精细化工工程设计要点

发表时间:2020/10/13   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:周海棠
[导读] 摘要:在化工行业中,精细化化工设计发挥着重要的作用。
        山东中天科技工程设计有限公司  山东省淄博市  255000
        摘要:在化工行业中,精细化化工设计发挥着重要的作用。做好精细化工建设项目设计方案的评价,是提高工程设计质量的关键。本文根据设计方案影响因素的识别原则、精细化工建设项目的特点及设计要求等建立了设计方案评价模型,通过专家打分的形式进行设计方案评价,提高设计质量。
        引言
        在新的社会经济发展形势下,精细化工作业模式对常规的生产形式带来严重的冲击,但由于该项生产方式步骤较多,且操作难度较大,使其实际应用范围较窄,同时由于技术限制,对该行业在国内的发展带来诸多困难。
        1精细化工建设项目的特点
        (1)多样性与复杂性;(2)工艺过程连续性,自动化程度高;(3)能耗高,需要节能降耗和降本增效;(4)精细化工建设项目的设计需要建筑、结构、给排水、电气、暖通、工艺、管道、总图等多专业配合协作;(5)由于化工产品更新换代快,需要采用先进技术、先进工艺,才能获得良好的经济效益;(6)项目投资相对较大;(7)项目污染相对较大;(8)安全设计是化工项目的生命线,安全措施需要融入设计中;(9)项目的立项、报政府部门的各种程序是设计必须的前置条件:设计准入门槛高、专业性强;需要符合国家产业政策;需要符合国家的审批政。
        2方案设计阶段
        2.1可行性研究报告(简称可研)
        可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。在此基础上,综合论证项目建设的必要性,财务的盈利性,经济上的合理性,技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性,从而为投资决策提供科学依据。但是从实际操作来看,一般来说精细化工项目的业主已经确定了要投资建设某项目,才会进行项目的工程设计。因此,可行性研究报告主要为申请项目用地、项目立项、作为环境影响报告书(简称环评)和设立安全评价报告(简称安评)的输入条件。在编写可行性研究报告的时候,主要工作重点在于确定产品和产能、明确主要的工艺路线、确定主要工艺设备、确定三废(废气、废水、废固)的产量以及建议的处理方法、确定公用工程方案、完成初版全厂总平面布置图(简称总图)。
        2.2设备布置方案
        反应釜是该生产工艺的核心设备,是进行酯化反应和酯交换反应的场所。精馏塔是利用混合物在一定温度和压力下各组分挥发度不同的特性进行多级分离,将轻组分和重组分分离开来。精馏塔和塔顶冷凝器在石油化工装置中经常联合使用。气液分离器实现了气相净化功能,从精馏塔进入塔顶冷凝器的水蒸气和气态醇在降温或者加压过程中,一部分气态醇会液化,随着气体一起流动,气液分离器利用各组分重量不同,对混合物进行分类,相对纯的气体从气液分离器的上部出去,返回塔顶冷凝器,缩合水由下部流出进入缩合水收集罐进行收集,再经输送泵加压后打到污水池。
        2.3管道设计
        精细化工生产过程中使用大量的管道部件,其承载着高腐蚀性、毒性和易燃材料,而为保证生产的安全性,控制恶性事件的发生概率,要求在工艺设计阶段加设有效的防护措施。此部分的资金投入量较少,且作业简单,但需要注意的是,该部分是由多个部件连接而成的,其中的连接点极多,而这也正是危险系数较高的部分。另外,精细化工生产活动使用的材料较为繁杂,且各自的属性不同,若对管道的重视程度不足,极易引发危险事件。因此,对该方面的工艺设计工作也是不容忽视的。


        2.4建筑方案
        建筑方案主要是建构筑物的平面图、立面图和剖面图,以及报政府审批的单体效果图和鸟瞰图等文件。一个典型的精细化工项目,主要包括综合楼、生产车间、原料仓库、成品仓库、储罐区、公用工程房、污水处理区、消防水池、事故水池等单体。综合楼主要是办公、研发、展厅、休息室、会议室等功能,建筑方案需要根据办公人数以及业主偏好进行设计,综合楼为民用建筑,需要做节能专篇,主导专业为建筑专业,和工艺专业关系较小。生产车间的建筑条件由工艺专业根据工艺方案确定。首先确定产品种类和产品产量后,经过物料衡算,确定主要生产设备的型号和数量,进行初步的设备平面布置和立面布置,以此为依据确定生产车间的长宽和楼层高度。如果业主经验丰富,也可以根据以往项目经验,先框定一个车间尺寸,然后根据本项目的实际情况去布置设备,从而核算车间尺寸是否合适。原料仓库、成品仓库以及储罐区的尺寸主要根据物料衡算来确定,一般来说原料和成品都要考虑15~30天的周转周期。甲类仓库和乙类仓库为单层,高度一般为6.5米,如果考虑容积率问题,高度可以做到8.2米。丙类仓库可以做多层,丙类液体物料可以放在一楼,二楼及以上用来放丙类固体物料。设计仓库时,需要注意不要将会反应的物料存放在同一区域。另外,会和水发生剧烈反应的介质不能用水和泡沫灭火,因此需要特别注意,如甲苯二异氰酸酯(TDI)。公用工程房通常会包含高低压配电房、柴油发电机房、空压机房、机修间、锅炉房。高低压配电房的尺寸需要根据工厂总用电负荷来设计,主要是考虑用几台变压器。柴油发电机是用于消防用电设备以及工艺上要求有备用电源的设备,房间尺寸和柴油发电机型号有关,在无法确定的情况下,可以先预留50平方米。空压机房、锅炉房需要根据统计的公用工程耗量进行设备选型,然后向设备厂家询价后,确定设备布置图。消防水池、消防泵房、事故水池是在工艺方案确定、其他建筑方案确定后,根据消防要求进行相应设计。污水处理区是在环评评审后,根据环评确定的处理方案,由环保设备厂家提供相应的土建条件。废气处理设备根据不同的处理方式,会有不同的建筑方案。如果是活性炭吸附、吸收塔、UV光解、布袋除尘等没有明火的处理方式,通常会布置在车间天面,以节约用地。如果是催化焚烧、蓄热式焚烧、直燃式焚烧等高温处理方法,需要由独立的废气处理设备区,且需要按照明火设备来进行总图设计。
        2.5设计方案评价
        精细化工建设项目设计方案一般是由设计人员提出,由该项目的专业负责人、审核人员和总工等进行评价打分。相关专家根据编制的精细化工项目设计方案评分汇总表进行打分并汇总。可以得到精细化工建设项目设计方案评分表。将精细化工建设项目设计方案评价结果按综合得分分为五个等级。根据方案评价的综合得分,参照设计方案评价的等级划分,便能得到设计方案的评价结果。
        结语
        综上所述,精细化工建设项目的设计方案是项目建设的基础。根据精细化工建设项目设计方案评价模型和设计方案评分表,进行设计方案的评价,确定设计方案,可以减少人为因素的影响,提高了设计的合规性、安全性、先进性,从而提高工程设计质量。通过本文,让参与工程设计的业主、环评单位、安评单位、设备厂家了解整个工程设计流程,从而更好的进行合作。
        参考文献:
        [1]李佩佩.精细化工生产过程控制系统研究与设计[J].化工管理,2018(15):146-147.
        [2]杨丽兵.精细化工生产过程的控制系统设计与研究[J].化工设计通讯,2018,44(04):168,196.
        [3]农艺源.试论施工图审查制度与勘察设计质量控制[J].民营科技,2017(3):125.
        [4]李国庭,胡永琪.化工设计及案例分析[M].北京:化学工业出版社,2016.
        [5]方国华,黄显峰.多目标决策理论、方法及其应用[M].北京:科学出版社,2011.
        [6]范晓琴.管道设计中管架的合理选择与布置[J].盐业与化工,2013(6):62-65.
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