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摘要：化工工艺是依据化学过程以及化学反应来设计的，是整个化工工艺设计的核心，重视化工工艺设计，有助于在生产过程中保障人员和器械的安全，减少由于安全问题造成的损失。本文首先分析了化工工艺设计的现状，然后从四大方面详细探讨了化工工艺设计的要点。
关键词：化工；工艺设计；安全；设备安装；管道
Abstract: the chemical process is designed according to the chemical process and chemical reaction, is the core of the chemical process design, chemical process design, help to ensure the safety of personnel and equipment in the production process, reduce the loss that causes because of security issues. This paper first analyzes the present situation of chemical process design, and then in detail from four aspects discusses the key points of chemical process design.
Key words: chemical industry; Process design; Safety; Equipment installation; pipeline
中图分类号：TQ08文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
化工工艺设计的现状
化工工艺往往会由于化学工业的资本密集性以及工艺失败可能造成的巨大物资上的损失，导致在变革过程中遇到非常大的阻力，影响到化工工艺的发展。通过分析化学品生产成本的构成，我们能够得出基本建设的投资以及原材料占总成本的主要份额。由于装置往往需要多年运转，并且费用较大，在化工工艺设计中将许多已经有五十年使用期的装置进行改造，扩大装置的能力，解决薄弱环节所需要的费用比一套新建的装置要便宜很多。
按照这个趋势进行分析，在2020所销售的工艺设备产品大约有四分之三是由1999年就運转的装置生产出来的，可是由于这些老旧的生产装置不具备新时代的环保要求，所以必须对其进行减少污染、扩大产能的改造，改善装备的性能有助于绿色生产，对可持续发展也有重要作用。
化工工艺设计的要点
（一）明确化工工艺设计的分类
化工工艺设计分为概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计。
1、概念设计
概念设计是一种假象设计，只是为了检验生产的条件和方式是否合理，同时确定化工工艺设计的数据，确定小试补充的内同和中试规模以及目的。
中试设计
中试设计主要是为了检验小试中确定的工艺条件和方式是否合理、是否可靠，同时试制产品的使用性能是否过关等。中试设计的内容和业务可以检验全部或者是不分，要视具体情况而定。
基础设计
基础设计是技术开发阶段的最终研究成果，是为了提供建设生产设备的所有技术要点。
初步设计
初步设计是精细化工程设计的开始，初步设计产生初步设计说明书和总概算书，是根据基础设计的成果和设计要求对工程在技术和经济上进行总体研究和计算的具体方案。初步设计的成果要满足项目审查和施工要求，还要能达到项目招标要求，能够获得建厂投资。
施工图设计
施工图设计是根据上级部门对初步设计的审批，根据建筑要求和设备要求，将设计原则和设计方案具化为工艺布置和施工方法，并明确化，解决初步设计中出现或是待定的全部问题。
（二）化工工艺设计中的安全设计要点
在工艺设计中，安全问题就是指生产中潜在的事故隐患因素。因此，在设计的过程中，一定要提高工作人员的安全意识以及危险的识别意识，将隐患消灭于萌芽之中，并且能够尽量避免对危险设备或者危险物品的使用，只有这样，才能保证工艺安全高效运转。
物料安全
化工工艺在生产过程中的原材料、中间产品与副产品以及产品和贮存中的物质都是以不同的状态而存在的，这些物质都具有特殊的物化性质，在一定状态下可造成危害。因此，要了解和掌握对这些物质的危险特性，而且要养成对其稳定性与化学反应以及毒性等相关的识别意识，进而能够做出有效的评价与分析，预防危害的发生。
2、工艺路线的安全问题
往往在一种反应中通常会涉及到几条工艺路线，因此，在设计的的过程中应该选用危害最低或者更安全的。在这个过程中，对于生产的条件以及物料都要进行充分的考虑，选用无害或者低危险的物料；在新型技术以及新设备的选用过程中要注意其三废的排放量，并且尽量实行循环利用，降低污染。适当的降低生产过程中对生产条件的苛刻要求，以此来缓解剧烈反应。
3、反应装置方面的安全问题
化工反应是生产的核心，在化工反映的过程中也存在着很多与安全性相关的问题，有些问题甚至会造成生产事故，因此，在反应装置的设计与选用的过程中，要具备充分的科学性与合理性，并且应该经过严密的计算。由于化学反应的种类繁多，所以在安全控制方面也存在着较大难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制加热速度、加大冷却能力的方法或者采用多级反应等相关措施。反应器在运行的过程中，可能会由于容器的超压而出现损坏或者变形，因此，必须在容器上安装压力释放装置。
4、管道方面的安全问题
通常情况下，管道输送的物料一般都属于易燃、易爆甚至腐蚀性与毒性较强的物品，若是管道出现泄漏，各种毒害物质漏出，极易对环境造成污染，并且造成生产过程中的安全隐患。因此，在管道的设计中，要对于管道的材质选择、应力分析以及布置方式等容易引发管道泄漏的因素进行从分的考虑，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，同时室内或者室外，管道都必须尽量靠地连接。
5、电气设计方面的安全问题
电气设计中，应结合工艺的要求，按照工作环境是否属于爆炸和火灾危险环境、危险程度和危险物质状态的不同，采取相应的措施，防止由于电气设备、电气线路设计不当引起爆炸事故。
整体园区设计中的安全问题
针对我国现阶段化工园区的特点和现有监管能力严重滞后的现实，应当设立统一的安全监管和危机管理部门，创建完整的区域性安全生产标准化监管模式，构建政府主导、社会中介机构、企业一体化的综合管理体系。三方连带责任追究机制和化工园区相关安全技术标准都亟待完善，最大限度地把园区安全风险控制在可接受的范围内。
我国化工园区建设的安全生产整体实施科学化、可视化、网络化的解决方案，全流程、全方位支撑突发事件的综合应对，引领安全生产从被动应付型向主动保障型战略转变。建设全过程、全方位、空间立体的企业安全生产系统，可以有效提高化工园区安全生产水平。
（三）设备安装设计的要点
如果在工程设计中不够重视设备安装设计，或是在设备安装设计工作上不够细心、缺少经验，就会造成不必要的返工等问题，减缓施工的进度同时降低施工的质量，这是大量的施工实践告诉我们的经验。
化工工艺设计中包含着设备安装设计，但是它往往被工艺设计人员所忽略。实际上，设备安装设计的内容很重要，我们必须重视它在整个工程设计中发挥的作用。
设备安装设计包括车间设备布置、设备支架和操作台设计、设备保温和刷漆、设备安装检修和吊装位置的设计、设备安装施工说明五个方面。在设备安装设计中，我们必须充分考虑设备安装检修的问题。例如，在设备布置时，应当充分考虑水平运输主干线的净距，以保证所有设备都能运送至主干线。
总之，设备安装设计是化工工艺中不可忽视的重要内容，只有重视设备安装设计，才能保证工艺设计是一个完善的设计，如果忽视设备安装设计，就会给生产操作、装置维修带来严重的后果，甚至会产生安全生产问题。
（四）化工工艺设计中应体现的设计理念
1、要能体现降低能耗
尽管在实际的设计生产中，很多人把能源成本当作生产总成本之中的一个重要部分，但是这种想法是错误的。将基建投资高和能量消耗大这两个问题解决，能有效的提高生产效益，降低生产成本，减低能效和与之相关的投资课题一般来说颇为有效，比如在许多大型的分离装置上运用超临界流体。通过对当前资料和实际应用的研究可以看出，一些系统能源费用比很多常用的技术要低，比如恒沸蒸馏以及蒸馏的获取。降低能耗是工艺设计与研究需要重视的一部分。
2、要能体现降低基本建设投资
由于化学工艺属于密集型产业，如果没有化学研究上的重大成果让主要的产品生产工艺得到提升和完善，那么一般来说，要改进以及提高化学工艺设计就需要通过解决瓶颈问题、改造现有装置、扩大产能的方式的来解决，这些方式可以有效地减少在基本建设上的投资。
3、要能体现改善环境行为
根据社会各界相关人士的研究得出，回收利用、减少污染源、终端处理等手段能够解决污染的问题。从化学工艺过程上要达到减少环境污染的摸底就需要重视两个设计战略上的问题：第一个是在2020年之前再多数装置上扩大和升级现有装置；第二个是在终端处理的应用上可能会出现多数机遇。而在工艺过程自身的基础上改进装置也有以下几种方式：
（1）提高分离效率和产品转化率达到降低损失的目的，并且减少废料处理费来提高收益；
（2）提高化學反应效率；
（3）运用HEN分析法减少用水量，缩小装置的规模。在工艺过程的设计中进行水资源再次利用，将废水量降到最低。
结语
综上，化工工艺设计是化工生产的重要环节，关系到安全生产和连续生产，做好化工工艺各个环节的设计，发现问题，解决问题，有助于进一步提高化工企业的生产效益。
参考文献
[1]姚慧.化工工艺设计中的安全问题及控制[J].企业技术开发，2012.10.
[2]高金吉，王峰，张雪，等.化工生产人工误操作危险与可操作性分析研究[J].中国工程科学，2008.8.
[3]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，
2012.4.
[4]魏国清，钟彦宇.关于化工工艺设计中的相关问题的探讨[J].经济技术协作信息，2012.18.
关键词：化工；工艺设计；安全；设备安装；管道
Abstract: the chemical process is designed according to the chemical process and chemical reaction, is the core of the chemical process design, chemical process design, help to ensure the safety of personnel and equipment in the production process, reduce the loss that causes because of security issues. This paper first analyzes the present situation of chemical process design, and then in detail from four aspects discusses the key points of chemical process design.
Key words: chemical industry; Process design; Safety; Equipment installation; pipeline
中图分类号：TQ08文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
化工工艺设计的现状
化工工艺往往会由于化学工业的资本密集性以及工艺失败可能造成的巨大物资上的损失，导致在变革过程中遇到非常大的阻力，影响到化工工艺的发展。通过分析化学品生产成本的构成，我们能够得出基本建设的投资以及原材料占总成本的主要份额。由于装置往往需要多年运转，并且费用较大，在化工工艺设计中将许多已经有五十年使用期的装置进行改造，扩大装置的能力，解决薄弱环节所需要的费用比一套新建的装置要便宜很多。
按照这个趋势进行分析，在2020所销售的工艺设备产品大约有四分之三是由1999年就運转的装置生产出来的，可是由于这些老旧的生产装置不具备新时代的环保要求，所以必须对其进行减少污染、扩大产能的改造，改善装备的性能有助于绿色生产，对可持续发展也有重要作用。
化工工艺设计的要点
（一）明确化工工艺设计的分类
化工工艺设计分为概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计。
1、概念设计
概念设计是一种假象设计，只是为了检验生产的条件和方式是否合理，同时确定化工工艺设计的数据，确定小试补充的内同和中试规模以及目的。
中试设计
中试设计主要是为了检验小试中确定的工艺条件和方式是否合理、是否可靠，同时试制产品的使用性能是否过关等。中试设计的内容和业务可以检验全部或者是不分，要视具体情况而定。
基础设计
基础设计是技术开发阶段的最终研究成果，是为了提供建设生产设备的所有技术要点。
初步设计
初步设计是精细化工程设计的开始，初步设计产生初步设计说明书和总概算书，是根据基础设计的成果和设计要求对工程在技术和经济上进行总体研究和计算的具体方案。初步设计的成果要满足项目审查和施工要求，还要能达到项目招标要求，能够获得建厂投资。
施工图设计
施工图设计是根据上级部门对初步设计的审批，根据建筑要求和设备要求，将设计原则和设计方案具化为工艺布置和施工方法，并明确化，解决初步设计中出现或是待定的全部问题。
（二）化工工艺设计中的安全设计要点
在工艺设计中，安全问题就是指生产中潜在的事故隐患因素。因此，在设计的过程中，一定要提高工作人员的安全意识以及危险的识别意识，将隐患消灭于萌芽之中，并且能够尽量避免对危险设备或者危险物品的使用，只有这样，才能保证工艺安全高效运转。
物料安全
化工工艺在生产过程中的原材料、中间产品与副产品以及产品和贮存中的物质都是以不同的状态而存在的，这些物质都具有特殊的物化性质，在一定状态下可造成危害。因此，要了解和掌握对这些物质的危险特性，而且要养成对其稳定性与化学反应以及毒性等相关的识别意识，进而能够做出有效的评价与分析，预防危害的发生。
2、工艺路线的安全问题
往往在一种反应中通常会涉及到几条工艺路线，因此，在设计的的过程中应该选用危害最低或者更安全的。在这个过程中，对于生产的条件以及物料都要进行充分的考虑，选用无害或者低危险的物料；在新型技术以及新设备的选用过程中要注意其三废的排放量，并且尽量实行循环利用，降低污染。适当的降低生产过程中对生产条件的苛刻要求，以此来缓解剧烈反应。
3、反应装置方面的安全问题
化工反应是生产的核心，在化工反映的过程中也存在着很多与安全性相关的问题，有些问题甚至会造成生产事故，因此，在反应装置的设计与选用的过程中，要具备充分的科学性与合理性，并且应该经过严密的计算。由于化学反应的种类繁多，所以在安全控制方面也存在着较大难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制加热速度、加大冷却能力的方法或者采用多级反应等相关措施。反应器在运行的过程中，可能会由于容器的超压而出现损坏或者变形，因此，必须在容器上安装压力释放装置。
4、管道方面的安全问题
通常情况下，管道输送的物料一般都属于易燃、易爆甚至腐蚀性与毒性较强的物品，若是管道出现泄漏，各种毒害物质漏出，极易对环境造成污染，并且造成生产过程中的安全隐患。因此，在管道的设计中，要对于管道的材质选择、应力分析以及布置方式等容易引发管道泄漏的因素进行从分的考虑，尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择，同时室内或者室外，管道都必须尽量靠地连接。
5、电气设计方面的安全问题
电气设计中，应结合工艺的要求，按照工作环境是否属于爆炸和火灾危险环境、危险程度和危险物质状态的不同，采取相应的措施，防止由于电气设备、电气线路设计不当引起爆炸事故。
整体园区设计中的安全问题
针对我国现阶段化工园区的特点和现有监管能力严重滞后的现实，应当设立统一的安全监管和危机管理部门，创建完整的区域性安全生产标准化监管模式，构建政府主导、社会中介机构、企业一体化的综合管理体系。三方连带责任追究机制和化工园区相关安全技术标准都亟待完善，最大限度地把园区安全风险控制在可接受的范围内。
我国化工园区建设的安全生产整体实施科学化、可视化、网络化的解决方案，全流程、全方位支撑突发事件的综合应对，引领安全生产从被动应付型向主动保障型战略转变。建设全过程、全方位、空间立体的企业安全生产系统，可以有效提高化工园区安全生产水平。
（三）设备安装设计的要点
如果在工程设计中不够重视设备安装设计，或是在设备安装设计工作上不够细心、缺少经验，就会造成不必要的返工等问题，减缓施工的进度同时降低施工的质量，这是大量的施工实践告诉我们的经验。
化工工艺设计中包含着设备安装设计，但是它往往被工艺设计人员所忽略。实际上，设备安装设计的内容很重要，我们必须重视它在整个工程设计中发挥的作用。
设备安装设计包括车间设备布置、设备支架和操作台设计、设备保温和刷漆、设备安装检修和吊装位置的设计、设备安装施工说明五个方面。在设备安装设计中，我们必须充分考虑设备安装检修的问题。例如，在设备布置时，应当充分考虑水平运输主干线的净距，以保证所有设备都能运送至主干线。
总之，设备安装设计是化工工艺中不可忽视的重要内容，只有重视设备安装设计，才能保证工艺设计是一个完善的设计，如果忽视设备安装设计，就会给生产操作、装置维修带来严重的后果，甚至会产生安全生产问题。
（四）化工工艺设计中应体现的设计理念
1、要能体现降低能耗
尽管在实际的设计生产中，很多人把能源成本当作生产总成本之中的一个重要部分，但是这种想法是错误的。将基建投资高和能量消耗大这两个问题解决，能有效的提高生产效益，降低生产成本，减低能效和与之相关的投资课题一般来说颇为有效，比如在许多大型的分离装置上运用超临界流体。通过对当前资料和实际应用的研究可以看出，一些系统能源费用比很多常用的技术要低，比如恒沸蒸馏以及蒸馏的获取。降低能耗是工艺设计与研究需要重视的一部分。
2、要能体现降低基本建设投资
由于化学工艺属于密集型产业，如果没有化学研究上的重大成果让主要的产品生产工艺得到提升和完善，那么一般来说，要改进以及提高化学工艺设计就需要通过解决瓶颈问题、改造现有装置、扩大产能的方式的来解决，这些方式可以有效地减少在基本建设上的投资。
3、要能体现改善环境行为
根据社会各界相关人士的研究得出，回收利用、减少污染源、终端处理等手段能够解决污染的问题。从化学工艺过程上要达到减少环境污染的摸底就需要重视两个设计战略上的问题：第一个是在2020年之前再多数装置上扩大和升级现有装置；第二个是在终端处理的应用上可能会出现多数机遇。而在工艺过程自身的基础上改进装置也有以下几种方式：
（1）提高分离效率和产品转化率达到降低损失的目的，并且减少废料处理费来提高收益；
（2）提高化學反应效率；
（3）运用HEN分析法减少用水量，缩小装置的规模。在工艺过程的设计中进行水资源再次利用，将废水量降到最低。
结语
综上，化工工艺设计是化工生产的重要环节，关系到安全生产和连续生产，做好化工工艺各个环节的设计，发现问题，解决问题，有助于进一步提高化工企业的生产效益。
参考文献
[1]姚慧.化工工艺设计中的安全问题及控制[J].企业技术开发，2012.10.
[2]高金吉，王峰，张雪，等.化工生产人工误操作危险与可操作性分析研究[J].中国工程科学，2008.8.
[3]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，
2012.4.
[4]魏国清，钟彦宇.关于化工工艺设计中的相关问题的探讨[J].经济技术协作信息，2012.18.