化工工藝流程設計范文

導語：如何才能寫好一篇化工工藝流程設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】氯堿化工設計 工藝流程 鹽水一次精制 食鹽溶液電解 燒堿蒸發

1 引言

氯堿工業是重要的基本化工原料工業，廣泛應用于輕工、紡織、食品等行業，目前國內工業燒堿生產方法主要為隔膜法和離子膜法。在電解法燒堿生產裝置的工程設計中，優化選擇建設規模、生產平衡能力及工藝流程是設計評價的關鍵因素。因此，本文探討了氯堿化工設計中鹽水一次精制、食鹽溶液電解以及燒堿蒸發等關鍵工序的工藝流程選擇問題，以期為設計人員提供一定的借鑒。

2 鹽水一次精制的工藝流程

鹽水一次精制的生產方式大體可分為三種：傳統工藝、膜法過濾工藝和直接過濾工藝。2.1 鹽水一次精制的傳統工藝

傳統工藝流程在國內外同行業中普遍存在至今，其一次鹽水工序生產過程相對穩定，普通操作人員易于掌握，設備運行穩定，不需要高頻次的檢修，維修費用相對較少。但生產裝置大，占地面積多；一次鹽水工藝自動化程度偏低，系統一旦出現異常，恢復正常所需時間較長；由于砂濾器的存在，會產生SiO2二次污染。此外，一次鹽水中SS含量相對偏高，增加了后道工序的處理壓力，且對鹽質量變化的適應能力較差，碳素管過濾部分操作相對復雜。

2.2 膜法過濾工藝

國內氯堿行業鹽水精制中所用膜主要有兩種：戈爾膜和凱膜。

2.2.1 戈爾膜鹽水精制工藝特點

（1）脈沖式過濾。當運行達到過濾時間后，過濾器自動進入反沖狀態，經放氣、泄壓、反沖，靠反向靜壓差而使濾餅脫落、沉降，經數秒后再開始下一個過濾周期。

（2）高流量一次凈化。其過濾能力是其他過濾器的5～10倍，且不需要借助其他的固液分離設備。

（3）低壓反沖可使設備在近于無損的狀態下運行。

此外，由于膜極薄，可視為表面過濾，不會造成濾程堵塞，即使有輕微堵塞也很容易用酸溶解，機械損傷的可能性很小。

2.2.2 凱膜鹽水精制工藝特點

（1）工藝簡單，流程短。鹽水中的懸浮物從1000～10000mg/L降至1mg/L以下，完全適合隔膜法燒堿生產裝置中電解槽使用，也可直接進入離子交換樹脂塔進行二次鹽水精制。

（2）固液分離一次完成，無需其他附屬設備，過濾精度穩定，處理能力大，節約了技術改造成本。

（3）與傳統工藝比較，占地面積小，省去了清理澄清桶、砂濾器的工作量，大大降低了勞動強度。

此外，工藝降低了對原鹽質量的要求，為原料采購提供了方便，鹽水質量高且穩定，延長了隔膜的使用壽命，整個設備經過特殊防腐處理，可適應更寬松的酸堿度液體要求。

3 食鹽溶液電解的工藝流程

食鹽溶液的電解技術主要有金屬陽極隔膜電解技術和離子膜電解技術兩種。3.1 金屬陽極膜電解工藝流程

由鹽水工序送來質量合格的精鹽水進入精鹽水高位槽，溢流經預熱器預熱到65～75℃后經總管，再經加酸調節pH值5～6后，流入鹽水斷電器，斷電后經鹽水分管，進入電解槽，在直流電作用下生成氯氣、氫氣和電解液，電槽產生的三個中間產品分別送氯氣處理系統、氫氣處理輸送和堿液蒸發系統。

3.2 離子膜電解工藝流程

離子膜電解技術分為單極槽離子膜電解和復級槽離子膜電解兩種，由于我國氯堿工業生產規模相對較小，因此一般采用單極槽離子膜電解。以原鹽為原料，從離子膜電解槽中流出的淡鹽水經過脫氯塔脫去氯氣，進入鹽水飽和槽制成飽和鹽水，而后在反應罐中加入NaOH等化學物質，出反應器鹽水進入澄清桶澄清，再進入過濾器過濾，經樹脂塔除去鈣鎂離子后進入離子膜電解槽陽極室。與此同時，純水和液堿一同進入陰極室。通入直流電后，在陽極室產生氯氣，在陰極室產生氫氣和30%～35%的NaOH液堿。

4 燒堿蒸發的工藝流程

燒堿蒸發流程有順流、逆流和錯流三種，而常用的是順流和逆流。

4.1 順流流程

順流流程是指進蒸發器的電解液和加熱蒸汽的方向是一致的，如果一套多效蒸發裝置，電解液流向的特點是依濃度越來越高，而蒸汽壓力卻越來越低。在順流流程中，由于串聯蒸發器數量的不同，又分為順流雙效，順流三效四體兩路，順流三效部分強制循環等形式。

4.2 逆流流程

三效逆流流程是國外普遍采用的流程，其流程可敘述為：來自電解或加料槽的電解液經預熱后，由加料泵送入第三效蒸發器，其中的固體鹽由循環泵送入離心機高位槽分離固體鹽，分離后的料液或返回本效，或過料到第二效，第二效中析出的固體鹽在旋液分離器中分離，同樣分離后的料液用于過料或自身循環，第一效蒸發器利用其自身壓力經采鹽器采鹽后進入閃蒸效，閃蒸后的濃堿放入濃堿冷卻貯槽，經冷卻后即為成品液堿。

4.3 流程討論

評價一個蒸堿的流程，主要看其消耗是不是很低，強度是不是大，投資是不是小，運行是不是穩定。

4.3.1 效數評價

我們假定兩個條件：一是在蒸發過程中沒有熱的損失，二是被蒸發料液與加熱蒸汽溫度相同。

由此可知，多效蒸發比單效蒸發占優。同時也必須看到，效數越多，其投資越大，要求越高，而且越到后面，節氣越小，因此對于效數的選擇，要進行綜合評價。從目前的工藝水平來看，一般是三效或者四效為宜。

4.3.2 順流與逆流流程的比較

一般來說，逆流流程比順流流程優越，其理由如下：

（1）能耗低。第三效為真空效，沸點低，電解液可以不預熱進效，濃效又是閃蒸效，還能自蒸提高2%的濃度。而且第二效的鹽泥（含NaOH高）經過第三效（NaOH濃度低）排出，減少了濃堿損失。

（2）強度大。逆流蒸發尤其是增加了強制循環泵后，料液流動速度增大，傳熱狀況得到改善，生產強度（指每單位加熱面積，每小時內蒸出的堿量）提高。如三效逆流加強制循環法，其強度達7～8kgf/m2時，比順流流程高20%左右。

5 結語

在目前氯堿工藝設計中，越來越注重工藝的可靠性、先進性，各生產單元都采用了許多新的流程與配置。選擇合理的工藝流程必須結合企業的實際生產能力，提高產品質量的關鍵是嚴格控制好各項工藝指標。

參考文獻

[1] 楊敏.氯堿工程項目設計中配置及工藝流程的選擇[J].氯堿工業，2007，6

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關鍵詞 二次焙燒；隧道窯；工藝流程；優化；設計；分析

中圖分類號 TQ127 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）121-0160-01

1 傳統二次焙燒隧道窯存在的問題分析

大量的工程實踐研究結果顯示：在應用浸漬電極支持二次焙燒作業的過程當中，不利問題主要表現為以下幾個方面：首先，對于燃料的消耗較高，對于環境污染影響較大；其次，由焦油瀝青揮發所產生的可燃性氣體極有可能在窯內作業環境下出現燃燒問題，導致整個二次焙燒生產系統的使用壽命嚴重下降；最后，無法確保二次焙燒制品在整個預熱過程中預熱性能的均衡性，受到上下部位置較大的溫度差異因素影響，無法確保制品質量的有效性。針對以上問題，展開有關建立在內燃式電極支持下的二次焙燒隧道窯應用研究工作。

2 二次焙燒隧道窯基本工藝流程分析

1）在二次焙燒制品進入隧道窯生產作業系統內部之后，需要按照預先設定的送車速度均勻通過預熱帶區域（在本文所研究二次焙燒隧道窯結構系統當中，預熱帶整體長度表現為9.5個移動車位長度），在此過程當中完成二次焙燒制品的預熱處理。特別需要注意的一點在于：在預熱帶的末端位置，需要將隧道窯窯頂位置溫度嚴格控制在300℃單位以上。

2）在二次焙燒制品完成預熱處理之后，需要進入燒成帶區域進行二次焙燒處理。在本文所研究二次焙燒隧道窯結構系統當中，整個燒成帶共包括15個移動車位長度，總長度約為45.5　m單位。可以說，燒成帶區域是整個二次焙燒隧道窯最主要的處理區域。按照這一區域內工作溫度要求的差異性，還可以對其進行進一步細化。具體而言，主要可以歸納為以下幾個方面。

①首先是均熱升溫區域：這一區域主要包括9個移動車位長度，經由上一步驟對二次焙燒制品進行有效預熱處理的基礎之上，在制品通過均熱升溫區域的過程當中，能夠通過有效的加熱反應確保制品能夠基本達到或是接近電極二次焙燒對于制品溫度狀態的相關要求。

②其次是均溫區域：該區域溫度表現為整個二次焙燒隧道窯內最高溫度區域。通過均溫區域的有效處理，能夠確保進入隧道窯內部二次焙燒處理制品中所含有的浸漬劑成分得到充分且有效的炭化處理。這一區域主要包括3個移動車位長度，在實踐應用過程當中，能夠將二次焙燒制品中所含有的，表現為液態屬性的焦油瀝青成分予以有效熔析處理，在此過程當中確保其能夠在隧道窯反應內部進行有效且充分的燃燒。需要特別注意的一點在于：受到焦油瀝青成分充分燃燒的因素影響，導致這一區域，乃至整個二次焙燒隧道窯內部溫度狀態可能處于不穩定或是瞬時性波動狀態。出現這一問題的情況下，要求工作人員能通過對熱工參數的調整，最大限度的將可燃物的燃燒能夠在隧道窯內部既定區間內予以實現

③最后是冷卻區域：整個冷卻區域主要包括12個車位，總長度約為36m單位。在經過均溫處理之后，制品還需要通過冷卻帶進行冷卻降溫處理，在達到較低溫度之后才能夠允許出窯。

3 二次焙燒隧道窯工藝流程的優化設計分析

在實際工作過程當中，發現整個二次焙燒隧道窯的在正常運行狀態下頻繁出現風機爆裂問題。此類問題最為顯著的特征在于：受到風機裝置外殼殼體內部氣流發生瞬間性爆裂問題的因素影響，導致風機外殼部件或是軸承座部件發生不同程度破損，并飛濺出機體的事故問題。由此不僅導致整個二次焙燒隧道窯的正常工作運行受到了極為不利的影響，同時也可能對現場工作人員的人身安全帶來嚴重隱患，亟待對其進行改進與處理。

1）導致二次焙燒隧道窯風機爆裂的因素分析：在進行改造之前，整個二次焙燒隧道窯工作面風機所處的主要工作環境示意圖如下圖所示（見圖1）。從圖1所反映的實際情況當中不難發現：在二次焙燒隧道窯的正常運行作用之下，風機裝置主要存在有如下幾個方面的典型問題。

①首先，受到整個二次焙燒隧道窯缺乏密封設計的因素影響，導致兩側位置窯門與窯墻間隙位置存在大量的空氣流入問題。與此同時，進出窯車過程中對于窯門的頻繁性開啟動作同樣

可能導致大量空氣進入隧道窯內部。以上諸多方面的問題最終致使二次焙燒隧道窯窯內空氣系數高于規定取值（規定取值為系數1），從而也就使得整個二次焙燒隧道窯內部始終處于氧化性狀態。

②其次，受到二次焙燒隧道窯在運行過程中煤氣燒嘴的燃燒方式表現為擴散模式，從而導致在壓力過高或是煤氣流動速度過快的影響因素作用下窯內出現脫火問題。更為關鍵的一點在于：對于環境溫度處于500℃單位以下的低溫區域而言，制品二次焙燒處理過程中所外泄的大量揮發性成分并無法得到有效利用，導致其直接流進煙道位置，由此也就加重了可燃性氣體成分的在窯內中的含量。

2）有關二次焙燒隧道窯工藝流程的優化分析：結合對以上問題的分析，最好的處理方式在于實現對二次焙燒隧道窯窯內空氣含量的可靠性控制。在此基礎之上解決二次焙燒過程中殘余煤氣的可靠性揮發與充分利用問題。即可以采取應用洗滌塔進行煙氣洗滌處理的方式，確保風機爆裂問題能夠得到有效控制，一方面沉降炭黑，另一方面消除明火。改進之后的整個二次焙燒隧道窯工作面風機所處的主要工作環境示意圖如下圖所示（見圖2）。

4 結束語

通過本文以上分析不難發現：通過工藝流程優化設計與改造的方式，能夠顯著提高二次焙燒隧道窯的實際工作質量與工作穩定性，且兼具安全性的有效提升，重要意義突出，以上問題希望能夠引起各方關注與重視。

參考文獻

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[2]張東，張峰.280kA電解槽二次焙燒啟動生產實踐[J].金屬材料與冶金工程，2012，40（2）：28-31.

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關鍵詞：化工裝置 3D工業設備工藝流程圖　空氣壓縮系統

一、前言

隨著計算機技術的發展，計算機輔助設計（CAD/3DMAX）技術在化工裝置設計、生產、培訓、交流等領域已經是大家不陌生的高新技術。用CAD做工業機械設計已經非常成熟并得到廣泛應用。但使用3DMAX做工藝流程圖目前還是在探索階段。

使用3D工業設備工藝流程圖在技術上有什么障礙和優勢。做出來實際效果如何。本人進行了嘗試和摸索。愿與廣大同仁共同探討。本人得出的結論是可以的。

二、制作3D工業設備工藝流程圖的出發點

我們現在使用的工藝流程圖是CAD制作的，簡便易行。制作成本低。但平面設備工藝流程圖對設備和管道的相對位置表現很繁雜，也不直觀。更無法全面展示。而3DMAX做的工藝流程圖對設備和管道的空間位置表現很直觀，很簡單。對平面的工藝流程圖是個很好的補充。

三、化工設備3D工業設備工藝流程圖的制作

需要計算機和3DMAX軟件。制作人員需要掌握3DMAX軟件使用方法以及設備和工藝相關知識。

以下是本人在油氣處理分公司的空氣壓縮系統上做的3D工業設備工藝流程圖

1.名稱

油氣處理分公司動力車間的空氣壓縮系統3D工業設備工藝流程圖

2.所屬技術領域

化工設備工藝圖

3. 3D工業設備工藝流程圖表述內容：

3.1設備相對空間位置(包括設備形狀)

3.2設備工藝位號

3.3設備有關參數

3.4安全閥位置

[注釋] 可以根據裝置具體生產需要添加新內容。

4.使用范圍

生產、管理、技術改造、培訓、宣傳等

5.總體思路和難題解決

設備和管道保持原形，至少要體現出原設備和管道的特征。物體的比例沒有必要按原比例，因為設備和管道大小和長短區別很大。不可能在一個框架里都表現出來。而圖形盡可能做到相對集中，易于觀看。主要要表現出設備與管道的相對空間位置。對平面的工藝流程圖做補充而不是替代。

6.簡要介紹具體制作

到現場拍下各種設備和管道照片，用視頻記錄下管道的相對位置。使用3DMAX制作。各種類別的管線使用不同的顏色來區別。在做好的模型上標示位號。銘牌和儀表盤使用現場拍照后處理到模型上。

7.制作成功后本企業內聯網共享

以減輕重復制作的工作量，并把效益擴大化。

8.最大的難題是沒有統一的制圖標準

機械制圖的標準很統一。為了提高制圖的效益和效率，需要權威部門制定和規范該類制圖標準，統一各類工藝語言。與機械制圖一樣，標示的設備基本上就那幾個大類。泵、閥門、罐、等等。

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【關鍵詞】化工工藝 工藝設計 安全危險 預防措施 分析探究

新形勢下，隨著人們在日常生產中安全防范意識的不斷提高，以及對生產工藝設計的研究不斷深入，促使人們對于化工工藝設計中存在的安全危險問題給予了越來越多的關注和重視。受化工行業本身的特殊性影響，化工行業在安全危險的問題上要求極為嚴格，需要化工企業人員在日常生產的管理和操作上，提高對安全危險的識別和控制能力。為此，本文主要從化工工藝設計涉及的一些內容和知識點加以討論，幫助化工企業人員識別和控制化工工藝設計中存在的安全危險問題。現具體分析如下。

1 化工工藝設計的概述及特點

化工工藝設計，主要是指在設備、管道、泵閥、儀表和自動化等方面的配置，以及工藝流程的設計等。在整個化工工藝設計的過程中，為了確保化工生產的安全可靠和高效運行，需要熟悉掌握化工生產的原則和精神，并在此基礎上，根據化工規范中對物品的危險程度等級的劃分，確定不同危險等級的物品的防火間距、防爆等級等，從而為我們在選用設備與儀表、操作方式、消防器材等方面提供了安全保障。

一般來說，化工工藝設計的特點主要包括設計基礎資料不完整、工藝流程獨特、工作量大以及規模大小不一等幾個方面，設計基礎資料不完整，體現在化工工藝設計的資料未經檢驗完善，數據缺乏足夠的可靠性和完整性；工藝流程獨特，主要是由于化工裝置及設備的多樣化和規格特殊化所導致；工作量大，則是從整個化工工藝設計來看的，化工企業的總體投資大、設備多、管道多，增加了化工工藝設計的工作負擔。同時，規模大小不一，則表現在測試工程數據的化工裝置規模不一。

2 化工工藝設計中安全危險問題的識別及控制

2.1 工藝物料方面

通常在化工工藝生產過程中，原料、材料、半成品和副產品，以及貯運物質都是以氣態、液態和固態存在的，具有相應的物理、化學性質和危險危害。需要化工企業人員加強對這些危險特性的辨識、分析和評價。分別從化工工藝的各類物質的性質、穩定性、化學反應活性，以及爆炸特性、健康危害等加以識別和控制。

2.2 工藝路線方面

一般來說，在選擇化工工藝的路線時，應該從化工物質的安全危險出發考慮，盡可能采用無害、低危險性的物料，緩和化工工藝過程的苛刻程度，可以通過采用化學反應物催化劑，稀釋或緩和各類危險物料。或是采用各種高新的化工技術、設備及工藝，取消或縮小中間貯罐，一定程度上減少危險介質的藏量。此外，通過采用污水回收、生產廢料和助劑回收等方式，對于實現化工工藝的節能降耗，有著極為重要的作用。

2.3 化學反應裝置方面

2.3.1化學反應器選型要求

化學反應器，若以進出物料的情況劃分，主要有間歇式化學反應器和連續式化學反應器兩大類。若以物料流程劃分，則可以分為單程化學反應器和循環化學反應器等兩種。若是從化學反應器的結構來看，則有釜式、管式、塔式和固定床，以及流化床等幾種。

通常情況下，構成化學反應器的裝置設備特性，以及工藝流程決定了化學反應裝置的整體特性。在化學反應器的選型過程中，應該注重工藝的適應性和安全性問題，并從化工工藝的操作和操作出發，確定型號形式。

2.3.2化學反應設備材質

考慮到工藝流體、流速、流體反應特性以及腐蝕特性等因素對化工工藝設計的影響，在化學反應設備材質的使用時，應該注重設備的耐腐蝕性、強度、可焊性以及機械加工性等方面，同時，對于可能影響化學反應溫度的雜質要加以重視，以免化學反應速度受到影響，導致化學反應的不穩定性和一系列危險問題。此外，部分測溫測壓類的污染物甚至會起到類似催化劑的作用，進而引發不必要的化學反應，需要化工企業慎重考慮。

2.3.3化學反應條件控制

在化學反應條件控制上，為最大限度避免出現失控反應，可以通過外循環冷卻器、多段反應等方式，加強化學反應的控制。或是采取通入低溫介質的方式，幫助化學反應器降溫。也可采用向化學反應器輸入易揮發的液體的形式，利用液體揮發來吸收熱量。

2.3.4化學反應設備結構

通常情況下，為了確保化學反應裝置的安全可靠，在化學反應裝置的設備結構，尤其是高壓容器設備，不但要求具備足夠的結構強度，還需要保證設備的嚴密條件好，以免大量介質泄漏引起火災、中毒等危險問題。

2.4 管道及閥門方面

管道往往用于輸送易燃、易爆、腐蝕以及具有毒性的物料，在管道設計時，應從材料選擇、管道布置、振動以及應力分析等幾個方面綜合考慮，以免發生泄露。需要化工企業熟悉了解整個化工工藝流程，重視管道系統在化工工藝流程中的作用，包括操作條件、介質物化特性以及腐蝕情況等方面的要求。閥門一般用于調節介質的流通和壓力系統，具有切斷或接通介質、控制流通、改變流量、以防介質回流等顯著功能。在化工工藝設計中，閥門的設計必須符合安全生產及檢修。

2.5 電氣設計方面

在電氣設計中，應該在確定當地是否屬于爆炸以及火災等危險環境，并根據火災和爆炸的危險程度不同，最大限度避免電氣設備、電氣線路等因為設計不當而發生爆炸事故。

2.6 整體化工園區方面

從現階段我國化工園區的設計特點及監管能力來看，大多存在著不同程度上的滯后現象。為此，要減少和預防化工工藝設計中的安全危險問題，化工企業可以通過設立統一的安全監測和管理部門，創建完整性的安全生產標準，并形成以“政府為主導、社會為中介、企業一體化”的綜合管理體系，通過三方連帶責任追究機制，將安全危險有效控制在最小范圍。

參考文獻

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[2] 李躍云，董喜紅.淺析化工工藝設計中安全危險的識別與控制[J].黑龍江科技信息，2010，10，（09）

[3] 杜維君，孫迎春，任歡.試論化工設計之中安全危險的識別及其控制手段[J].化工管理，2013，03，（08）

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【關鍵詞】精餾塔 塔頂冷凝器 設備布置 管道設計

石油化工領域中，精餾塔是一種使用非常頻繁、非常重要的工藝設備，它的穩定運行直接關系到整個石油化工裝置的產品質量及綜合能耗。塔頂冷凝器作為與精餾塔聯合使用的重要耗能設備，通過對其合理設計能有效的使精餾塔穩定運行、能耗降低、投資節省。

目前較常用的塔頂冷凝器的設計，主要有自然回流和強制回流兩種，本文將從工藝流程、設備布置及管道設計方面對這兩種不同設計思路分析，以達到能更合理的布置塔頂冷凝器及相關管道的目的。

1 工藝流程

塔頂冷凝器主要作用是將精餾塔頂部的大量氣相介質通過冷媒冷卻至液相，然后通過自然回流或強制回流兩種形式將冷凝的液相介質回流至塔器頂部。自然回流是利用塔頂冷凝器與塔器回流口之間的高位差來實現冷凝介質的回流，主要工藝流程見圖1；強制回流是將冷凝后的液相介質收集至回流槽后利用泵輸送至塔頂回流口，主要工藝流程見圖2。

比較兩種工藝流程不難發現，自然回流因為采用設備本身的位差來推動液相介質回流，不需要增加塔頂回流槽和回流泵設備，在工藝上具有能耗低和節省設備投資的優點。

但是，能否就此下結論說，塔頂冷凝器采用自然回流的設計形式比強制回流更先進實用呢？對此，我們需要對不同回流方式的設備布置進行更進一部的分析。

2 設備布置

對于兩種不同的工藝流程，我們需要分別采用不同的設備布置形式。自然回流，由于其利用位差來輸送冷凝的液相介質回流，因此塔頂冷凝器的布置標高必然要高于精餾塔頂部標高，否則無法產生足夠的輸送動力；強制回流，由于其采用泵提供輸送動力來使冷凝的液相介質回流，因此塔頂冷凝器的布置標高只需高于塔頂回流罐及回流泵，可以低于精餾塔頂部標高，放置于建構筑物任意位置。

比較兩種工藝流程塔頂冷凝器的設備布置，不難發現，采用自然回流時塔頂冷凝器的支撐高度會遠高于強制回流的塔頂冷凝器，要支撐高標高的塔頂冷凝器，需要搭建相應的建構筑物來支撐，必然會帶來相應的土建投資費用的增加。

同時，由于塔頂冷凝器在較高位置布置，也會導致其冷媒的輸送壓力比采用強制回流時要求更高；如果采用循環水做為冷媒，由于塔頂出口氣相介質的流量較大，其相變冷凝時放出的熱量，需要通過更多大量的循環水通過溫升來帶走，相比于冷凝后的液相介質流量，循環水的使用量會遠大于它，因此，通過高位差節省的塔頂回流泵輸送動力，會遠小于因高位差而增加的循環水泵輸送動力，反而在能耗得不償失。

因此，要結合本裝置精餾塔及建構筑物規格來確定合適的塔頂冷凝器布置及相關的工藝流程，才能達到最合理化設計，降低能耗和投資。同時為保證精餾塔與塔頂冷凝器的安全穩定運行，還需進行合理的管道設計。

3 管道設計

由于精餾塔和塔頂冷凝器之間連接的氣相介質管道往往是較大口徑（DN≥350）的壓力管道，且操作溫度往往會高于100℃，因此對于此類管道設計需要注意整個管道的柔性及支撐。

3.1 自然回流管道設計

對于采用自然回流工藝的塔頂冷凝器氣相管道設計，注意事項如下。

（1）由于塔頂冷凝器布置布置在精餾塔頂正上方、且管徑大、溫度較高，應采用盡量短的管道連接，且管道走向采用“步步高”形式，不宜出現袋型管。

（2）氣相管道上的安全閥，應設置于管道頂部，靠近樓板處，易于支撐出口管和安全閥的安裝、維護。

（3）由于塔器自身高度較高，在操作溫度下具有較大的熱膨脹位移，應根據位移大小在靠近塔頂氣相出口N1處設置合適的膨脹節。

3.2 強制回流管道設計

對于采用強制回流工藝的塔頂冷凝器氣相管道設計，注意事項如下。

（1）由于塔頂冷凝器布置在低于塔頂的位置，往往在建構筑物上放置，氣相管道應盡量靠近塔布置，采用盡量短的管道連接，且管道走向采用“步步低”形式，不宜出現袋型管。

（2）氣相管道上排放至大氣的安全閥宜安裝在塔頂部人孔下的第一層平臺上，以便與支撐出口管道和利用塔頂吊柱安裝維護安全閥。

（3）氣相管道上排放至密閉系統的安全閥宜安裝在靠近建構筑物樓板處，易于支撐出口管和安全閥的安裝、維護，且能減少出口管管程，降低管道壓損。

（4）為保護塔頂出口N1，應在塔頂部人孔下的第一層平臺上設置固定承重架。

（5）沿塔壁敷設自塔頂向下的垂直管道，若垂直荷載較大時，為降低第一層平臺生根點塔體的局部應力，宜在其下方平臺處設置彈簧架來分擔垂直管道的荷載。

（6）為保證管道及相連管口的穩定性，需在垂直管道上間隔一定距離后設置合適的導向架。

4 結論

針對塔頂冷凝器的兩種設計形式，通過對工藝流程、設備布置及管道設計進行全面分析，以便更合理的對塔頂冷凝器和精餾塔進行設計。塔頂冷凝器的合理化設計應充分考慮整個裝置的設備及建構筑物情況，因地制宜，選用合理的工藝流程，并針對不同工藝流程采用合適的設備布置及相關的管道設計形式，這樣才能使精餾塔達到穩定運行、能耗降低、投資節省的目的。

參考文獻

[1] 張德姜，趙勇.石油化工工藝管道設計與安裝（第二版） [M]. 北京：中國石化出版社，2007

[2] 榮，汪鎮安等.化工工藝設計手冊（第四版）[M].北京：化學工業出版社，2009

[3] 夏必霞，陶長劍.再沸器與精餾塔的工藝設備布

置及管路設計[J].化肥設計，2011，49（4）：27-29

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關鍵詞：化工工藝；設計理論安全；控制

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

引言

時代在發展，社會在進步，現在社會處于一個經濟快速增長的時代，科學技術的進步帶動了社會各個行業領域的繁榮與發展，其中化工行業也不例外。化工行業是一種危險程度高，事故突發率高的特殊行業，相比較其他設計行業來說，化工設計行業本身具備的安全隱患因素有很多，這也造成了化工工藝事故的突發率一直居高不下的狀況，因此，我們在進行化工工藝設計時，就要學會避開并識別化工工藝設計中存在的安全隱患因素，并嚴格控制和管理化工工藝的整個設計流程，避免大規模的安全事故的發生。文章簡要介紹了化工工藝設計的內容和特點，并對其工藝設計中存在的一些危險因素的識別和控制提出了相關看法和建議。

一、化工工藝設計概念和特點

化工工藝設計主要是根據化學反應的物料、工藝流程、反應條件等對一些安全設備、工藝管道、泵閥以及自動化儀表等產品來進行設計。在進行這些化工設計過程中，我們要明確每種產品的化工工藝設計的要求與原則，充分了解其化工工藝設計精神和重點，并在設計中要嚴謹細致，遵守相關設計規范。此外，我們在設計某種化工產品時之前，一定要對其產品的原材料和產品的特性等相關信息進行充分的調查和了解，只有這樣，我們才能在設計過程中避免一些因材料因素而導致發生危險事故的現象。我們對于化工產品的危險性也有相關的劃分標準，主要是根據化工產品生產的原材料和生產過程中產生的物料、中間化工成品（特別是危險化學品）的性質、數量以及其火災爆炸程度來劃分其危險等級，而我們在進行化工設計時才能根據危險等級的不同來確定其產品的防火距離、防爆等級等安全防護因素，這對于我們儀表、設備和消防器材的選用有著關鍵性的幫助和作用。化工工藝設計主要有以下特點：首先，很多化工設計的基本資料都是相關單位根據現有的數據來分析編制的，普遍沒有經過試驗和檢測，使得其生產具有一定的危險性，事故隱患很多；其次，由于大部分的化工工藝流程較為復雜，使用的設施和設備種類和數量也很多，使得整個化工工藝要求復雜，工序繁多；然后，由于其工序的繁多和工藝的復雜性，使得化工工藝設計是一項任務量、內容都較多的系統工程；最后，一般的化工產品都帶有一定的腐蝕性和毒性，影響工藝管道的穩定性，同時也很影響人體的健康，因此化工工藝設計需要結合化學品性質考慮生產環境和設備設施的穩定性，也要充分考慮化工產品的物料輸送、儲存和運輸安全問題。

二、化工工程設計中安全問題的識別及控制

化工工程設計中的安全問題就是指可能導致生產過程中發生事故和損失的條件，表1顯示的是化工工程中出現安全問題的典型原因及其頻率分布。

由表1可以看出，化工工程設計中的安全問題具體包括以下幾個方面。

1、化工廠的定位、選址及布局

對化工廠的安全而言，工廠的定位、選址和布局是至關緊要的。化工廠的定位、選址要解決的就是化工廠廠址的問題，一般化工廠的定位、選址要遵循的基本原則有：（1）良好的原料、燃料供應及產品銷售的流通條件；（2）良好的公共設施和生活設施等協作環境；（3）便利的交通條件；（4）水源充足等，同時應避免易受自然災害的地區及風景瀏覽區、人口密度較大的地區等。在客觀條件不允許的情況下，可以關注主導風的方向，把化工廠定位在社區的下風區，也能在一定程度上解決化工對周圍環境造成的安全隱患，工廠的布局是化工廠內部組件之間相對位置的定位問題，其基本任務是結合廠區的內外條件，確定生產過程中所需要的各種機器設備的空間位置，從而獲得最合理的物料和人員流動路線。因此，在其布局中，工業設備及儲存設備應避免過于密集，顯著危險性的工業裝置應與無危險或低危險的工業裝置保持一定的安全距離，鍋爐、加熱器等火源要與可燃物的工藝裝置保持相當的距離，并且對不能替換的裝置要給予有效的保護措施等。

2、化工工程設計中管道的安全問題

管道是化工工程中重要的組成部分，它的作用不僅是用來連接生產過程的各種設備及相關輔助設施，同時也是輸送各類流體介質的通道。針對介質的可燃性、腐蝕性、有毒性等特點，管道的全安問題尤為重要。機械損壞、腐蝕、密封失效往往是導致管道防護失效，致使介質泄露引起安全問題的原因。當所選管道的材料不能承受生產過程中的高溫高壓及腐蝕性介質時，就會導致管道的機械損壞及腐蝕問題。因此在化工工程設計過程中必須選用合適的管道材料。管道密封失效主要指法蘭和閥門的密封失效。因而在設計過程中，必須用與設備相匹配的法蘭，管道分界處的金屬墊要選用合適的硬度等。要完成一個相對安全的管道設計，還必須充分了解化工工程全部的工藝條件及生產過程中可能產生的偏離及偏離所帶來的后果，同時還要正確判斷管道材料在工作環境中的適應性，嚴格遵守相關的規定。

3、化工工程設計中塔設備的安全問題

塔設備具有生產能力強、傳質效率高、操作性能良好等特點，因此在化工裝置中，塔設備所占投資的比例，根據所屬行業的不同（煤化工、石油化工等），從10%到50%不等。隨著化工裝置大型化的發展，塔設備的規模也越來越大。塔設備在給人們帶來便利的同時，也帶來了許多的危險因素。僅從塔設備的安全角度來看，在設計時必須要求塔設備具備足夠的結構強度，防止在吸熱放熱的化學反應過程中爆裂，并且要求塔設備的密封性良好，以防大量介質泄露引起的火災或中毒事故。由于塔設備內所進行的化學反應的種類多樣性，且在反應過程中涉及到的吸熱、放熱、反應速率快慢等諸多問題，對塔設備內部進行的化學反應則必須要有一個切實可行的控制方案，以便在反應失控時降低反應速率、停止反應或者將塔設備放空。當塔設備冷卻效果變差，過量加入反應物，加入反應物的順序不當，塔設備外部發生火災等原因，都有可能使失控現象發生。

4、化工工程設計中電氣設備的安全問題

電氣安全問題是化工工程得以安全生產的重要保障。電氣設備的安全問題主要指防爆問題，因此電氣設備的合理設計應該從以下三個方面入手：①合理控制點燃源，在進行電氣設備設計時，要充分考慮環境中可能成為點燃源的因素并對其進行控制；②合理控制釋放源，電氣設備設計應以設備的長期正常運轉為目標，盡可能少的產生易燃易爆混合物；③合理控制爆炸濃度，對爆炸濃度進行監控并采取有效的控制手段。在設計過程中還要對電氣設備的類型加以考慮，根據化工生產場所的危險區域來匹配電氣設備，具體情況具體分析，且不可為了節約成本而忽略電氣設備的安全問題。

（二）、化工工藝設計危險因素的控制

對于化工工藝設計安全危險因素的控制，我們可以根據其工藝流程特性的不同，分別采取相應的措施。我們分別從化工產品的原材料、工藝流程、設備材質、物理化學反應條件以及管道運輸等幾個方面來研究。我們可以對化工產品的原材料的挑選和質量方面進行控制，在不影響產品的性能的基礎上，盡量選擇危險性低、危害性小的原材料。對于相應的工藝流程，我們可以努力研究，爭取設計一種工藝流程較為簡潔、工藝路線較為規律和統一的生產流程，合理的分析并考量產品的制作流程，盡量降低危險物質的生產，并減低其產品的危險性和危害性。對于產品的設備來說，我們也要充分考慮其材質對于整個生產流程的影響，包括其濕度、溫度、壓力、物理化學反應等等這些因素，要根據實際生產情況選擇質量高、耐高溫以及耐腐蝕的合理設備。在化工產品生產制造過程中，出現的各種物理化學反應有很多，因此我們對這一環節的控制比較困難，對于這些我們就要設置一些容易控制的反應器來控制其化學反應過程，從而控制其危險因素，可以根據化學反應所需條件的不同，來調節其反應溫度和反應速度等一些可控條件和因素，從而避免危險的化學反應的產生。在管道運輸中的材料一般都是一些腐蝕性強、危險性高以及對人體毒害大的物料，因此我們一定要嚴格控制其運輸過程中的密封性，對于管道的強度和結構也要進行合理的選用，避免泄漏、爆炸等危險事故的發生。

結束語

綜上所述，我們可以看出化工工藝設計是一種在設計時以考察整個化學產品的生產流程為基礎的一種安全事故隱患高的設計活動，因此，我們在設計時一定要嚴格按照相關規定和要求進行操作，并在設計過程中識別并控制相關安全危險因素，制定相應的應對措施，對其進行防范和控制，進而提高整個工藝流程的安全性，保障生命財產安全。

參考文獻

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關鍵詞：化工工藝；安全危險；對策

化工行業比較特殊，有較大的危險存在于化工工業生產及工藝設計中，容易出現事故。針對這種情況，在化工工藝設計開展中，需要對存在的各種安全隱患因素深入了解和判斷，采取相應的措施，嚴格控制與管理化工工藝設計整個流程，避免出現較大的安全事故。

1化工工藝設計概述

具體來講，化工工藝設計指的是結合化學反應的工藝流程、反應條件及材料等，科學設計化工工藝中的安全設備、工藝管道、儀表以及泵閥等產品。在化工產品設計過程中，需要對每一種產品的化工工藝設計要求、設計原則等深入了解，嚴格依據相應的安全規程，保持謹慎認真的態度開展化工工藝設計。在具體實踐中，需要對化工工藝設計原則與設計精神充分把握，對化工工藝設計中的各項細節靈活運用，保證與相關安全規范所符合，同時方便化工生產的順利開展，以便保證化工生產的安全性與高效性。

2化工工藝設計特點

化工工藝設計具有較高的科學技術含量與獨特的工藝流程；研究我國現階段化工工藝設計，可以總結出這些特點：化工工藝設計基礎資料不夠完善，一般情況下，由科研單位人員結合現有的資料整編出來，作為化工工藝設計基礎資料，沒有通過大量的實踐來檢驗和完善部分資料，這樣就無法保證資料數據的可靠性與完整性。具有較大的工作量；化工工業具有較多的設備管道，且對廢物處理及原材料處理提出較高的要求，這樣就需要較多的總體投資成本。部分化工企業為了促使建設周期得到縮短，擴大市場占有率，往往會對正常設計周期進行縮短，開發、設計同時進行，甚至在建設過程中，設計還會遭到更改。且具有不統一的設計規模，化工生產裝置具有不同的規模，為了促使投資成本得到就業，部分人員沒有嚴格依據相應的規范要求來開展化工工藝設計。

3化工工藝設計中安全危險的判斷

3.1化工工藝物料管理

原材料管理在化工工藝設計中是非常重要的一項內容，其為工藝流程體系的基礎和開始，要將安全原則貫徹到物料選擇、運輸以及使用等各個環節內。在不同的形態下，化工工藝材料的化學性質也呈現差異，那么就需要對不同狀態下物料的毒害情況有機明確，采取相應的措施穩定其性質，科學判斷當前的安全危險狀態。

3.2化工工藝設計途徑

采取同樣一種原材料，生產同樣的化工物品，也可以采取多元化的途徑；在設計途徑選擇中，需要緊密結合生產環境條件，將最安全及最優化的化工工藝途徑找出來。綜合考慮各個方面的因素，有效平衡產能與安全，積極應用新工藝和新技術，避免污染到環境，且促使中間環節出現的副產品得到減少。

3.3化工生產設備

一般情況下，結合設備開展化工工藝設計，要在設備內部進行原料、添加劑或者半產品反應，化學原理作用下，有一系列變化出現，進而導致設備環境比較惡劣，高壓、高熱等。此外，還有一些潛在安全問題存在，需要充分重視設備安全。

4化工工藝設計中危險因素的控制

在具體實踐中，要緊密結合化工工藝流程特性，將針對性的措施運用過來，嚴格控制化工工藝設計安全危險因素。具體來講，可以從這些方面著手：

4.1工藝原料

在儲存及運輸化工生產各種原料、半成品、中間產品以及副產品時，具有不同的形態特征，如氣體、液體、固體等；不同形態的化學產品，物理性質、化學性質也存在差異，且具有不同的危險性。那么相關工作人員就需要充分熟悉了解化工工藝原材料的特性，對其危險環節有機把握，科學辨別、分析以及評價危險。

4.2工藝路線

化工工藝設計實踐中，需要逐步將危害性較高的原材料發展為無毒無害材料，也可以采取較低毒害性的材料；要對化學反應過程苛刻條件有機緩和，對催化劑合理選擇，通過稀釋那些特別危險的物料，促使化學反應劇烈程度得到有效降低；結合時展要求，將一系列新技術、新設備運用過來，對危險化學品儲存量有機減少，避免有過多的廢料產生于化工生產過程中，且盡量重復利用可以回收利用的材料，避免過大程度上破壞到周圍環境。

4.3管道運輸

因為易燃易爆、劇毒、腐蝕為化學產品的主要特點，那么就需要避免有安全事故發生于化工產品的運輸過程中，嚴格要求管道運輸。在設計管道時，需要綜合考慮管道材質的安全性、地質條件等，科學設計，避免出現化工產品泄露問題。此外，要合理選擇泵和閥門，緊密結合相應的安全生產規范來選擇與安裝泵和閥門，設計人員需要全面綜合考慮，充分掌握不同運輸材料的差異化性質，提升選擇科學性，保證運輸生產的安全性。

4.4安全防護裝置

化工行業具有較大的危險性，那么化工廠需要投入相應的資金成本，對安全防護裝置合理有效的設計，如果有危險事故發生，能夠控制事故擴大態勢，促使財產損失及人員傷亡等得到減少。

5結語

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危險等級的劃分依據主要是根據化工生產過程中所使用的原材料，儲存原材料的環境、原材料經生產加工后所形成的新的產品特性，如物理性、化學性等。根據不同危險等級的化工產品，確定各種類型化工產品在生產過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標準，在化工工藝設計過程中選擇滿足生產需求的操作方式，防火材料及防火設備。

二、化工工藝設計分類介紹

1.概念設計。

概念設計是指抽象性的設計，概念設計一般是在擬建化工生產裝置前進行，概念設計的主要目的是為了通過建立化工生產裝置模型，根據模型檢查化工生產工藝中存在影響正常生產的因素，包括生產線路的設置的合理性，生產環境條件是否滿足安全生產要求等，避免因化工工藝中某個環節存在不合理性給化工生產埋下安全隱患，同時根據概念設計建立模型檢驗所的的數據為進一步的化工工藝設計提供數據參考。

2.中試設計。

中試設計是為了檢驗小試所確定的工藝路線及相關運行條件。檢測試制產品的功能穩定性；檢驗工藝系統的連續可靠性運行；獲得化工生產工藝設計所必須的工藝參數；考察設計方案投入生產過程中所產生的雜質對成品的影響等。

3.基礎設計。

基礎設計是化工工藝設計的重要階段。基礎設計是化工工藝生產裝置及配套設備安裝及規劃設計的技術支持。

4.初步設計。

初步設計是在基礎設計完成后的精細化設計。初步設計的成果是設計說明書和工程總概算書，也可以說是從初步設計是化工建設的指導思想，以此為依據進行化工生產線的構建；結合基礎設計和有關單位批準的設計任務書、化工廠的選址報告，從經濟性和技術性角度出發，對化工生產線建設進行總體研究和計算，滿足化工生產線安全生產的同時又能取得良好的經濟效益和社會效益。

5.施工圖設計。

施工圖設計是化工工藝設計的最后階段，設計過程中應根據有關部門對初步設計的審批意見，結合初步設計中確定的化工工藝方案，以圖樣及文字的形式將化工工藝技術要點和各個設備的原理、布置進行一一明確。并對初步設計中待解決的一些問題提出科學合理的解決方案，做到施工圖紙設計最優化，滿足化工產業安全穩定性生產需求。

三、化工工藝設計具有的特點

化工工藝設計交其他專業領域的設計具有明顯的區別，化工工藝設計工藝流程獨特，生產工藝安全性要求嚴格，技術含量高。尤其是針對化工產業近些年來頻發的安全事故，如化工產品原料在加工過程中出現的有毒原料泄漏問題，嚴重地污染了人們賴以生存的環境，水源的污染，大氣的污染、重金屬污染土壤等。所以國家的有關部門對化工產業的化工工藝設計提出了更為嚴格的要求，明確提出在化工工藝設計時要高度重視工藝設計在投入生產中的安全性問題。但實際上，化工工藝流程的十分的復雜，整個工藝流程涉及的專業較多，設備種類繁雜，各種管線管道交織在一起，倘若在設計過程中沒有確定科學的布線方案可能會早生產過程中因為線路故障問題，如線路老化搭接引起短路，又因為化工原料多數具有易燃易爆的特性，很容易引發火災或者更為嚴重的事故。所以，為了保證化工工藝設計的質量，化工生產的安全穩定性，必須要加強對化工工藝設計危險的識別和控制。

四、危險因素識別與控制

危險因素是指在化工生產過程中雖潛在的不利于安全生產的系列因素，而危險因素的識別和控制是指對化工工藝設計以及設計方案投入到建設中雖體現出來的一些不利于安全生產的特征，如化工設備是否滿足生產的需求，設備所處的環境是否滿足安全性生產需求，設備及相關附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等，認真考究危險因素，識別各種不安全因素的風險類別及等級，進而有針對性地提出安全風險控制措施。具體來講可通過以下措施控制。

（1）物料方面。

化工工藝設計人員應牢固掌握化工原料的物理特性、化學特性、化學反應特征以及燃燒爆炸性等方面的知識，并能準確地辨識各種原料之間的反應原理。

（2）路線布置。

在化工工藝路線設計時，應根據廠房的實際空間位置進行工藝路線的選定，盡可能地做到工藝路線不和其他電力線路相鄰，避免因電力線出現安全故障對工藝路線造成一定程度的影響。

（3）嚴格控制化學反應裝置。

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[關鍵詞]伴生氣 輕烴 設備 工藝

中圖分類號：TQ340.68 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）21-0033-01

油田開發中有著很豐富的伴生氣，通過輕烴回收裝置的使用能很好的利用這部分天然氣資源而獲得一定的經濟效益。現今國產化裝置中存在工藝方案不合理、能耗高以及產品收率低等不足，本文主要是從工藝流程出發，針對伴生氣輕烴回收工藝，討論設備選型和設計以及控制系統等，提出工藝設計的相關思路和原則。

一、回收工藝特點分析

目前對輕烴的回收普遍采用冷凝分離法，制冷工藝主要有冷凝制冷法、膨脹制冷法以及混合制冷法，在工藝上都是通過氣體冷凝獲得液烴，液烴經蒸餾分離后得到合格產品。其流程組成是由七個單元組成：原料氣預處理、增壓、脫水、冷凝分離、制冷系統、液烴分流以及產品儲配。

一般的伴生氣壓力低其氣質富，由于冷凝分離的工藝要求，需要增壓壓縮機來對伴生氣進行增壓，增壓值的大小與干起外輸壓力、分餾塔塔壓、制冷溫度、產品收率等因素相關。

二、工藝流程優化

工藝流程的優化主要包含了制冷工藝的選擇、工藝流程的設計以及工藝參數的優化。

1、制冷工藝的選擇

制冷工藝的選擇主要是在分析原料氣的壓力、組成以及液烴回收率等基礎上進行的，如果伴生氣的處理量較小、組成較富，可通過淺冷回收工藝來對C3+烴類進行回收，制冷工藝一般為冷劑制冷或者為冷劑制冷與節流膨脹制冷相結合。如果伴生氣的處理量較大且組成貧，對乙烷的回收就采用深冷回收工藝，制冷工藝多為混合冷劑制冷、復疊式制冷、膨脹機制冷或是冷劑制冷與膨脹機制冷結合的方式。

國內冷劑制冷工藝主要采用丙烷壓縮循環制冷，制冷系數較大，所采用的裝置所需要的冷量是由外部制冷系統提供，運行過程中可通過調節制冷量來適應原料氣的變化。膨脹機制冷的三種方式為透平膨脹機、熱分離機和氣波機制冷。透平膨脹機因為其質量保證，操作維修方便等優點而被優先選用，而對于無供電條件的地區則有限采用熱分離機或氣波機制冷。

2、工藝流程的設計

伴生氣的輕烴回收工藝流程中主要是由七個單元組成，工藝流程的設計就需要以這七個單元為基礎統一組織，保證經濟、高效運行。淺冷工藝所需冷量是由外加冷劑制冷提供，改裝置運行的主要能耗是對外加冷源和原料氣的增壓消耗，流程組織中需盡量減少增壓能耗和冷損。在冷凝壓力一定時，合理匹配氣源壓力、液烴分餾塔壓力、外輸壓力以及產品收率等來保證最小的增壓能耗，同時還需做好低溫分離器排除氣體的能量回收問題。工藝的設計需要從整個流程綜合分析，合理設計增壓、制冷、冷凝分離和液烴分餾幾個單元，有效利用亞能與外加冷量。

在深冷工藝出于對冷量的要求需采用冷劑制冷和膨脹機制冷相結合的制冷工藝，從整個流程出發來安排原料氣是采取先膨脹后增壓或先增壓后膨脹的方式來獲得合適的膨脹比而得到更低的制冷溫度與更高的收率。工藝流程的設計需要多使用新技術、新工藝，如液體過冷工藝LSP、氣體過冷工藝GSP、直接換熱工藝DHX以及混合冷劑制冷工藝等。

3、工藝參數的優化

為保證裝置的經濟合理運行，就需要制定合理的工藝參數，在伴生氣組成一定的情況下，淺冷工藝中主要需要確定的是冷凝溫度與壓力。

冷凝壓力是由氣體外輸壓力決定，如果液烴輸送到液烴分流單元需要在自身壓力下進行，冷凝壓力就需要滿足分餾操作的壓力要求。冷凝壓力是以氣體外輸壓力和液烴分餾操作壓力中的高值來確定，如果采用膨脹機制冷，冷凝壓力需創造條件來達到一定的膨脹比。在C3+烴類回收裝置中，初步確定冷凝壓力后，溫度的選擇在保證C3較高的冷凝率同時也不能使C2有著過高的冷凝率。壓力一定時，溫度與氣體的組成相關，C3+含量較多時的溫度較高，反之則低。如果冷凝溫度降低會增加C3+的冷凝率，但C2的冷凝率會增加更快，這就耗費了更多的冷量，還需從凝析液中除出，浪費能量造成經濟損失。

冷凝溫度和壓力的確定需要從整個工藝流程出發，綜合考慮各單元的能量利用來進行工藝設計。在C3+烴類的淺冷裝置中一般C3收率為50～80%比較合適，在深冷裝置中一般采取60～85%的C2回收率，最佳產品收率的確定還需進行工藝計算和方案對比來獲得。冷凝溫度在-20～-35°C時，冷量可通過丙烷冷劑壓縮循環制冷來提供，溫度低于-35°C時，可采取膨脹制冷，同時也可適當提高冷凝壓力來獲得更為經濟的輕烴回收率。

三、設備選型及設計

工藝流程的設計中的關鍵問題之一就是設備選型和設計，這也是保證工藝流程實現的基礎，選型與設計時應遵循高效、輕便、技術先進且工作可靠等原則。

裝置中的氣-液分離器如果設計計算和內部結構不合理就會使得氣相中攜帶液滴而造成液烴回收率降低。制冷機、壓縮機和膨脹機在設計選型中需與廠家充分協商，提供準確的參數和相關工藝要求，確保正確選型和機組的供貨質量。作為主要的能耗部分，選型的合理與否直接決定了能耗的高低。

伴生氣一般壓力低、氣質富，需要進行壓縮機增壓來適應冷凝分離工藝要求，增壓值的大小主要由制冷溫度、干氣外輸壓力、分餾塔塔壓和產品收率決定。在選用制冷工藝時應精心組織工藝流程，合理利用外冷和內冷，綜合分析工藝和參數來獲得更好的經濟性，設備選型設計主要體現先進技術和高效的原則來提高輕烴回收率。

參考文獻

[1] 高釗劉德俊王芙馬焱李小月高吉慶灘海油田伴生氣回收研究[J]當代化工2013.10.

篇10

1.機床工藝設計應用系統體系結構

結合機床裝備工藝設計需求和網絡化制造的發展趨勢，構建了SOA架構（Service-orientedarchitecture,面向服務架構）的機床網絡化制造工藝設計平臺體系結構，由支撐層、標準協議層、中間件層、基本服務層、領域服務層、應用層等組成。

2.機床網絡化制造平臺的概念體系

機床網絡化制造平臺的具體功能包括網絡化制造資源管理，該模塊在制造資源本體模型的基礎上，為外協企業提供制造資源的注冊、檢索、分類、更新等功能；網絡化制造工藝任務分解，在分析零件制造特征的基礎上，在時序和裝配特征的約束下，對工藝設計任務進行分解，為企業選擇和資源匹配提供支持；網絡化制造工藝管理是平臺的核心功能模塊，包括工藝設計任務管理、工藝知識管理、典型工藝管理、網絡化工藝優化、網絡化工藝審批等；網絡化制造成員企業選擇；系統管理；網絡化制造過程協調與管理。

二、機床裝備網絡化制造工藝設計應用系統典型界面

1.機床產品零件信息本體建模模塊

傳統查詢方式采用基于語法的查詢，如關鍵字的匹配，這樣無法在語義層對同義詞、上下位概念進行檢索，無法保證查準率和查全率，使用本體可以實現多層次檢索。

2.機床網絡化制造P-P-R管理模塊

網絡化制造任務管理模塊提供對制造任務的定義、分解、編輯、撤銷等操作。任務定義界面，對任務基本信息進行描述，根據任務約束對制造資源進行檢索。

3.機床網絡化制造資源信息表達模塊

（1）網絡化制造資源管理主要提供企業整體信息的錄入、查看。其外協采用企業樹形式，分別按行業和企業性質進行分類，針對樹中每一個企業節點顯示相對應的企業基本信息，當需要瀏覽該企業的制造資源詳細信息時，則轉到企業資源管理模塊，以列表形式列出企業具有的制造資源信息及資源的主要技術參數，從而了解該企業制造資源的制造能力信息。（2）網絡化制造資源的發現制造資源發現功能模塊，通過制造任務的特征屬性和制造資源的制造能力相匹配實現制造資源的發現。（3）制造企業評價根據企業目標設計一級評價指標和二級評價指標，采用五級分制為制造企業打分。

4.機床網絡化制造工藝匹配優化模塊

網絡化制造工藝匹配優化模塊的功能菜單包括網絡化工藝規劃、工藝標準化和工藝更改三部分。

5.機床網絡化制造工藝流程重組模塊

計劃人員通過工藝流程管理模塊完成工藝審核流程的定義工作。首先，工作流管理系統流程設計人員登錄工作流管理系統，通過“工作流模型”為機床立柱加工工藝過程建立模型，完成工藝審核過程的建立和節點屬性的定義等工作；再次，將各個活動與相關管理人員進行綁定，并賦予管理人員相應權限，保證流程管理過程數據安全，降低操作人員的出錯概率。

三、結語