化工工艺设计范文1
在化工生产中，采用的工作模式是在生产技术含量比较高、工作流程比较复杂等情况下进行的，并且生产的基础模式要按照规定的顺序进行，以及在优秀的工艺设计中完成。作为化工工艺设计人员要根据有关资料和科研成果对化工工艺进行编制，这样就可以形成一种生产工作的模式。从目前的现状来看，在进行化学工艺设计时，一定要对其进行全面的研究和总结，这样就能够获取准确的数据，并且还要保证编制的内容与预期的工作模式相符合。由于一般的生产工艺模式具有特殊性、复杂性以及多样性的特点，并且还具有管道复杂以及设备多等特点，这样在化工生产的过程中，每一个环节都会对生产质量和安全造成严重的影响。所以要重视每一个环节的生产，对于生产中可能发生的问题要采取预防对策，并且还要对生产过程进行监督和管理，主要包括：有专门的人员在现场进行质量监管等。但是在进行化工原料生产时，由于需要对原料进行化学实验，这样就有很多不稳定的因素存在，因此在进行管道布局时，一定要精细的操作，并且设计人员要具有比较高的技术水平，从而才能保证化工工艺的质量。
2化工工艺设计中的注意问题
2.1危险问题
不管是哪个行业，安全问题都是非常重要的，化学行业也是一样。同时由于化学行业具有特殊性的特征，所以对安全的要求更高，其中对于化学工艺设计中经常见到的安全问题要采取一系列的解决措施，从而就可以有效避免安全问题的产生。其一，要不断的完善和提高化学工艺安全设计，主要严格的检查工艺物料、阀门以及管道等环节，它们一定要与安全质量的规范相符合。例如：检查物料化学性质以及稳定性是否具有燃烧和防爆特征等。
2.2安装设计问题
在化学工艺设计中，设备安装设计是一个重要的组成部分，其主要包括：车间设备布置、设备的支架、设备安装检修以及设备安装施工等几个方面。同时有一部分化工企业由于没有高度重视安装设计以及没有认真的进行设备安装设计，这样就使得生产没有办法进行，从而严重影响施工的进度以及质量。此外，还有很多化工工艺的设计人员没有重视设备安装设计，这样就使得设备出现了返工的情况。因此在进行设备安装之前，一定要全面的检测设备的安装检修，主要包括：最佳的设备布置位置，以及保证所有管道运输的安全、畅通。
3完善化工工艺设计措施
3.1压力分析
管道设计是化工工艺设计的一个重要组成部分，也是整个化工工作的核心，所以在管道设计中，必须要根据有关的法律法规，采取相应的措施解决存在的问题，从而就可以进一步的完善化工工艺设计。对于管道设计中的压力，指的是对工作过程中所遇到的各种问题进行分析，从而确保管道设计工作能够更好地进行。
3.2设计要点
在进行管道设计的过程中，一定要遵循安全第一的原则。同时还要对不确定的因素进行分析，并且与有关的规范和准则相结合，这样就能够合理的解决设计中存在的问题。再次，作为设计人员必须要熟练的掌握材料、设备的使用性能和状况，这样就可以有效的避免工作中出现的混乱局面。此外，还要采取相应的措施及时的解决材料或者设备出现的问题，从而才能够保证生产的安全。
3.3材料选择
工作人员在对材料进行选择的时候，一定要根据材料所具有的性质进行最合理的选择，从而将材料所具有的优势最大程度的发挥出来。与此同时，还需要对材料使用过程中遇到的问题进行重视，并做好相应的预防准备工作，从而保证化工工艺工作的质量。目前，最为常见的化工装置材料主要有以下三种，第一种是铸铁材料，第二种是碳素钢材料，第三种是合金钢材料。不过在使用碳素结构钢材料的时候，一定不能与GC1级压力管道一起使用的；应该使用无缝钢管与GC1级压力管道一起使用。在输送有毒、可燃性介质的时候，可以使用碳素钢管道进行输送，不过还是要尽可能的少用或是不用，因为当温度高于四百二十五度的时候，碳素钢管道可能会出现石墨化的现象，这样会带来严重的危害。
3.4阻火器
3.4.1设计阻火器的要点
在化学工艺设计中，输送的管道有可能会发生燃爆或者爆炸的现象，并且还有可能发生火焰蔓延的现象，所以可燃气体减压之后，应该与明火设备进行衔接，这样就可以进入火炬头的排放气管道。
3.4.2用合适的阻火器
通常情况下，在进行阻火器选择时，首先要根据具体的使用场所选择合适的阻火器；然后当确定阻火器的位置和电火源的方向之后，使用的单向和双向型阻火器就随之确定了。除此之外，还可以根据工艺气体或者蒸汽的爆炸等级进行阻火器的选择和使用，其中选用的阻火元件的间隙要控制在或蒸汽爆炸等级值以下。
3.5安全阀
3.5.1安全阀的设置
在对安全阀进行设置的时候，场压力设计不可以超过外部的压力，并且设备或者管道系统的出口要被关断或者阻塞。同时安全阀设置的具置要可能会在压缩机的出口管道处或者被关断的容积式泵处。也可能会在经过气流的管道处。
3.5.2安全阀的选用
在对安全阀进行选择和使用的时候，必须要根据施工的具体情况进行选择，并且还要确定公称压力、温度压力以及公称通径。同时全启式的安全阀对气体或者蒸汽的排放效果是非常明显的；带扳手的安全阀对水蒸汽的排放或者清洁空气质量的效果是非常明显的。
4对未来化工工艺设计的展望
4.1化工工艺设计要体现低能耗
现阶段，大多数企业或者个人都会将能源的成本作为整个化工生产的总体成本的重要组成部分，但是实际的化工生产并不是这样的。进行化工工艺设计的目的主要是解决基础建设投资和能量消耗两个方面的问题，这样就可以有效的降低生产成本以及提高生产的效率，从而就要求化工企业不断的对能量消耗和生产投资两个方面进行研究，并且寻找他们的平衡点。例如：在一些比较大的分离装置上应用超临界流体。
4.2化工工艺设计要体现环保意识
在新的时代背景下，化工行业是一个能源消耗比较高的行业，并且对环境造成了严重的污染。同时近几年来，伴随着我国社会经济的高速发展，节能环保意识已经深入人心，化工企业要想不断的发展，就必须做好与时俱进，与时代的发展步伐相协调，并且在实际的生产过程中，必须要注意原材料的回收和利用以及将其再投入到生产中，这样就可以降低能源的消耗。再次在进行化工工艺设计的时候，一定要优化设计的内容，这样就可以解决环境污染问题，并且还能够保证生产的效率。此外，还要不断的完善和改进设备的生产装置，例如：减少废料的排放；在进行产品分离时，提供分离的效果；提高环保意识。
5结语
化工工艺设计范文2
一、化学清洗技术的概述
1.化学清洗技术的内容
石油化工设备的清洗技术目前有两大类，一种是化学清洗，另一种是高压水射流清洗。目前市场上高压水射流清洗技术发展的最快，国内外对工业设备的清洗主要采用固体清洗剂，尤其是有色金属设备的清洗。这种固体清洗剂主要以氨基磺酸为主要原料，加上表面活性剂、缓蚀剂等配制而成，再使用时需要兑水。这种固体清洗剂具有使用方便、存储安全腐蚀性小等特点。
2.化学清洗的重要性
长时间的污垢积存，直接会影响设备的生产，更会导致化工设备的使用寿命，化工设备的清洗有利于生产效果的提高，可以提高生产量，更有利于设备的维护，经常为设备进行化学清洗，这样不仅可以改善技术水平，更能解决经济问题。
二、化学清洗的具体方法
1.化学清洗的主要原理
化学清洗是用一种或多种化学药剂与水溶液，按照清洗结果总结的工艺条件、配比和程序，通过清洗泵、管道等与各清洗装置组成临时的清洗系统，从而消除附着在装置内侧的各种污垢。主要原理就是利用化学药剂对污垢的溶解作用，生成可溶性盐后随着清洗液流出，同时反应生成的污垢可以起到疏松作用，进而加速污垢的清除。
2.清洗方案的制定
每一个设备在进行化学清洗之前，要对设备进行全方位的检查，更要制定适合该设备的清洗方案。对设备的检查主要包括：材质与规格、所生产的物料性质、所使用的年限以及日常水温状况等。对污垢的检查主要包括：污垢的种类、污垢的化学成分、污垢形成的速度等。对清洗的设备有一定的了解后，再做具体的清洗方案。
3.清洗工艺的选择
明确所使用的清洗剂后，还要根据实际情况选择正确的清洗工艺，清洗工艺主要包括浸泡式和循环式两种。浸泡式主要就是将所要清洗的装置或设备，放入清洗槽中用清洗液浸泡，达到清洗要求后，再用冲洗的方法将其冲洗一遍；循环式主要指用清洗泵将清洗槽内的清洗液注入清洗设备内，进行循环清洗。然而，随着科技的发展，近年来又出现了一种新的清洗方法，就是喷射清洗，它适用于较大设备的清洗中，如：罐车、船舱等等大型设备，具有清洗效率高、质量好等特点，而且清洗剂用的相对较少，这样既节省资源又安全可靠。
三、各类设备的清洗方法
1.空气冷却器
空气冷却器是石油化工企业中最常见的设备，该设备的表面多为翘片状，污垢也是常见的。该设备的翘片材料多为铝，在清洗的时候要注意缝隙的腐蚀；如果不采用有机清洗剂，除污时最好用硝酸，除油时不要用强碱；由于空气冷却器的特殊结构，不能对清洗液进行循环利用，需要制定特殊的设备，在清洗时要注意安全，防止清洗剂对人员造成损伤。针对使用多年的设备我们制定了化学清洗方案：水冲洗碱洗水冲洗酸洗中和水冲洗。其中碱洗阶段所用的清洗剂主要为碳酸钠、磷酸钠、三聚磷酸钠及活性剂；酸洗阶段的清洗剂主要为硝酸和缓蚀剂；中和阶段采用碳酸钠。空气冷却器在清洗时，要连接好循环路线，严格按照清洗方案进行操作。
2.冷凝器
冷凝器可以使汽轮机排汽冷却凝结成水，并在其中形成真空的热交换器。它主要应用于发电厂、石油化工厂的凝汽器、换热器的钛管、铜管的快速清洗。该产品采用先进的PIG清洗技术，用户无需购置高压泵，采用发电厂常用的6~8kg/cm2的压缩空气和水,即可对管子进行快速、彻底的清洗，清洗子弹又可重复使用。
3.换热器在线清洗
各石化公司的循环水系统换热器数目很多，按惯例在清洗时要将这些换热器进行拆卸，对其体内的附着物进行清洗，这样不仅浪费时间，而且又浪费精力。然而，在1990年，辽化公司化工一厂在对换热器进行清洗时，采取了不停车在线清洗，主要针对附着物采用新洁尔灭、过氧化氢等化学药剂进行处理。通过对清洗过程中的浊度、总铁以及清洗前后换热器出入口水温变化等的监测，各项指标明显好转。经过层层实验，通过杀菌效果，清洗除垢等工艺流程，有效地清洗了大量污垢，并取得了显著的效果。
4.大型装置使用前的清洗
新的装置在使用前都要进行系统清洗，主要就是清洗制造、运输、安装过程中所产生的杂质。主要的清洗流程为：水冲洗脱脂酸洗漂洗钝化最终漂洗。脱脂阶段采用碳酸钠、磷酸钠、三聚磷酸钠、洗涤剂，高温运作；主要在于酸洗阶段，采用柠檬酸及缓蚀剂。清洗过程中要严格监控，使清洗达到最终效果。
四、结束语
石油化工设备化学清洗是一个系统工程，其中的工艺是纵观全局，着眼整体的，利用所学的科学技术，从而使运作系统得到协调并相互配合。而化学清洗是一种新兴的技术，采用先进的工艺及系统工程等方法，进行优化分析，从中找到实现目标的途径，使清洗工程达到有效完善。在化学清洗的领域中，一些清除油垢、污垢等有机清洗方案正在试验中，我们相信，新的方案在新的世纪一定会取得快速发展。
参考文献：
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[2]丛海涛．化工设备化学清洗技术[J]．石油化工腐蚀与防护，2001（4）．
化工工艺设计范文3
一、化工工艺中设备安装设计的内容
化工工艺中设备安装设计的内容主要有五个方面：第一，设备安装设计中关于车间设备布置。车间设备的布置不但要确保其满足生产工艺流程，而且要符合安全操作上的要求；第二，设备安装设计中关于设备支架和操作台的设计；第三，设备安装设计中关于设备的保温与防腐；第四，设备安装设计中关于设备的安装、设备的检修以及吊装位置的设计；第五，设备安装设计中关于设备安装施工说明，涉及到设备的吊装方案等等。
二、设备安装与车间设备布置的相关联系
化工工艺中车间设备的布置不仅要确保其对于生产和人工的操作有一定的益处，而且还要考虑其是否节省投资、占地面积是否合适以及是否方便于施工这些因素。车间设备布置是整个工程设计中的一个重要节点，在进行车间设备布置的过程中，建议对设备安装设计中存在的问题抱以认真严谨的态度来对待。
1.化工工艺关于吊装孔设备的设置
在厂房的长度超过三十六米的情况下建议把吊装孔设置的地址选择在与厂房中间距离较短的靠近墙壁的位置；在厂房长度不是很长的时候建议将其选择在厂房一端，且是靠近山墙的位置；而关于确定吊装孔这一点建议不仅要确保其能够被本楼层的设备吊上，而且还得让其被楼层上几层最大直径设备吊上；一般来讲，吊装孔位置设置要严格按照以下五条准则来进行：第一，确保吊装孔位置设置水平方向的运输线不能过长，要短；第二，确保运输通道所占用的实际面积不要过大，要小；第三，务必要确保每一层的吊装孔都安装在同一个垂直平面上；第四，确保吊装孔在最大程度上与检修相对频繁的设备靠拢；第五，还要确保在设置吊装孔的时候不要忽视了最底层设备的布置，这就要求不可以在吊装孔区域内进行设备的设置，以便设备能够从这个地方出入。
2.化工工艺设备安装检修问题
化工工艺设备安装检修问题主要涉及到以下两点：第一，化工工艺中设备的安装与布置不仅要对水平运输主干线的距离进行全面的考虑，而且还要精确把握所有设备都可以运送到主干线上通道的纯距离。通常的做法是安置大直径设备的时候将其与运输主干线靠拢，而小直径的设备建议沿着山墙来安置，这样的安排可以在一定程度上使得车间内的所有设备都可以运送到吊装孔，从而满足化工工艺设备的安装与检修上的需求；第二，化工工艺设备的设计与布置还得对该设备在起吊的时候需要的净高度进行满足。此外，还得做好设备检修安全工作。譬如在设备进行检修之前的准备，在检修前不仅要严格遵守企业所规定关于安全方面的规定，而且还要针对具体的检修范围、作业内容提出安全性方面的要求，从而对检修作业程序、安全纪律工作明确分工，指定专门负责人开展现场监督安全工作。在设备检修之前还要切实按照检修设备的内容、项目、规范以及要求事先准备好所需要的设备、材料及其附件，对各种用具做好安全检查工作，譬如脚手架的搭建，也需要制定专门负责人对测量仪器、安全防护用具以及消防器材进行检查。再譬如设备检修的具体实施也要引起重视。
3.化工工艺设备中关于穿楼板的开孔
在化工工艺特别是车间设备布置设计中往往采用的是将反应设备直接穿过楼板，而且搁置在楼板，因为这样的布置不仅仅使得工人操作起来相对比较方便，而且设备的检修以及空间的充分利用也得到了一定的保证。开孔的形状一般是方形，其尺寸大小建议按照设备耳座大小以及其直径大小来进行具体确定。穿楼板设备进行吊装的途径主要是，由下面一层起吊穿楼板设备而穿过露面，这个过程中要确保方孔四个角与耳座相对应，然后在耳座穿过楼面的时候，进行四十五度角的旋转来使得其就位。楼板开孔的周围一般要作大概五十厘米高度的堰，这样是为了防止地面上的物料或者液流体流到下面楼层。除此之外，还得注意几个关键点：首先，当楼板设备在安装的过程中下面有设备存在的情况下，建议对此设备无论是安装还是检修所需求的吊装空间和吊装地位都得进行一定的考虑；其次，当塔尖设备穿过楼板进行开孔的时候务必要确保塔的本体可以毫无障碍地穿过楼板孔；最后，关于设置穿楼板设备的起吊点上文已经有所阐述，这里就不再加以赘述了，可是要强调的一点是起吊点的纵横向一定要和设备的中心线，也就是开孔的中心保持协调和契合，因为即使是一点偏差也会带来不可估量的负面影响。
4.化工工艺中设备检修操作过程中所要求的设备间距
化工工艺中设备检修操作过程中所需要的设备间距有没有选取正确在一定程度上直接影响着车间布置设计质量的高低与好坏。要是设备间距选取得过小，那么就会对人工操作产生负面影响，更不用说设备的安装、检修了，更为严重和可怕的是会加重操作上的困难难度与对安全产生威胁；而要是设备间距选取得过大的时候，就会在无形之中促进建筑面积的增加和管线的拉长，最终也就使得不必要的建筑以及管道基础建筑上的投资费用和占用良田面积的增加。设备之间间距的确定是由各种各样的因素决定和影响的，一般有以下几种：以防火为首的关于安全操作上的规范要求；个人操作上的总体态势；防毒等关于劳动保护上的规范要求；化工工艺管道布置方面的规范标准；设备特征以及车间内走道等等方面因素的影响。
化工工艺中的设备安装设计问题属于化工设备的安全管理的范畴，化工设备安全管理还涉及到化工工程的安装、制造、运用以及检修这几个方面。设备运行的安全是导致事故发生的一个关键点，因而作为一线的车间生产设备管理者务必要做好每天的及时巡查工作，并予以记录，对于发现设备异常问题则要及时对问题做好反馈单，同时还得对问题存在的原因做好纠正措施，并进行一定的整改和防护。而对于化工工程设备的管理智能部门则要对设备的运行进行定期性检查，其它部门也要引起重视，譬如安全管理部门建议每月一次进行综合安全大范围内的检测，再加上不定期对设备安全状况预计设备运行检查是很有必要的。而化工工艺设备安装设计是化工工程的源头，因而要是对设计考虑不成熟和不周全，直到出现问题了才进行更改，在很大程度上会增加化工工程的施工难度，不仅造成人力物力的浪费，而且也耽误了施工的整体进度，更不用说对整个化工工程质量上的影响了。此外，在化工工艺设计的整个过程中，建议对设计的精神和原则加以熟悉和把握，切实将其贯彻到具体的实践活动中去。确保对化工工艺设计细节运用的灵活性，不仅要使得其与规范相符合，而且还考虑到与生产规范的协调，从而实现其对化工生产的安全而高效的运行。这是源于在化工生产的实际操作过程中，安全是最关键的，所以在化工工艺设备的安装设计过程中一定要对其高度重视。
三、总结
总的来说，在化工工艺中设计中，设备安装设计是其重要组成部分，也是一个不能够被忽视的重要内容。因为不管工艺流程和设备设计得多么完善、先进和优秀，要是没有将设备的安装设计放在首位，那么其也不能被称作上是一个成功的化工设计，而且还会对生产操作以及设备的维修带来极大的负面影响和严重后果，严重的话则会直接影响化工工程生产的安全性。
参考文献
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化工工艺设计范文4
利用ProCAST软件对铝合金轮毂低压铸造过程中铸件及压铸模具进行温度场和应力场的耦合模拟。对模具结构、压铸工艺参数进行优化，采用中心复合试验法设计多组试验并进行数值模拟，分析各自变量对充型过程及模具影响因素的大小，得到自变量与目标量之间的响应面和映射关系。以模具轻量化／低热应力／高效率为目标建立优化模型，采用NSGA－Ⅱ算法进行多目标优化并获得Pareto优化解，达到提高铸件品质，延长模具寿命的目的。
关键词:
ProCAST；中心复合实验；响应面；多目标优化
近年来，铝合金轮毂作为一个重要的汽车零部件产业获得了迅猛地发展［1，2］。从轻量化、安全性、耐用性、多样性以及节能环保等方面综合看，铝合金轮毂是汽车工业的首选材料。低压铸造作为铝合金轮毂的主要生产方法之一，具有铸件尺寸精度高、铸件内在品质好、金属利用率高等优点［3～5］。但低压铸造过程中也会产生诸如气孔、裂纹、缩孔、缩松等铸造缺陷，这些缺陷的产生与充型及凝固过程密切相关。我国铝合金轮毂的生产主要依靠经验，从开发模具到试生产，再到修改模具以及确定工艺方案，是一个反复试错的过程。耗时费力，且设计结果往往精度低、可靠性差。本课题采用中心复合试验法［6～9］，将模具边模厚度、铝液浇注温度、加压速率作为研究对象，分析其对压铸效率和模具寿命的影响，并得到自变量与目标量之间的响应面［10，11］和映射关系。以模具轻量化、低热应力、高效率为目标，采用NSGA－Ⅱ算法［12～14］进行多目标优化并获得Pareto优化解。这种综合考虑多种自变量和目标量的优化方法可以有效地减少试验和优化的次数，同时兼顾实际的生产效率和模具寿命，在铝合金轮毂低压铸造的模具及工艺方面具有积极意义。
1低压铸造模拟
利用UGNX软件建立模具的三维模型，模具装配视图见图1。车轮为43．18cm、20辐的多辐条轮毂，见图2。低压铸造加压曲线见图3。根据工厂实际情况，压铸过程中出现的问题主要有：①模具底模在长时间压铸之后会出现热变形，影响轮毂的精度；②轮毂热节处会产生缩孔缺陷，降低车轮强度。根据建立的数学模型以及确定的热物性参数、边界条件以及初始条件用ProCAST软件进行模拟，得到了低压铸造充型和凝固过程中模具的温度场及各部位应力值与时间的关系。
1．1模具温度场
在VisiualEnvironment中显示出装配模具，分别截取不同时刻下模具温度场分布图，见图4。在铸造过程中，为了实现铸件的顺序凝固，在上模水道位置通入冷却水。从图4可以看出，冷却水使得水道位置的温度明显低于模具其他位置，在下一个压铸过程开始之前，水道位置的温度会逐渐回升，从而使上模水道位置会产生周期性的温度变化，这种剧烈的温度变化最终导致上模水道位置产生了微观裂纹。
1．2模具应力场
图5为模具在铸件冷却过程中某一时刻的应力分布情况。从图5可以看出，底模接触铝液的一侧受到了很大的压应力，这是因为高温铝合金液浇注之后热量首先传递到底模内侧，致使内侧产生了较大的热应力（许用应力之内）。在一个压铸过程结束之后模具温度会逐渐恢复到预热时的温度，如此交替的温度变化会使底模产生周期性的压应力。根据技术指标，一套模具要生产2～3万件轮毂，在模具使用后期由于周期性压应力的作用，使底模产生塑性变形累积，最终降低铸件的尺寸精度。
2压铸工艺及模具结构优化的响应面和参数方程
2．1中心复合试验设计
由于原模具结构中分布着多处风孔和风管，上模安装了结构复杂的冷却盘，致使模具整体结构比较复杂，在不改变冷却点数目的前提下解决压铸过程中出现的问题。为了构造响应面模型，将模具边模壁厚、铝液浇注温度、充型时的加压速率作为中心复合试验设计的影响因素。各因素取值范围见表1。按照中心复合试验（CCD）方法安排的20组试验，根据模拟方法，选取两个对模具寿命及压铸效率具有重要参考价值的目标量（凝固时间，s；边模最大应力，MPa）作为研究对象，得到中心复合试验参数（见表2）。
2．2低压铸造响应面模型及映射关系建立
在回归方程的阶次确定时，考虑到凝固时间、边模最大应力与模具结构参数、压铸工艺之间存在非线性关系，一阶响应面模型不能够满足回归效果。所以，本课题采用二阶响应面建立低压铸造模型，二阶响应面模型表达式为：y＾＝α0＋∑Ni＝1αixi＋∑Nj＝1αjx2j＋∑Nij（i＜j）αijxixj（1）式中，y＾为近似模型预测的响应；x为设计变量；N为变量个数；α为待定系数。
2．2．1凝固时间与自变量间映射关系及响应面模型
为了得到凝固时间与自变量参数间映射关系，运用Design－Expert软件包对表2试验数据进行了二阶响应面线性回归。回归方程预测模型如下：y1＝557．96＋2．77x1－1．47x2－20．17x3－3．13×10－3x1x2＋0．069x1x3＋0．022x2x2－2．64×10－3x21＋1．55×10－3x22＋0．11x23（2）本课题响应曲面分析（RSM）的图形是响应值与影响因素间构成的一个三维空间图，可以直观地反映出各自变量对响应变量的影响，见图6。结合回归方程可知，铝液的浇注温度和边模壁厚对轮毂的冷却总时间都有比较大的影响。其中浇注温度影响最大，随着铝液浇注温度的逐渐降低，轮毂的冷却时间逐渐缩短；随着边模厚度的减薄，冷却总时间逐渐缩短；加压速率的大小会影响充型时间进而影响冷却过程。考虑到充型时的加压速率也影响到铝合金液充型的平稳性，因此加压速率应调整到合适的大小。
2．2．2边模最大应力与自变量的关系及响应面模型
为了得到边模最大应力与自变量参数间映射关系，采用相同的方法对表2进行了二阶响应面线性回归，其回归方程预测模型及响应面模型如下：y2＝579．04－0．068x1－1．62x2－2．52x3＋1．88×10－3x1x2－0．019x1x3＋3．13×10－3x2x3－4．97×10－3x21＋9．69×10－4x22＋0．097x23（3）图7为对应的响应面图。由图7及回归方程可知，铝液浇注温度和边模壁厚均对边模压应力有较大影响，随着浇注温度降低，压应力逐渐减小；随着边模壁厚的逐渐减薄，压应力逐渐增大。
3压铸工艺及模具结构的多目标优化
3．1模型建立
根据得到的参数方程，选用NSGA－Ⅱ算法进行多目标优化，结合实际情况，对所要研究的问题进行如下建模：最小值：y1＝557．96＋2．77x1－1．47x2－20．17x3－3．13×10－3x1x2＋0．069x1x3＋0．022x2x2－2．64×10－3x21＋1．55×10－3x22＋0．11x23（4）最大值：y2＝579．04－0．068x1－1．62x2－2．52x3＋1．88×10－3x1x2－0．019x1x3＋3．13×10－3x2x3－4．97×10－3x21＋9．69×10－4x22＋0．097x23（5）40≤x1≤60；680≤x2≤720；5≤x3≤9
3．2结果显示及分析
以凝固时间y1最小化，边模最大应力y2最大化为目标得到239组Pareto解集，解集结果见表3。在DesignGateway中可以调取以凝固时间y1、边模最大应力y2与自变量之间的散点分布图，见图8和图9。图中高亮的点为Pareto优化解在坐标轴上的分散点。通过分析Pareto优化解集在2D和3D坐标轴上的分布，并结合表3数据，可以看出优化解集主要集中在某一些特定的范围之内，对于目标量的优化和设计具有重要的参考价值。以优化后的模具尺寸和工艺参数为参考，对实际生产中的模具结构和工艺进行改进，模具边模壁厚减小7mm，减轻了模具质量；轮毂压铸时间较之前减少15～20s，这对模具寿命和生产效率的提高具有积极意义。
3．3试验验证
将改进后的模具结构和工艺进行试生产，对铸件试样易出现热节的位置（见图2）进行金相组织分析，比较模具和工艺改进前后铸件的品质情况，见图10，可以看出，改进后轮毂没有出现缩孔、缩孔。
4结论
化工工艺设计范文5
【关键词】化工工艺；设计；现状；问题
【 abstract 】 this article from the introduction to the theory of chemical process design and the present situation, the common problems in the design of chemical process, chemical process design for the future and made a prospect of the three aspects elaborates the present situation and problems in chemical process design.
【 key words 】 chemical process; Design; The status quo. The problem
中图分类号： TH162 文献标识码：A
一、前言
随着科技的不断变化，在进行化工工艺的设计应当根据现如今的技术水平以及生产实际进行综合考虑。这就需要我们对于化工工艺设计的现状以及面临的问题进行探讨，尽可能的避免重复出现。
二、化工工艺设计理论概述以及现状
1.设计理论概述
设备布置、工艺流程和管道布置是化工工艺设计的3个重要方面。化工工艺设计的主要内容是通过工艺计算绘制工艺流程图，提供给设备专业绘制设备图纸的相关参数，并提出工艺控制方面的参数供白控专业仪表选型，然后工艺专业根据工艺流程图完成初步的设备布置图，最后由管道专业结合设备布置图进行管道配管并完成最终的管道布置图纸。
化工工艺设计包括不同的种类，主要有概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计等。这些不同种类的设计在化工工艺的实践中都发挥着重要的作用。
化工工艺设计本身具有很多特点，这些特点对化工设计的安全有很大的影响，也是引发化工工艺设计安全问题的重要因素。也越来越受到人们的重视。安全问题主要有：设计的基础资料不完整．数据的可靠性和完整性不如常规装置；化工工艺设备种类繁多。规格特殊。对设备的设计和选用都提出了特殊要求；化工工艺设计工作量大，管道设计要作特殊考虑；设计周期短，为尽快占领市场，化工工艺设计往往边开发边设计，边建设边更改设计；规模大小不一，为节约投资，某些设计不可能完全按照规定去傲。这些特点无疑会造成化工工艺设计的安全隐患。
2.设计现状
化工工艺过程的变革常常会遇到很大阻力，主要原因是化学工业具有资本密集型的特性，一旦工艺失败将造成大的资金损失。通过对化学品生产的成本构成分析，可以看出摹本建设投资和原材料在总成本中占有主要份额。凼为装置费用大，常常要运转多年。现在许多装置都已经拥有50年的寿命，将它们进行改造、扩大能力、解决薄弱环节要比新建一套装置便宜得多。按此趋势分析，2020年销售的产品中约有3／4将仍由1999年运转的装置牛产，但是必须改进装置性能、扩大产能和减少污染。当然。也会有一些主要的工艺过程出现革命性的变革，对化工生产有重大影响，但也须经过较长时间，一般要10～20年。
大量生产的产品影响制造成本的两个主要因素是原材料费用和基建投资。每年在基建方面分摊费用约占30％。而其他费用诸如能源、劳动、维修、税赋、废料处理等总计约占50％。少量生产品种的原料和基建费用所占份额较低。为了提高现有装置产能，降低单位生产成本，选择改建、消灭瓶颈和更新战略，可以减少投资。
三、化工工艺设计中的常见问题
1.安全危险问题
各行各业都必须注意安全问题，化工行业也不例外，而且，由于行业自身的特殊性，化工行业对于安全性的要求更高，在化工工艺设计中，安全问题比较常见，大家应该给予高度的重视。
要保证化工工艺设计的安全，需要注意多个方面，包括工艺物料、工艺路线、化学反应装置、管道、阀门、电气等。我们需要注意工艺物料的物理化学性质、考虑其稳定性、关注其化学反应活性、判断其是否具有燃烧和爆炸的特征、判断其是否有毒等。关于工艺路线，我们需要考虑哪一条路线能减少甚至于消除危险物质的含量。化学反应是产品生产的核心，只有通过反应，才能得到所需的化学产物，但是，我们必须要考虑反应会带来的危险因素。
总之，化工工艺设计除了要严格正确地执行政府法规、标准规范之外，还要加强过程的安全控制，重视安全危险的识别，及时发现问题，改进问题，有效控制和防止事故的发生，实现本质安全的目的。
2.设备安装设计问题
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，设计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，应当充分考虑起吊的吊点位置，在设备布置中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同，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，甚至会影响安全生产。
四、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。因此，如何降低化工生产过程中的能量消耗和与之相关的课题研究，才是化工工艺设计的关键。例如，将超临界流体应用于一些大型的分离装置上。通过对当前一些资料的分析以及相关的研究数据显示，一些系统的能源费用比一些常用的技术要低，例如蒸馏、恒温共沸等。在化工工艺设计过程中降低能耗，是一个降低生产成本、提高生产效率的有效措施。
2.化工工业设计要体现低的基建投资
化工工艺是一种密集型产业，一般很少进行生产工艺的改革，除非在其化学研究成果上有重大的突破，能使化学工艺得到完善与提升，否则只是通过改进现有的设备装置、扩大生产能力等方式来提升生产效益。如通过优化工艺过程、减少设备尺寸等方式实现低的基建投资。例如，Higee 化工工艺设计，可以应用于蒸馏塔的改造，从而有效的提高了蒸馏效果，使得化工生产取得了良好的经济效益。
3.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，就需要解决两个问题：a、对当前的化工生产装置进行扩大和升级。b、在化工工艺设计自身的基础上改进生产装置。例如，在产品分离的过程中，提高产品的分离效果，这样就可以减少废料的排放，提高对环境的保护。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。
五、结语
总的来说，在进行化工的设计时，首先需要考虑的就是化工工艺的设计，它可以说是最关键的一个部分。通过对工艺设计的现状以及出现的问题进行分析，这样就可以最大程度的完善化工工艺设计。
参考文献
[1]李炎，王琦 诌议化工工艺设计中常见问题 [J] 《中国石油和化工标准与质量》 -2012年10期-
[2]姚慧 化工工艺设计中的安全问题及控制 [J] 《企业技术开发（学术版）》 -2012年4期-
化工工艺设计范文6
这些年来，中国的化工行业获得了非常大的发展。在化工中，化工工艺设计始终是人们重视的重点，化工工艺设计的优劣，确定了化工产品质量的好坏。在设计中一旦化工工艺设计人员发生失误，就会给生产企业留有安全隐患，导致安全事故，影响到现场生产人员的生命安全，同时也会给企业带来很大的经济损失。而要处理化工工艺生产中的安全问题，第一就一定要把化工工艺设计上的安全性提高，安全隐患要从源头控制，在确保化工产品具有相对高质量的基础上，让安全隐患尽可能的降低或消除，提高化工工艺设计的安全性。
关键词：
化工工艺;工艺设计;安全危险
1化工企业工艺设计的特点
工艺设计都牵涉到部分独特的设计程序的程序，并且它所需要技术含量的支持也是非常大的。设计所需要的资料不够齐全，而这些资料通常都是由有关企业依据测试过的数据与查阅的资料所获得的，这些资料因为没有被投入到详细生产程序中实施验证，因此数据的可靠性不可以达到预期的结果。并且化工工艺设计的各个程序都是不寻常的，从设备类型的繁杂多样到设备的作用完善性，对于化工工艺设计而言无疑都是一种挑战。化工生产工艺特殊，要应用特殊的材料、设备，而设备的作用化不管是对非标设备的设计，还是选用定型设备都提出了特殊要求。因为设计周期相对短，而企业为了尽快占领市场，把建设周期缩短，企业一般会把正常的设计周期打破，边设计边开发，造成发生很多的设计变更问题。化工企业参差不齐的规模，部分规模相对小的企业为节省投资，也许不会依照有关的操作标准、程序去做。
2化工工艺设计中常常发生的问题和其控制
2.1化工原料的安全问题
许多化学药剂都是存在必然的危险性，有的有毒，有些指定的化学药剂假如放在一起也许会产生反应，有的反应也许会伴随爆炸等安全隐患。在应用工艺的物料上，必须要对物料的物理性质、化学性质有清楚的辨别，用特定的容器或装置盛放特定物料，会产生反应的物料必须要分开存放，这样才可以防止因为物料出现的安全隐患。
2.2化工工艺路线方面的安全问题和控制
化工工艺设计中的各条路线都具备必然的联系，假如其中一条路线发生问题，那么就会让别的路线也发生问题。所以，在实施化工工艺设计时，第一要重视选择化工工艺的路线，依据详细的生产要求，选取最为合理的化工工艺设计路线，以保证生产工序的成功实施。在实施选取的经过中，要留意思考到每一个方面的原因，像生产条件、物料、生产设备等，依据现实的生产要求，实施周到考虑，从而使发生的危险减少。在实施选择物料时，无毒无害的物料要尽可能的选择，并且要确保物料在常温环境中可以保持正常状态，最好是可以选取受环境影响小的物料，从而保证物料的安全。为了尽可能的把环境污染降低，对于部分能够循环运用的助剂或辅助原料，要尽量做到物尽其用。
2.3管道方面的安全问题和控制
作为化工工艺设计中的关键程序，设计管道是控制危险原因产生的关键场所，管道会运输多种多样的化学物料，部分物质会带有腐蚀性或是易燃易爆性，这些物质泄露或是排放都会对环境导致特别大的危害。设计管道中，要综合思考选材、布置管道、振动与应力分析等几个方面。作为设计人员，第一要对化工工艺程序有整体性的了解，而且要分析在工艺程序中管道的设置形式。设计工艺时，为了节约投资与方便切换，也使用一些软管连接。其实这也会导致危险，当管内物料有毒性或易燃易爆时，一旦喷溅出来会导致事故。当管内有压力时，断开的管道会导致没有固定的端部摆动。打到脸上或身体别的细嫩位置也将导致伤害。所以，假如不是绝对必要就不用软管。
2.4对化工工艺中反应设备安全问题的控制
在化工工艺设计中，化学反应装置是设计的重点。所以反应器的选型与设计一定要全面的分析，有效地控制反应经过，把事故的诱因找出，拟定出相关的预备处理方案。当发生安全问题时能够及时的处理。工艺特点与设备的选型紧密相连，一定要全面的梳理，工艺的安全性与要求，对操作要求实施明确，才可以实施设备的选型。要控制化工工艺设计中的危险原因，设备选材就一定要严格的控制。所以，实施化工工艺设计时，也要思考到反应设备方面原因。在化工工艺安全性控制上，整体程序为：先确定化学反应所要物料的用量，这样来正确掌握化学反应进程；再实施严格处理化学反应参数，以避免反应经过中发生设备超负荷、超压运作情况，导致设备失灵，进而出现安全问题；对完成化学反应后产生的污染物质或废弃物实施妥善解决，对还存在一定价值的副产品，经过深加工完成有效运用。对没有任何应用价值的废弃物品，要严格遵循有关法规实施处理，避免由于废弃物解决不当而导致的环境污染，这样来完成化工企业社会效益和经济效益的最大化。
3结语
总体而言，中国的化工工业中，工艺设计中还存在很多的安全问题，要想尽可能的把安全隐患排除，要慎重选择化工原料，工艺路线也要适当，特别是反应装置的设计，要可以很好的把反应进程控制，而且可以有效抵御反应经过中也许会伴随的反应失控问题。要想推动化工工艺设计良性发展，则要更多的思考环境原因，而且科学有效运用反应的产物。
参考文献：
[1]颜炳发.浅谈化工工艺和设备安全性评价[J].黑龙江科技信息，2011（17）.
[2]赵志强.化工工艺过程开发及工艺路线选择[J].黑龙江科技信息.2012（06）.
