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[工艺技术]解析化学工程中的化工生产工艺

时间:2021/12/15  点击:538


       

本文发表于《中国化工贸易·中旬刊》 2020年7期

严昭宏

摘 要:本文以化学工程中化工生产工艺的解析为探讨主题,针对当前化工生产的发展现状,从原材料的选择与预处理、化工设备的选用、化学反应的确定、化学产物的提炼与化工废物的处理等作业环节分析其应用技术工艺,提出提升智能化生产水平、优化工艺手段、加强废物处理与减少动力能耗等优化化工生产效率的有效策略。

关键词:化学工程;化工生产;工艺技术

0 引言

作为国民经济的支柱性产业,化工行业在社会现代化建设中具有重要地位。化学品的身影在人们的日常生活中随处可见,在整个生产化学品的汇总过程中,工艺占据核心地位,与产品的生产质量紧密相关。随着化工产业规模的不断扩大,如何将一系列生产工艺加以优化,解决能源大量消耗问题是产业发展的主要方向。

1 化学工程中化工生产工艺解析

1.1 选择化工原材料

选择原材料需要重点综合考量三方面因素,一是材料的采购成本,二是材料使用的安全性,三是其是否满足当前技术工艺的使用要求。二次利用垃圾材料是节能环保、节约成本的有效途径,将垃圾变废为宝,形成所需的化工生产用品,再制作成满足生活需求的化学产品。但在制作食品类的产品、成品时,就需要对原材料是否具备健康性与安全性进行严格检查。通过对各方面需求因素的统筹考量,可以对成本较低、安全实用的原材料予以优先考虑,避免使用到存在危险性、质量不达标的材料。同时,需要妥善保存所有的原材料,保证材料存储的安全性[1]。

1.2 预先处理原材料

处理化工原材料的技术方法种类较多,干燥处理、粉碎处理、净化处理与除尘等是较为常见的作业形式,由于化学反应是紧接着材料预处理的生产流程,因此需要严格控制预处理环节的工作质量,达到最大化充分利用原材料的目的。例如,尽量充分粉碎原材料颗粒,确保其充分地融入到化学反应中,提高利用效率,将反应时间大幅缩短。除此以外,还需全面地清除粉尘,过高的粉尘浓度会对其他材料发生化学反应的实际速率产生负面影响。

1.3 选用化工设备

使用的化工设备不同,其发挥的功能效用也必然存在较大差异。要想合理地选取适宜的化工设备,需要重点确认各类原材料的性质与特点,例如,泄漏性与腐蚀性是化学工艺较容易出现的常见特点,因此在选取设备时,需要对废渣、废水与废气等化工生产附带产物的处理技术方法予以充分考虑,并细致检查设备仪器的密闭性与压力承载性能等。

1.4 确定化学反应

在化学材料相同的情况下,提供的反应条件不同,发生的化学反应也不同,从而得到的产物与质量也是各不相同的,因此,要保证化工生产的准确性,需明确具体的化学反应类型,并对给予的反应条件作出详细规定,通过提高材料的反应程度与条件水平,进一步提高化工产业的生产效率。在确定化学反应时,需着重考量材料的沸点、熔点等影响因素,选取并把控适宜的化学条件,这对化学反应最终产物的实际性能具有决定性作用[2]。

1.5 提炼化学产物

提炼化工产物需要以预先的生产目的为基准,是整个生产过程中的一项关键环节,萃取、蒸馏与吸附等都是提炼化工产品的主要技术手段,除此以外,结晶提炼也较为常见。从化工生产的基本性质来看,需求产物不同,与之对应的提炼过程与使用的技术手段也是差异较大的,要确保提炼作业的合理性,需综合考量产物的化学性质与物理性状特点等。在提炼产物的过程中,可以循环利用溶剂材料与未充分反应的原材料等,提高利用率,最大程度上节约生产作业成本投入。

1.6 处理化工废物

在提炼完所需的化学产物后,还会遗存部分废渣、废气与废水等没有应用价值的物质,安全处理此类化工废物是化学工程化工生产的最后环节。由于此类废料产物是经由或多或少的化学反应过程而形成的,因此不可避免会具有一定的危险性与有害性,废物处理作业环节的主要目的是将废物进行转化,有效降低或消除危害。

2 化学工程中化工生产工艺的优化策略

2.1 提升智能化工艺水平

科学优化化学工程的生产工艺需要以原有的化工技术与作业条件为基础,对各类化学反应的基本条件、反应原理予以深入研究与准确分析,技术的选取与运用应贴合生产工作的实际环境,能够便利地获取所需原料,适当简化工艺技术,提高全生产流程的产率。例如,在合成乙烯的生产过程中,乙烯的获取可以通过石油品的裂解、乙醇脱水或碳链断裂等多种方式方法,要判断或评估选取的技术手段或工艺流程是否合适,主要标准是对充分考量化工生产作业过程,优质的工艺技术能够使用最少的产品原料、产出质量最好的化工产品,且产生最少的废料残渣[3]。

设备性能是影响化学工程生产效率与产品质量的关键因素,因此现代化工企业,可以充分利用先进智能化的技术手段与工艺设备,或是改进、升级与整合现有的设备设施与化工生产线,将原料发生化学反应的时间有效缩短。灵活运用智能化的仪器设备与控制系统,管理人员可以根据生产过程的实际情况,合理设定设备的运行参数,并随着反应的进行程度隨时控制智能化的控制系统,或发出指令,实现原材料的自动化精准投放。除此以外,还可以设置视频监控系统,跟踪监控整个生产流程的各个工艺环节,确保能够妥善彻底地处理废渣、废气与(下转第71页)(上接第69页)废料等。

2.2 优化生产工艺

对于化学工程的化工生产作业来说,优化生产技术工艺有利于提高化学反应的条件水平,从而实现对废品产出率的有效把控。要在实际的生产作业中将产品产出率与质量层次进一步提高,化工企业可以将以下三方面作为着手点,一是选择采购质量达标的原材料,严格把控材料的使用性能与基本品质,二是为充分发生化学反应准备齐全的材料与辅助设施,包括催化剂与容器器皿等。三是对化学反应设备的合理选择,科学衡量技术工艺的使用优势,与自身产品生产的实际特点,保障化学反应整个过程的连续性。

化工企业可以积极引进先进的机械设备与工艺技术,将国外进口的优质工艺充分融入到化工工程的生产线作业中,或是向优秀的企业学习,借鉴其现代化的生产技术与产品处理工艺等,针对新技术、新设备与新工艺的应用开展相关的技术培训工作,并与国外先进的化工企业保持良好的合作,构建合作共赢的发展渠道,一方面有利于向国际市场推销本土化的化工产品,另一方面,还可以促使自身化工工程生产流程与工艺技术水平的稳步提升,不断改进现有的生产作业模式与工艺水准,加强企业的生产能力与经营能力。

2.3 加强废物处理

处理化学品生产过程中产生的废物是化学工程中的一项重要环节,我国现行法律条例对化工生产的废物处理具有明确规定,对于有毒的污染物或重金属,不能向江河湖泊等自然环境中直接排放,化学生产过程中产生的有毒废气等也不能直接排放到大气中,必须经过一系列的无害化处理。要排放带有污染物质的水质,必须采取有效的化学处理手段予以统一处理,经过质检检测,确定各项参数指标达到标准要求后,再通过专门的运输渠道向自然环境中予以排放。

2.4 减少动力能耗

电机拖动系统是化学工程化工生产作业中应用的常用系统,其普遍需要消耗较多的电力能源。设置变频节能调速装置能够将阀门的动态调节予以有效改善,达到节约电能的目的,并通过变频控制模式保障整个生产流程的顺利进行。同时,热力能源也是促进化学反应常用的家属条件,要避免热能的过量消耗,也可科学改造原有的供热系统,将组合装置予以优化。

3 结束语

化工生产是化学工程的核心流程,也是企业经营的重点作业环节,针对性地优化生产工艺不仅有利于环境污染问题的合理解决,还能够促使生产效率的大幅提升,保障化学工程工业生产的可持续发展。

参考文献:

[1]章梦军.化学工程工艺中绿色化工技术的应用[J].化工设计通讯,2019,45(12):130-131.

[2]申家慧,樊学勇,魏立.化学工程中化工生产工艺探讨[J].化工管理,2019(31):116-117.

[3]田冠杰.化学工程与工艺中的节能分析[J].现代盐化工,2019,46(05):57-58.


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2021/12/15

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