大于系统设计压力的16％。
五、对未来化工工艺设计的展望
1、化工工艺设计要体现低能耗
在化工生产中，大部分人将能源成本看成是生产总成本中的一个重要组成部分，其实在实际生产过程中并非如此。因为人们只要解决了基建投资高和能量消耗大这两个问题，就能有效的提高生产效率，从而实现生产成本的降低。
2、化工工艺设计要体现环保意识
随着社会经济的发展，环境保护已经成为人们广泛关注的焦点与热点。在化工生产过程中，通过对原料的回收利用、减少污染源等措施能够有效的减少化工生产过程中的污染问题。通过化工工艺的设计达到减少环境污染的目的，就需要解决当前的化工生产装置的扩大和升级以及在化工工艺设计自身的基础上改进生产装置。此外，还可以通过改进工艺设计，提高化学反应速率或者产品的转化率，提高原料的利用率。
六、结束语
综上所述，化工工艺设计中的阻火器的设置、管道温度设计和管道压力设计，以及管道管径选择和管道材料选择等问题，都可能造成安全隐患。想要解决这些问题，使化工工艺设计发挥其巨大的功效，就必须在紧跟时代发展的同时将理论和实际有机结合起来。
参考文献
[1]梁颖，张冰.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012（04）：66.
[2]鞠学贞.化工工艺设计中的思考与建议[J].浙江化工，2004（12）：17-20.
[3]朱葛中. 关于化工工艺设计的几点看法及建议[J]. 中国新技术新产品，2012（09）：140.