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

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【關(guān)鍵詞】氯堿化工設(shè)計 工藝流程 鹽水一次精制 食鹽溶液電解 燒堿蒸發(fā)

1 引言

氯堿工業(yè)是重要的基本化工原料工業(yè)，廣泛應(yīng)用于輕工、紡織、食品等行業(yè)，目前國內(nèi)工業(yè)燒堿生產(chǎn)方法主要為隔膜法和離子膜法。在電解法燒堿生產(chǎn)裝置的工程設(shè)計中，優(yōu)化選擇建設(shè)規(guī)模、生產(chǎn)平衡能力及工藝流程是設(shè)計評價的關(guān)鍵因素。因此，本文探討了氯堿化工設(shè)計中鹽水一次精制、食鹽溶液電解以及燒堿蒸發(fā)等關(guān)鍵工序的工藝流程選擇問題，以期為設(shè)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(chǎn)方式大體可分為三種：傳統(tǒng)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(tǒng)工藝

傳統(tǒng)工藝流程在國內(nèi)外同行業(yè)中普遍存在至今，其一次鹽水工序生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定，普通操作人員易于掌握，設(shè)備運行穩(wěn)定，不需要高頻次的檢修，維修費用相對較少。但生產(chǎn)裝置大，占地面積多；一次鹽水工藝自動化程度偏低，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)異常，恢復(fù)正常所需時間較長；由于砂濾器的存在，會產(chǎn)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(zhì)量變化的適應(yīng)能力較差，碳素管過濾部分操作相對復(fù)雜。

2.2 膜法過濾工藝

國內(nèi)氯堿行業(yè)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(dāng)運行達(dá)到過濾時間后，過濾器自動進入反沖狀態(tài)，經(jīng)放氣、泄壓、反沖，靠反向靜壓差而使濾餅脫落、沉降，經(jīng)數(shù)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(shè)備。

（3）低壓反沖可使設(shè)備在近于無損的狀態(tài)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(chǎn)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(shè)備，過濾精度穩(wěn)定，處理能力大，節(jié)約了技術(shù)改造成本。

（3）與傳統(tǒng)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(zhì)量的要求，為原料采購提供了方便，鹽水質(zhì)量高且穩(wěn)定，延長了隔膜的使用壽命，整個設(shè)備經(jīng)過特殊防腐處理，可適應(yīng)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(shù)主要有金屬陽極隔膜電解技術(shù)和離子膜電解技術(shù)兩種。3.1 金屬陽極膜電解工藝流程

由鹽水工序送來質(zhì)量合格的精鹽水進入精鹽水高位槽，溢流經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱到65～75℃后經(jīng)總管，再經(jīng)加酸調(diào)節(jié)pH值5～6后，流入鹽水?dāng)嚯娖鳎瑪嚯姾蠼?jīng)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(chǎn)生的三個中間產(chǎn)品分別送氯氣處理系統(tǒng)、氫氣處理輸送和堿液蒸發(fā)系統(tǒng)。

3.2 離子膜電解工藝流程

離子膜電解技術(shù)分為單極槽離子膜電解和復(fù)級槽離子膜電解兩種，由于我國氯堿工業(yè)生產(chǎn)規(guī)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(jīng)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(yīng)罐中加入NaOH等化學(xué)物質(zhì)，出反應(yīng)器鹽水進入澄清桶澄清，再進入過濾器過濾，經(jīng)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(chǎn)生氯氣，在陰極室產(chǎn)生氫氣和30%～35%的NaOH液堿。

4 燒堿蒸發(fā)的工藝流程

燒堿蒸發(fā)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(fā)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(fā)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(lián)蒸發(fā)器數(shù)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(huán)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(jīng)預(yù)熱后，由加料泵送入第三效蒸發(fā)器，其中的固體鹽由循環(huán)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(huán)，第一效蒸發(fā)器利用其自身壓力經(jīng)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(jīng)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(wěn)定。

4.3.1 效數(shù)評價

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

由此可知，多效蒸發(fā)比單效蒸發(fā)占優(yōu)。同時也必須看到，效數(shù)越多，其投資越大，要求越高，而且越到后面，節(jié)氣越小，因此對于效數(shù)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(yōu)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(yù)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(jīng)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(fā)尤其是增加了強制循環(huán)泵后，料液流動速度增大，傳熱狀況得到改善，生產(chǎn)強度（指每單位加熱面積，每小時內(nèi)蒸出的堿量）提高。如三效逆流加強制循環(huán)法，其強度達(dá)7～8kgf/m2時，比順流流程高20%左右。

5 結(jié)語

在目前氯堿工藝設(shè)計中，越來越注重工藝的可靠性、先進性，各生產(chǎn)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(jié)合企業(yè)的實際生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵是嚴(yán)格控制好各項工藝指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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

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關(guān)鍵詞 二次焙燒；隧道窯；工藝流程；優(yōu)化；設(shè)計；分析

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

1 傳統(tǒng)二次焙燒隧道窯存在的問題分析

大量的工程實踐研究結(jié)果顯示：在應(yīng)用浸漬電極支持二次焙燒作業(yè)的過程當(dāng)中，不利問題主要表現(xiàn)為以下幾個方面：首先，對于燃料的消耗較高，對于環(huán)境污染影響較大；其次，由焦油瀝青揮發(fā)所產(chǎn)生的可燃性氣體極有可能在窯內(nèi)作業(yè)環(huán)境下出現(xiàn)燃燒問題，導(dǎo)致整個二次焙燒生產(chǎn)系統(tǒng)的使用壽命嚴(yán)重下降；最后，無法確保二次焙燒制品在整個預(yù)熱過程中預(yù)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(zhì)量的有效性。針對以上問題，展開有關(guān)建立在內(nèi)燃式電極支持下的二次焙燒隧道窯應(yīng)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(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部之后，需要按照預(yù)先設(shè)定的送車速度均勻通過預(yù)熱帶區(qū)域（在本文所研究二次焙燒隧道窯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)當(dāng)中，預(yù)熱帶整體長度表現(xiàn)為9.5個移動車位長度），在此過程當(dāng)中完成二次焙燒制品的預(yù)熱處理。特別需要注意的一點在于：在預(yù)熱帶的末端位置，需要將隧道窯窯頂位置溫度嚴(yán)格控制在300℃單位以上。

2）在二次焙燒制品完成預(yù)熱處理之后，需要進入燒成帶區(qū)域進行二次焙燒處理。在本文所研究二次焙燒隧道窯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)當(dāng)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?？梢哉f，燒成帶區(qū)域是整個二次焙燒隧道窯最主要的處理區(qū)域。按照這一區(qū)域內(nèi)工作溫度要求的差異性，還可以對其進行進一步細(xì)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(qū)域：這一區(qū)域主要包括9個移動車位長度，經(jīng)由上一步驟對二次焙燒制品進行有效預(yù)熱處理的基礎(chǔ)之上，在制品通過均熱升溫區(qū)域的過程當(dāng)中，能夠通過有效的加熱反應(yīng)確保制品能夠基本達(dá)到或是接近電極二次焙燒對于制品溫度狀態(tài)的相關(guān)要求。

②其次是均溫區(qū)域：該區(qū)域溫度表現(xiàn)為整個二次焙燒隧道窯內(nèi)最高溫度區(qū)域。通過均溫區(qū)域的有效處理，能夠確保進入隧道窯內(nèi)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(qū)域主要包括3個移動車位長度，在實踐應(yīng)用過程當(dāng)中，能夠?qū)⒍伪簾破分兴械?，表現(xiàn)為液態(tài)屬性的焦油瀝青成分予以有效熔析處理，在此過程當(dāng)中確保其能夠在隧道窯反應(yīng)內(nèi)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(dǎo)致這一區(qū)域，乃至整個二次焙燒隧道窯內(nèi)部溫度狀態(tài)可能處于不穩(wěn)定或是瞬時性波動狀態(tài)。出現(xiàn)這一問題的情況下，要求工作人員能通過對熱工參數(shù)的調(diào)整，最大限度的將可燃物的燃燒能夠在隧道窯內(nèi)部既定區(qū)間內(nèi)予以實現(xiàn)

③最后是冷卻區(qū)域：整個冷卻區(qū)域主要包括12個車位，總長度約為36m單位。在經(jīng)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(dá)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(yōu)化設(shè)計分析

在實際工作過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)整個二次焙燒隧道窯的在正常運行狀態(tài)下頻繁出現(xiàn)風(fēng)機爆裂問題。此類問題最為顯著的特征在于：受到風(fēng)機裝置外殼殼體內(nèi)部氣流發(fā)生瞬間性爆裂問題的因素影響，導(dǎo)致風(fēng)機外殼部件或是軸承座部件發(fā)生不同程度破損，并飛濺出機體的事故問題。由此不僅導(dǎo)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(xiàn)場工作人員的人身安全帶來嚴(yán)重隱患，亟待對其進行改進與處理。

1）導(dǎo)致二次焙燒隧道窯風(fēng)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(fēng)機所處的主要工作環(huán)境示意圖如下圖所示（見圖1）。從圖1所反映的實際情況當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn)：在二次焙燒隧道窯的正常運行作用之下，風(fēng)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(shè)計的因素影響，導(dǎo)致兩側(cè)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(dǎo)致大量空氣進入隧道窯內(nèi)部。以上諸多方面的問題最終致使二次焙燒隧道窯窯內(nèi)空氣系數(shù)高于規(guī)定取值（規(guī)定取值為系數(shù)1），從而也就使得整個二次焙燒隧道窯內(nèi)部始終處于氧化性狀態(tài)。

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(xiàn)為擴散模式，從而導(dǎo)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(nèi)出現(xiàn)脫火問題。更為關(guān)鍵的一點在于：對于環(huán)境溫度處于500℃單位以下的低溫區(qū)域而言，制品二次焙燒處理過程中所外泄的大量揮發(fā)性成分并無法得到有效利用，導(dǎo)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(nèi)中的含量。

2）有關(guān)二次焙燒隧道窯工藝流程的優(yōu)化分析：結(jié)合對以上問題的分析，最好的處理方式在于實現(xiàn)對二次焙燒隧道窯窯內(nèi)空氣含量的可靠性控制。在此基礎(chǔ)之上解決二次焙燒過程中殘余煤氣的可靠性揮發(fā)與充分利用問題。即可以采取應(yīng)用洗滌塔進行煙氣洗滌處理的方式，確保風(fēng)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(fēng)機所處的主要工作環(huán)境示意圖如下圖所示（見圖2）。

4 結(jié)束語

通過本文以上分析不難發(fā)現(xiàn)：通過工藝流程優(yōu)化設(shè)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(zhì)量與工作穩(wěn)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(guān)注與重視。

參考文獻(xiàn)

[1]余德麒，施正倫，肖文丁等.石煤灰渣二次焙燒稀酸浸出提釩工藝條件[J].過程工程學(xué)報，2010，10（4）：673-678.

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

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關(guān)鍵詞：化工裝置 3D工業(yè)設(shè)備工藝流程圖　空氣壓縮系統(tǒng)

一、前言

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計（CAD/3DMAX）技術(shù)在化工裝置設(shè)計、生產(chǎn)、培訓(xùn)、交流等領(lǐng)域已經(jīng)是大家不陌生的高新技術(shù)。用CAD做工業(yè)機械設(shè)計已經(jīng)非常成熟并得到廣泛應(yīng)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(yè)設(shè)備工藝流程圖在技術(shù)上有什么障礙和優(yōu)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(jié)論是可以的。

二、制作3D工業(yè)設(shè)備工藝流程圖的出發(fā)點

我們現(xiàn)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(shè)備工藝流程圖對設(shè)備和管道的相對位置表現(xiàn)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(shè)備和管道的空間位置表現(xiàn)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(shè)備3D工業(yè)設(shè)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(shè)備和工藝相關(guān)知識。

以下是本人在油氣處理分公司的空氣壓縮系統(tǒng)上做的3D工業(yè)設(shè)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(tǒng)3D工業(yè)設(shè)備工藝流程圖

2.所屬技術(shù)領(lǐng)域

化工設(shè)備工藝圖

3. 3D工業(yè)設(shè)備工藝流程圖表述內(nèi)容：

3.1設(shè)備相對空間位置(包括設(shè)備形狀)

3.2設(shè)備工藝位號

3.3設(shè)備有關(guān)參數(shù)

3.4安全閥位置

[注釋] 可以根據(jù)裝置具體生產(chǎn)需要添加新內(nèi)容。

4.使用范圍

生產(chǎn)、管理、技術(shù)改造、培訓(xùn)、宣傳等

5.總體思路和難題解決

設(shè)備和管道保持原形，至少要體現(xiàn)出原設(shè)備和管道的特征。物體的比例沒有必要按原比例，因為設(shè)備和管道大小和長短區(qū)別很大。不可能在一個框架里都表現(xiàn)出來。而圖形盡可能做到相對集中，易于觀看。主要要表現(xiàn)出設(shè)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(xiàn)場拍下各種設(shè)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(qū)別。在做好的模型上標(biāo)示位號。銘牌和儀表盤使用現(xiàn)場拍照后處理到模型上。

7.制作成功后本企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)共享

以減輕重復(fù)制作的工作量，并把效益擴大化。

8.最大的難題是沒有統(tǒng)一的制圖標(biāo)準(zhǔn)

機械制圖的標(biāo)準(zhǔn)很統(tǒng)一。為了提高制圖的效益和效率，需要權(quán)威部門制定和規(guī)范該類制圖標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一各類工藝語言。與機械制圖一樣，標(biāo)示的設(shè)備基本上就那幾個大類。泵、閥門、罐、等等。

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【關(guān)鍵詞】化工工藝 工藝設(shè)計 安全危險 預(yù)防措施 分析探究

新形勢下，隨著人們在日常生產(chǎn)中安全防范意識的不斷提高，以及對生產(chǎn)工藝設(shè)計的研究不斷深入，促使人們對于化工工藝設(shè)計中存在的安全危險問題給予了越來越多的關(guān)注和重視。受化工行業(yè)本身的特殊性影響，化工行業(yè)在安全危險的問題上要求極為嚴(yán)格，需要化工企業(yè)人員在日常生產(chǎn)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(shè)計涉及的一些內(nèi)容和知識點加以討論，幫助化工企業(yè)人員識別和控制化工工藝設(shè)計中存在的安全危險問題?，F(xiàn)具體分析如下。

1 化工工藝設(shè)計的概述及特點

化工工藝設(shè)計，主要是指在設(shè)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(shè)計等。在整個化工工藝設(shè)計的過程中，為了確?；どa(chǎn)的安全可靠和高效運行，需要熟悉掌握化工生產(chǎn)的原則和精神，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)化工規(guī)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(shè)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(shè)計的特點主要包括設(shè)計基礎(chǔ)資料不完整、工藝流程獨特、工作量大以及規(guī)模大小不一等幾個方面，設(shè)計基礎(chǔ)資料不完整，體現(xiàn)在化工工藝設(shè)計的資料未經(jīng)檢驗完善，數(shù)據(jù)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(shè)備的多樣化和規(guī)格特殊化所導(dǎo)致；工作量大，則是從整個化工工藝設(shè)計來看的，化工企業(yè)的總體投資大、設(shè)備多、管道多，增加了化工工藝設(shè)計的工作負(fù)擔(dān)。同時，規(guī)模大小不一，則表現(xiàn)在測試工程數(shù)據(jù)的化工裝置規(guī)模不一。

2 化工工藝設(shè)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(chǎn)過程中，原料、材料、半成品和副產(chǎn)品，以及貯運物質(zhì)都是以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)存在的，具有相應(yīng)的物理、化學(xué)性質(zhì)和危險危害。需要化工企業(yè)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(zhì)的性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)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(yīng)該從化工物質(zhì)的安全危險出發(fā)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(xué)反應(yīng)物催化劑，稀釋或緩和各類危險物料?；蚴遣捎酶鞣N高新的化工技術(shù)、設(shè)備及工藝，取消或縮小中間貯罐，一定程度上減少危險介質(zhì)的藏量。此外，通過采用污水回收、生產(chǎn)廢料和助劑回收等方式，對于實現(xiàn)化工工藝的節(jié)能降耗，有著極為重要的作用。

2.3 化學(xué)反應(yīng)裝置方面

2.3.1化學(xué)反應(yīng)器選型要求

化學(xué)反應(yīng)器，若以進出物料的情況劃分，主要有間歇式化學(xué)反應(yīng)器和連續(xù)式化學(xué)反應(yīng)器兩大類。若以物料流程劃分，則可以分為單程化學(xué)反應(yīng)器和循環(huán)化學(xué)反應(yīng)器等兩種。若是從化學(xué)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)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(gòu)成化學(xué)反應(yīng)器的裝置設(shè)備特性，以及工藝流程決定了化學(xué)反應(yīng)裝置的整體特性。在化學(xué)反應(yīng)器的選型過程中，應(yīng)該注重工藝的適應(yīng)性和安全性問題，并從化工工藝的操作和操作出發(fā)，確定型號形式。

2.3.2化學(xué)反應(yīng)設(shè)備材質(zhì)

考慮到工藝流體、流速、流體反應(yīng)特性以及腐蝕特性等因素對化工工藝設(shè)計的影響，在化學(xué)反應(yīng)設(shè)備材質(zhì)的使用時，應(yīng)該注重設(shè)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(xué)反應(yīng)溫度的雜質(zhì)要加以重視，以免化學(xué)反應(yīng)速度受到影響，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的不穩(wěn)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?xí)鸬筋愃拼呋瘎┑淖饔?，進而引發(fā)不必要的化學(xué)反應(yīng)，需要化工企業(yè)慎重考慮。

2.3.3化學(xué)反應(yīng)條件控制

在化學(xué)反應(yīng)條件控制上，為最大限度避免出現(xiàn)失控反應(yīng)，可以通過外循環(huán)冷卻器、多段反應(yīng)等方式，加強化學(xué)反應(yīng)的控制?；蚴遣扇⊥ㄈ氲蜏亟橘|(zhì)的方式，幫助化學(xué)反應(yīng)器降溫。也可采用向化學(xué)反應(yīng)器輸入易揮發(fā)的液體的形式，利用液體揮發(fā)來吸收熱量。

2.3.4化學(xué)反應(yīng)設(shè)備結(jié)構(gòu)

通常情況下，為了確?；瘜W(xué)反應(yīng)裝置的安全可靠，在化學(xué)反應(yīng)裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu)，尤其是高壓容器設(shè)備，不但要求具備足夠的結(jié)構(gòu)強度，還需要保證設(shè)備的嚴(yán)密條件好，以免大量介質(zhì)泄漏引起火災(zāi)、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(shè)計時，應(yīng)從材料選擇、管道布置、振動以及應(yīng)力分析等幾個方面綜合考慮，以免發(fā)生泄露。需要化工企業(yè)熟悉了解整個化工工藝流程，重視管道系統(tǒng)在化工工藝流程中的作用，包括操作條件、介質(zhì)物化特性以及腐蝕情況等方面的要求。閥門一般用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流通和壓力系統(tǒng)，具有切斷或接通介質(zhì)、控制流通、改變流量、以防介質(zhì)回流等顯著功能。在化工工藝設(shè)計中，閥門的設(shè)計必須符合安全生產(chǎn)及檢修。

2.5 電氣設(shè)計方面

在電氣設(shè)計中，應(yīng)該在確定當(dāng)?shù)厥欠駥儆诒ㄒ约盎馂?zāi)等危險環(huán)境，并根據(jù)火災(zāi)和爆炸的危險程度不同，最大限度避免電氣設(shè)備、電氣線路等因為設(shè)計不當(dāng)而發(fā)生爆炸事故。

2.6 整體化工園區(qū)方面

從現(xiàn)階段我國化工園區(qū)的設(shè)計特點及監(jiān)管能力來看，大多存在著不同程度上的滯后現(xiàn)象。為此，要減少和預(yù)防化工工藝設(shè)計中的安全危險問題，化工企業(yè)可以通過設(shè)立統(tǒng)一的安全監(jiān)測和管理部門，創(chuàng)建完整性的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并形成以“政府為主導(dǎo)、社會為中介、企業(yè)一體化”的綜合管理體系，通過三方連帶責(zé)任追究機制，將安全危險有效控制在最小范圍。

參考文獻(xiàn)

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篇5

【關(guān)鍵詞】精餾塔 塔頂冷凝器 設(shè)備布置 管道設(shè)計

石油化工領(lǐng)域中，精餾塔是一種使用非常頻繁、非常重要的工藝設(shè)備，它的穩(wěn)定運行直接關(guān)系到整個石油化工裝置的產(chǎn)品質(zhì)量及綜合能耗。塔頂冷凝器作為與精餾塔聯(lián)合使用的重要耗能設(shè)備，通過對其合理設(shè)計能有效的使精餾塔穩(wěn)定運行、能耗降低、投資節(jié)省。

目前較常用的塔頂冷凝器的設(shè)計，主要有自然回流和強制回流兩種，本文將從工藝流程、設(shè)備布置及管道設(shè)計方面對這兩種不同設(shè)計思路分析，以達(dá)到能更合理的布置塔頂冷凝器及相關(guān)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)冷凝介質(zhì)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(zhì)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(fā)現(xiàn)，自然回流因為采用設(shè)備本身的位差來推動液相介質(zhì)回流，不需要增加塔頂回流槽和回流泵設(shè)備，在工藝上具有能耗低和節(jié)省設(shè)備投資的優(yōu)點。

但是，能否就此下結(jié)論說，塔頂冷凝器采用自然回流的設(shè)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(shè)備布置進行更進一部的分析。

2 設(shè)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(shè)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(zhì)回流，因此塔頂冷凝器的布置標(biāo)高必然要高于精餾塔頂部標(biāo)高，否則無法產(chǎn)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(zhì)回流，因此塔頂冷凝器的布置標(biāo)高只需高于塔頂回流罐及回流泵，可以低于精餾塔頂部標(biāo)高，放置于建構(gòu)筑物任意位置。

比較兩種工藝流程塔頂冷凝器的設(shè)備布置，不難發(fā)現(xiàn)，采用自然回流時塔頂冷凝器的支撐高度會遠(yuǎn)高于強制回流的塔頂冷凝器，要支撐高標(biāo)高的塔頂冷凝器，需要搭建相應(yīng)的建構(gòu)筑物來支撐，必然會帶來相應(yīng)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(dǎo)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(huán)水做為冷媒，由于塔頂出口氣相介質(zhì)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(huán)水通過溫升來帶走，相比于冷凝后的液相介質(zhì)流量，循環(huán)水的使用量會遠(yuǎn)大于它，因此，通過高位差節(jié)省的塔頂回流泵輸送動力，會遠(yuǎn)小于因高位差而增加的循環(huán)水泵輸送動力，反而在能耗得不償失。

因此，要結(jié)合本裝置精餾塔及建構(gòu)筑物規(guī)格來確定合適的塔頂冷凝器布置及相關(guān)的工藝流程，才能達(dá)到最合理化設(shè)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(wěn)定運行，還需進行合理的管道設(shè)計。

3 管道設(shè)計

由于精餾塔和塔頂冷凝器之間連接的氣相介質(zhì)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(shè)計需要注意整個管道的柔性及支撐。

3.1 自然回流管道設(shè)計

對于采用自然回流工藝的塔頂冷凝器氣相管道設(shè)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(yīng)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(xiàn)袋型管。

（2）氣相管道上的安全閥，應(yīng)設(shè)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(yīng)根據(jù)位移大小在靠近塔頂氣相出口N1處設(shè)置合適的膨脹節(jié)。

3.2 強制回流管道設(shè)計

對于采用強制回流工藝的塔頂冷凝器氣相管道設(shè)計，注意事項如下。

（1）由于塔頂冷凝器布置在低于塔頂?shù)奈恢茫诮?gòu)筑物上放置，氣相管道應(yīng)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(xiàn)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?shù)踔惭b維護安全閥。

（3）氣相管道上排放至密閉系統(tǒng)的安全閥宜安裝在靠近建構(gòu)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(yīng)在塔頂部人孔下的第一層平臺上設(shè)置固定承重架。

（5）沿塔壁敷設(shè)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(yīng)力，宜在其下方平臺處設(shè)置彈簧架來分擔(dān)垂直管道的荷載。

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

4 結(jié)論

針對塔頂冷凝器的兩種設(shè)計形式，通過對工藝流程、設(shè)備布置及管道設(shè)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(shè)計。塔頂冷凝器的合理化設(shè)計應(yīng)充分考慮整個裝置的設(shè)備及建構(gòu)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(shè)備布置及相關(guān)的管道設(shè)計形式，這樣才能使精餾塔達(dá)到穩(wěn)定運行、能耗降低、投資節(jié)省的目的。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：化工工藝；設(shè)計理論安全；控制

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

時代在發(fā)展，社會在進步，現(xiàn)在社會處于一個經(jīng)濟快速增長的時代，科學(xué)技術(shù)的進步帶動了社會各個行業(yè)領(lǐng)域的繁榮與發(fā)展，其中化工行業(yè)也不例外?；ば袠I(yè)是一種危險程度高，事故突發(fā)率高的特殊行業(yè)，相比較其他設(shè)計行業(yè)來說，化工設(shè)計行業(yè)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(fā)率一直居高不下的狀況，因此，我們在進行化工工藝設(shè)計時，就要學(xué)會避開并識別化工工藝設(shè)計中存在的安全隱患因素，并嚴(yán)格控制和管理化工工藝的整個設(shè)計流程，避免大規(guī)模的安全事故的發(fā)生。文章簡要介紹了化工工藝設(shè)計的內(nèi)容和特點，并對其工藝設(shè)計中存在的一些危險因素的識別和控制提出了相關(guān)看法和建議。

一、化工工藝設(shè)計概念和特點

化工工藝設(shè)計主要是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的物料、工藝流程、反應(yīng)條件等對一些安全設(shè)備、工藝管道、泵閥以及自動化儀表等產(chǎn)品來進行設(shè)計。在進行這些化工設(shè)計過程中，我們要明確每種產(chǎn)品的化工工藝設(shè)計的要求與原則，充分了解其化工工藝設(shè)計精神和重點，并在設(shè)計中要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范。此外，我們在設(shè)計某種化工產(chǎn)品時之前，一定要對其產(chǎn)品的原材料和產(chǎn)品的特性等相關(guān)信息進行充分的調(diào)查和了解，只有這樣，我們才能在設(shè)計過程中避免一些因材料因素而導(dǎo)致發(fā)生危險事故的現(xiàn)象。我們對于化工產(chǎn)品的危險性也有相關(guān)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，主要是根據(jù)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的物料、中間化工成品（特別是危險化學(xué)品）的性質(zhì)、數(shù)量以及其火災(zāi)爆炸程度來劃分其危險等級，而我們在進行化工設(shè)計時才能根據(jù)危險等級的不同來確定其產(chǎn)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(shè)備和消防器材的選用有著關(guān)鍵性的幫助和作用?；すに囋O(shè)計主要有以下特點：首先，很多化工設(shè)計的基本資料都是相關(guān)單位根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來分析編制的，普遍沒有經(jīng)過試驗和檢測，使得其生產(chǎn)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(fù)雜，使用的設(shè)施和設(shè)備種類和數(shù)量也很多，使得整個化工工藝要求復(fù)雜，工序繁多；然后，由于其工序的繁多和工藝的復(fù)雜性，使得化工工藝設(shè)計是一項任務(wù)量、內(nèi)容都較多的系統(tǒng)工程；最后，一般的化工產(chǎn)品都帶有一定的腐蝕性和毒性，影響工藝管道的穩(wěn)定性，同時也很影響人體的健康，因此化工工藝設(shè)計需要結(jié)合化學(xué)品性質(zhì)考慮生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備設(shè)施的穩(wěn)定性，也要充分考慮化工產(chǎn)品的物料輸送、儲存和運輸安全問題。

二、化工工程設(shè)計中安全問題的識別及控制

化工工程設(shè)計中的安全問題就是指可能導(dǎo)致生產(chǎn)過程中發(fā)生事故和損失的條件，表1顯示的是化工工程中出現(xiàn)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(shè)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(guān)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(yīng)及產(chǎn)品銷售的流通條件；（2）良好的公共設(shè)施和生活設(shè)施等協(xié)作環(huán)境；（3）便利的交通條件；（4）水源充足等，同時應(yīng)避免易受自然災(zāi)害的地區(qū)及風(fēng)景瀏覽區(qū)、人口密度較大的地區(qū)等。在客觀條件不允許的情況下，可以關(guān)注主導(dǎo)風(fēng)的方向，把化工廠定位在社區(qū)的下風(fēng)區(qū)，也能在一定程度上解決化工對周圍環(huán)境造成的安全隱患，工廠的布局是化工廠內(nèi)部組件之間相對位置的定位問題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠區(qū)的內(nèi)外條件，確定生產(chǎn)過程中所需要的各種機器設(shè)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(yè)設(shè)備及儲存設(shè)備應(yīng)避免過于密集，顯著危險性的工業(yè)裝置應(yīng)與無危險或低危險的工業(yè)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(dāng)?shù)木嚯x，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(shè)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(chǎn)過程的各種設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)施，同時也是輸送各類流體介質(zhì)的通道。針對介質(zhì)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(dǎo)致管道防護失效，致使介質(zhì)泄露引起安全問題的原因。當(dāng)所選管道的材料不能承受生產(chǎn)過程中的高溫高壓及腐蝕性介質(zhì)時，就會導(dǎo)致管道的機械損壞及腐蝕問題。因此在化工工程設(shè)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(shè)計過程中，必須用與設(shè)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(shè)計，還必須充分了解化工工程全部的工藝條件及生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)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(huán)境中的適應(yīng)性，嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)定。

3、化工工程設(shè)計中塔設(shè)備的安全問題

塔設(shè)備具有生產(chǎn)能力強、傳質(zhì)效率高、操作性能良好等特點，因此在化工裝置中，塔設(shè)備所占投資的比例，根據(jù)所屬行業(yè)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(fā)展，塔設(shè)備的規(guī)模也越來越大。塔設(shè)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(shè)備的安全角度來看，在設(shè)計時必須要求塔設(shè)備具備足夠的結(jié)構(gòu)強度，防止在吸熱放熱的化學(xué)反應(yīng)過程中爆裂，并且要求塔設(shè)備的密封性良好，以防大量介質(zhì)泄露引起的火災(zāi)或中毒事故。由于塔設(shè)備內(nèi)所進行的化學(xué)反應(yīng)的種類多樣性，且在反應(yīng)過程中涉及到的吸熱、放熱、反應(yīng)速率快慢等諸多問題，對塔設(shè)備內(nèi)部進行的化學(xué)反應(yīng)則必須要有一個切實可行的控制方案，以便在反應(yīng)失控時降低反應(yīng)速率、停止反應(yīng)或者將塔設(shè)備放空。當(dāng)塔設(shè)備冷卻效果變差，過量加入反應(yīng)物，加入反應(yīng)物的順序不當(dāng)，塔設(shè)備外部發(fā)生火災(zāi)等原因，都有可能使失控現(xiàn)象發(fā)生。

4、化工工程設(shè)計中電氣設(shè)備的安全問題

電氣安全問題是化工工程得以安全生產(chǎn)的重要保障。電氣設(shè)備的安全問題主要指防爆問題，因此電氣設(shè)備的合理設(shè)計應(yīng)該從以下三個方面入手：①合理控制點燃源，在進行電氣設(shè)備設(shè)計時，要充分考慮環(huán)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(shè)備設(shè)計應(yīng)以設(shè)備的長期正常運轉(zhuǎn)為目標(biāo)，盡可能少的產(chǎn)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(jiān)控并采取有效的控制手段。在設(shè)計過程中還要對電氣設(shè)備的類型加以考慮，根據(jù)化工生產(chǎn)場所的危險區(qū)域來匹配電氣設(shè)備，具體情況具體分析，且不可為了節(jié)約成本而忽略電氣設(shè)備的安全問題。

（二）、化工工藝設(shè)計危險因素的控制

對于化工工藝設(shè)計安全危險因素的控制，我們可以根據(jù)其工藝流程特性的不同，分別采取相應(yīng)的措施。我們分別從化工產(chǎn)品的原材料、工藝流程、設(shè)備材質(zhì)、物理化學(xué)反應(yīng)條件以及管道運輸?shù)葞讉€方面來研究。我們可以對化工產(chǎn)品的原材料的挑選和質(zhì)量方面進行控制，在不影響產(chǎn)品的性能的基礎(chǔ)上，盡量選擇危險性低、危害性小的原材料。對于相應(yīng)的工藝流程，我們可以努力研究，爭取設(shè)計一種工藝流程較為簡潔、工藝路線較為規(guī)律和統(tǒng)一的生產(chǎn)流程，合理的分析并考量產(chǎn)品的制作流程，盡量降低危險物質(zhì)的生產(chǎn)，并減低其產(chǎn)品的危險性和危害性。對于產(chǎn)品的設(shè)備來說，我們也要充分考慮其材質(zhì)對于整個生產(chǎn)流程的影響，包括其濕度、溫度、壓力、物理化學(xué)反應(yīng)等等這些因素，要根據(jù)實際生產(chǎn)情況選擇質(zhì)量高、耐高溫以及耐腐蝕的合理設(shè)備。在化工產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，出現(xiàn)的各種物理化學(xué)反應(yīng)有很多，因此我們對這一環(huán)節(jié)的控制比較困難，對于這些我們就要設(shè)置一些容易控制的反應(yīng)器來控制其化學(xué)反應(yīng)過程，從而控制其危險因素，可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所需條件的不同，來調(diào)節(jié)其反應(yīng)溫度和反應(yīng)速度等一些可控條件和因素，從而避免危險的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)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(yán)格控制其運輸過程中的密封性，對于管道的強度和結(jié)構(gòu)也要進行合理的選用，避免泄漏、爆炸等危險事故的發(fā)生。

結(jié)束語

綜上所述，我們可以看出化工工藝設(shè)計是一種在設(shè)計時以考察整個化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)的一種安全事故隱患高的設(shè)計活動，因此，我們在設(shè)計時一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和要求進行操作，并在設(shè)計過程中識別并控制相關(guān)安全危險因素，制定相應(yīng)的應(yīng)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(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：化工工藝；安全危險；對策

化工行業(yè)比較特殊，有較大的危險存在于化工工業(yè)生產(chǎn)及工藝設(shè)計中，容易出現(xiàn)事故。針對這種情況，在化工工藝設(shè)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(yīng)的措施，嚴(yán)格控制與管理化工工藝設(shè)計整個流程，避免出現(xiàn)較大的安全事故。

1化工工藝設(shè)計概述

具體來講，化工工藝設(shè)計指的是結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的工藝流程、反應(yīng)條件及材料等，科學(xué)設(shè)計化工工藝中的安全設(shè)備、工藝管道、儀表以及泵閥等產(chǎn)品。在化工產(chǎn)品設(shè)計過程中，需要對每一種產(chǎn)品的化工工藝設(shè)計要求、設(shè)計原則等深入了解，嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)的安全規(guī)程，保持謹(jǐn)慎認(rèn)真的態(tài)度開展化工工藝設(shè)計。在具體實踐中，需要對化工工藝設(shè)計原則與設(shè)計精神充分把握，對化工工藝設(shè)計中的各項細(xì)節(jié)靈活運用，保證與相關(guān)安全規(guī)范所符合，同時方便化工生產(chǎn)的順利開展，以便保證化工生產(chǎn)的安全性與高效性。

2化工工藝設(shè)計特點

化工工藝設(shè)計具有較高的科學(xué)技術(shù)含量與獨特的工藝流程；研究我國現(xiàn)階段化工工藝設(shè)計，可以總結(jié)出這些特點：化工工藝設(shè)計基礎(chǔ)資料不夠完善，一般情況下，由科研單位人員結(jié)合現(xiàn)有的資料整編出來，作為化工工藝設(shè)計基礎(chǔ)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(shù)據(jù)的可靠性與完整性。具有較大的工作量；化工工業(yè)具有較多的設(shè)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(yè)為了促使建設(shè)周期得到縮短，擴大市場占有率，往往會對正常設(shè)計周期進行縮短，開發(fā)、設(shè)計同時進行，甚至在建設(shè)過程中，設(shè)計還會遭到更改。且具有不統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)模，化工生產(chǎn)裝置具有不同的規(guī)模，為了促使投資成本得到就業(yè)，部分人員沒有嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)的規(guī)范要求來開展化工工藝設(shè)計。

3化工工藝設(shè)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(shè)計中是非常重要的一項內(nèi)容，其為工藝流程體系的基礎(chǔ)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(huán)節(jié)內(nèi)。在不同的形態(tài)下，化工工藝材料的化學(xué)性質(zhì)也呈現(xiàn)差異，那么就需要對不同狀態(tài)下物料的毒害情況有機明確，采取相應(yīng)的措施穩(wěn)定其性質(zhì)，科學(xué)判斷當(dāng)前的安全危險狀態(tài)。

3.2化工工藝設(shè)計途徑

采取同樣一種原材料，生產(chǎn)同樣的化工物品，也可以采取多元化的途徑；在設(shè)計途徑選擇中，需要緊密結(jié)合生產(chǎn)環(huán)境條件，將最安全及最優(yōu)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(chǎn)能與安全，積極應(yīng)用新工藝和新技術(shù)，避免污染到環(huán)境，且促使中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)的副產(chǎn)品得到減少。

3.3化工生產(chǎn)設(shè)備

一般情況下，結(jié)合設(shè)備開展化工工藝設(shè)計，要在設(shè)備內(nèi)部進行原料、添加劑或者半產(chǎn)品反應(yīng)，化學(xué)原理作用下，有一系列變化出現(xiàn)，進而導(dǎo)致設(shè)備環(huán)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(shè)備安全。

4化工工藝設(shè)計中危險因素的控制

在具體實踐中，要緊密結(jié)合化工工藝流程特性，將針對性的措施運用過來，嚴(yán)格控制化工工藝設(shè)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(chǎn)各種原料、半成品、中間產(chǎn)品以及副產(chǎn)品時，具有不同的形態(tài)特征，如氣體、液體、固體等；不同形態(tài)的化學(xué)產(chǎn)品，物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)也存在差異，且具有不同的危險性。那么相關(guān)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(huán)節(jié)有機把握，科學(xué)辨別、分析以及評價危險。

4.2工藝路線

化工工藝設(shè)計實踐中，需要逐步將危害性較高的原材料發(fā)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)劇烈程度得到有效降低；結(jié)合時展要求，將一系列新技術(shù)、新設(shè)備運用過來，對危險化學(xué)品儲存量有機減少，避免有過多的廢料產(chǎn)生于化工生產(chǎn)過程中，且盡量重復(fù)利用可以回收利用的材料，避免過大程度上破壞到周圍環(huán)境。

4.3管道運輸

因為易燃易爆、劇毒、腐蝕為化學(xué)產(chǎn)品的主要特點，那么就需要避免有安全事故發(fā)生于化工產(chǎn)品的運輸過程中，嚴(yán)格要求管道運輸。在設(shè)計管道時，需要綜合考慮管道材質(zhì)的安全性、地質(zhì)條件等，科學(xué)設(shè)計，避免出現(xiàn)化工產(chǎn)品泄露問題。此外，要合理選擇泵和閥門，緊密結(jié)合相應(yīng)的安全生產(chǎn)規(guī)范來選擇與安裝泵和閥門，設(shè)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(zhì)，提升選擇科學(xué)性，保證運輸生產(chǎn)的安全性。

4.4安全防護裝置

化工行業(yè)具有較大的危險性，那么化工廠需要投入相應(yīng)的資金成本，對安全防護裝置合理有效的設(shè)計，如果有危險事故發(fā)生，能夠控制事故擴大態(tài)勢，促使財產(chǎn)損失及人員傷亡等得到減少。

5結(jié)語

篇8

危險等級的劃分依據(jù)主要是根據(jù)化工生產(chǎn)過程中所使用的原材料，儲存原材料的環(huán)境、原材料經(jīng)生產(chǎn)加工后所形成的新的產(chǎn)品特性，如物理性、化學(xué)性等。根據(jù)不同危險等級的化工產(chǎn)品，確定各種類型化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標(biāo)準(zhǔn)，在化工工藝設(shè)計過程中選擇滿足生產(chǎn)需求的操作方式，防火材料及防火設(shè)備。

二、化工工藝設(shè)計分類介紹

1.概念設(shè)計。

概念設(shè)計是指抽象性的設(shè)計，概念設(shè)計一般是在擬建化工生產(chǎn)裝置前進行，概念設(shè)計的主要目的是為了通過建立化工生產(chǎn)裝置模型，根據(jù)模型檢查化工生產(chǎn)工藝中存在影響正常生產(chǎn)的因素，包括生產(chǎn)線路的設(shè)置的合理性，生產(chǎn)環(huán)境條件是否滿足安全生產(chǎn)要求等，避免因化工工藝中某個環(huán)節(jié)存在不合理性給化工生產(chǎn)埋下安全隱患，同時根據(jù)概念設(shè)計建立模型檢驗所的的數(shù)據(jù)為進一步的化工工藝設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。

2.中試設(shè)計。

中試設(shè)計是為了檢驗小試所確定的工藝路線及相關(guān)運行條件。檢測試制產(chǎn)品的功能穩(wěn)定性；檢驗工藝系統(tǒng)的連續(xù)可靠性運行；獲得化工生產(chǎn)工藝設(shè)計所必須的工藝參數(shù)；考察設(shè)計方案投入生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的雜質(zhì)對成品的影響等。

3.基礎(chǔ)設(shè)計。

基礎(chǔ)設(shè)計是化工工藝設(shè)計的重要階段?；A(chǔ)設(shè)計是化工工藝生產(chǎn)裝置及配套設(shè)備安裝及規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)支持。

4.初步設(shè)計。

初步設(shè)計是在基礎(chǔ)設(shè)計完成后的精細(xì)化設(shè)計。初步設(shè)計的成果是設(shè)計說明書和工程總概算書，也可以說是從初步設(shè)計是化工建設(shè)的指導(dǎo)思想，以此為依據(jù)進行化工生產(chǎn)線的構(gòu)建；結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計和有關(guān)單位批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書、化工廠的選址報告，從經(jīng)濟性和技術(shù)性角度出發(fā)，對化工生產(chǎn)線建設(shè)進行總體研究和計算，滿足化工生產(chǎn)線安全生產(chǎn)的同時又能取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5.施工圖設(shè)計。

施工圖設(shè)計是化工工藝設(shè)計的最后階段，設(shè)計過程中應(yīng)根據(jù)有關(guān)部門對初步設(shè)計的審批意見，結(jié)合初步設(shè)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(shù)要點和各個設(shè)備的原理、布置進行一一明確。并對初步設(shè)計中待解決的一些問題提出科學(xué)合理的解決方案，做到施工圖紙設(shè)計最優(yōu)化，滿足化工產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定性生產(chǎn)需求。

三、化工工藝設(shè)計具有的特點

化工工藝設(shè)計交其他專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計具有明顯的區(qū)別，化工工藝設(shè)計工藝流程獨特，生產(chǎn)工藝安全性要求嚴(yán)格，技術(shù)含量高。尤其是針對化工產(chǎn)業(yè)近些年來頻發(fā)的安全事故，如化工產(chǎn)品原料在加工過程中出現(xiàn)的有毒原料泄漏問題，嚴(yán)重地污染了人們賴以生存的環(huán)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(guān)部門對化工產(chǎn)業(yè)的化工工藝設(shè)計提出了更為嚴(yán)格的要求，明確提出在化工工藝設(shè)計時要高度重視工藝設(shè)計在投入生產(chǎn)中的安全性問題。但實際上，化工工藝流程的十分的復(fù)雜，整個工藝流程涉及的專業(yè)較多，設(shè)備種類繁雜，各種管線管道交織在一起，倘若在設(shè)計過程中沒有確定科學(xué)的布線方案可能會早生產(chǎn)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(shù)具有易燃易爆的特性，很容易引發(fā)火災(zāi)或者更為嚴(yán)重的事故。所以，為了保證化工工藝設(shè)計的質(zhì)量，化工生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，必須要加強對化工工藝設(shè)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(chǎn)過程中雖潛在的不利于安全生產(chǎn)的系列因素，而危險因素的識別和控制是指對化工工藝設(shè)計以及設(shè)計方案投入到建設(shè)中雖體現(xiàn)出來的一些不利于安全生產(chǎn)的特征，如化工設(shè)備是否滿足生產(chǎn)的需求，設(shè)備所處的環(huán)境是否滿足安全性生產(chǎn)需求，設(shè)備及相關(guān)附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等，認(rèn)真考究危險因素，識別各種不安全因素的風(fēng)險類別及等級，進而有針對性地提出安全風(fēng)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(shè)計人員應(yīng)牢固掌握化工原料的物理特性、化學(xué)特性、化學(xué)反應(yīng)特征以及燃燒爆炸性等方面的知識，并能準(zhǔn)確地辨識各種原料之間的反應(yīng)原理。

（2）路線布置。

在化工工藝路線設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)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(xiàn)安全故障對工藝路線造成一定程度的影響。

（3）嚴(yán)格控制化學(xué)反應(yīng)裝置。

篇9

[關(guān)鍵詞]伴生氣 輕烴 設(shè)備 工藝

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

油田開發(fā)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(jīng)濟效益?，F(xiàn)今國產(chǎn)化裝置中存在工藝方案不合理、能耗高以及產(chǎn)品收率低等不足，本文主要是從工藝流程出發(fā)，針對伴生氣輕烴回收工藝，討論設(shè)備選型和設(shè)計以及控制系統(tǒng)等，提出工藝設(shè)計的相關(guān)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(jīng)蒸餾分離后得到合格產(chǎn)品。其流程組成是由七個單元組成：原料氣預(yù)處理、增壓、脫水、冷凝分離、制冷系統(tǒng)、液烴分流以及產(chǎn)品儲配。

一般的伴生氣壓力低其氣質(zhì)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(chǎn)品收率等因素相關(guān)。

二、工藝流程優(yōu)化

工藝流程的優(yōu)化主要包含了制冷工藝的選擇、工藝流程的設(shè)計以及工藝參數(shù)的優(yōu)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(chǔ)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(jié)流膨脹制冷相結(jié)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(fù)疊式制冷、膨脹機制冷或是冷劑制冷與膨脹機制冷結(jié)合的方式。

國內(nèi)冷劑制冷工藝主要采用丙烷壓縮循環(huán)制冷，制冷系數(shù)較大，所采用的裝置所需要的冷量是由外部制冷系統(tǒng)提供，運行過程中可通過調(diào)節(jié)制冷量來適應(yīng)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(zhì)量保證，操作維修方便等優(yōu)點而被優(yōu)先選用，而對于無供電條件的地區(qū)則有限采用熱分離機或氣波機制冷。

2、工藝流程的設(shè)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(shè)計就需要以這七個單元為基礎(chǔ)統(tǒng)一組織，保證經(jīng)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(chǎn)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(shè)計需要從整個流程綜合分析，合理設(shè)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(jié)合的制冷工藝，從整個流程出發(fā)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(shè)計需要多使用新技術(shù)、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(shù)的優(yōu)化

為保證裝置的經(jīng)濟合理運行，就需要制定合理的工藝參數(shù)，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(chuàng)造條件來達(dá)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(guān)，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(jīng)濟損失。

冷凝溫度和壓力的確定需要從整個工藝流程出發(fā)，綜合考慮各單元的能量利用來進行工藝設(shè)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(chǎn)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(huán)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(dāng)提高冷凝壓力來獲得更為經(jīng)濟的輕烴回收率。

三、設(shè)備選型及設(shè)計

工藝流程的設(shè)計中的關(guān)鍵問題之一就是設(shè)備選型和設(shè)計，這也是保證工藝流程實現(xiàn)的基礎(chǔ)，選型與設(shè)計時應(yīng)遵循高效、輕便、技術(shù)先進且工作可靠等原則。

裝置中的氣-液分離器如果設(shè)計計算和內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shè)計選型中需與廠家充分協(xié)商，提供準(zhǔn)確的參數(shù)和相關(guān)工藝要求，確保正確選型和機組的供貨質(zhì)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(zhì)富，需要進行壓縮機增壓來適應(yīng)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(chǎn)品收率決定。在選用制冷工藝時應(yīng)精心組織工藝流程，合理利用外冷和內(nèi)冷，綜合分析工藝和參數(shù)來獲得更好的經(jīng)濟性，設(shè)備選型設(shè)計主要體現(xiàn)先進技術(shù)和高效的原則來提高輕烴回收率。

參考文獻(xiàn)

[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(dāng)代化工2013.10.

篇10

1.機床工藝設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

結(jié)合機床裝備工藝設(shè)計需求和網(wǎng)絡(luò)化制造的發(fā)展趨勢，構(gòu)建了SOA架構(gòu)（Service-orientedarchitecture,面向服務(wù)架構(gòu)）的機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計平臺體系結(jié)構(gòu)，由支撐層、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議層、中間件層、基本服務(wù)層、領(lǐng)域服務(wù)層、應(yīng)用層等組成。

2.機床網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的概念體系

機床網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的具體功能包括網(wǎng)絡(luò)化制造資源管理，該模塊在制造資源本體模型的基礎(chǔ)上，為外協(xié)企業(yè)提供制造資源的注冊、檢索、分類、更新等功能；網(wǎng)絡(luò)化制造工藝任務(wù)分解，在分析零件制造特征的基礎(chǔ)上，在時序和裝配特征的約束下，對工藝設(shè)計任務(wù)進行分解，為企業(yè)選擇和資源匹配提供支持；網(wǎng)絡(luò)化制造工藝管理是平臺的核心功能模塊，包括工藝設(shè)計任務(wù)管理、工藝知識管理、典型工藝管理、網(wǎng)絡(luò)化工藝優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)化工藝審批等；網(wǎng)絡(luò)化制造成員企業(yè)選擇；系統(tǒng)管理；網(wǎng)絡(luò)化制造過程協(xié)調(diào)與管理。

二、機床裝備網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)典型界面

1.機床產(chǎn)品零件信息本體建模模塊

傳統(tǒng)查詢方式采用基于語法的查詢，如關(guān)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(zhǔn)率和查全率，使用本體可以實現(xiàn)多層次檢索。

2.機床網(wǎng)絡(luò)化制造P-P-R管理模塊

網(wǎng)絡(luò)化制造任務(wù)管理模塊提供對制造任務(wù)的定義、分解、編輯、撤銷等操作。任務(wù)定義界面，對任務(wù)基本信息進行描述，根據(jù)任務(wù)約束對制造資源進行檢索。

3.機床網(wǎng)絡(luò)化制造資源信息表達(dá)模塊

（1）網(wǎng)絡(luò)化制造資源管理主要提供企業(yè)整體信息的錄入、查看。其外協(xié)采用企業(yè)樹形式，分別按行業(yè)和企業(yè)性質(zhì)進行分類，針對樹中每一個企業(yè)節(jié)點顯示相對應(yīng)的企業(yè)基本信息，當(dāng)需要瀏覽該企業(yè)的制造資源詳細(xì)信息時，則轉(zhuǎn)到企業(yè)資源管理模塊，以列表形式列出企業(yè)具有的制造資源信息及資源的主要技術(shù)參數(shù)，從而了解該企業(yè)制造資源的制造能力信息。（2）網(wǎng)絡(luò)化制造資源的發(fā)現(xiàn)制造資源發(fā)現(xiàn)功能模塊，通過制造任務(wù)的特征屬性和制造資源的制造能力相匹配實現(xiàn)制造資源的發(fā)現(xiàn)。（3）制造企業(yè)評價根據(jù)企業(yè)目標(biāo)設(shè)計一級評價指標(biāo)和二級評價指標(biāo)，采用五級分制為制造企業(yè)打分。

4.機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝匹配優(yōu)化模塊

網(wǎng)絡(luò)化制造工藝匹配優(yōu)化模塊的功能菜單包括網(wǎng)絡(luò)化工藝規(guī)劃、工藝標(biāo)準(zhǔn)化和工藝更改三部分。

5.機床網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)流程設(shè)計人員登錄工作流管理系統(tǒng)，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(jié)點屬性的定義等工作；再次，將各個活動與相關(guān)管理人員進行綁定，并賦予管理人員相應(yīng)權(quán)限，保證流程管理過程數(shù)據(jù)安全，降低操作人員的出錯概率。

三、結(jié)語