化學(xué)工程中化工生產(chǎn)的工藝解析

吳林超

【摘 要】隨著環(huán)保和節(jié)能減排等理念的發(fā)展，要求化工生產(chǎn)企業(yè)必須不斷強(qiáng)化和創(chuàng)新化工生產(chǎn)工藝，從而在提高化工生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，保證化工生產(chǎn)達(dá)到環(huán)保和節(jié)能減排的要求，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理生產(chǎn)，解決化工生產(chǎn)中的污染問題。本文對(duì)化學(xué)工程中化學(xué)生產(chǎn)的工藝進(jìn)行了分析探討，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】化工生產(chǎn)；生產(chǎn)工藝；現(xiàn)存問題；有效途徑

一、化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展特點(diǎn)趨勢(shì)

1、化學(xué)工程與工藝特點(diǎn)

化學(xué)工程簡(jiǎn)稱化工，是研究以化學(xué)為代表的相關(guān)工業(yè)，化學(xué)工程與工藝這門學(xué)科是一門工業(yè)特色十分顯著學(xué)科，化學(xué)工程與工藝的研究范圍廣，是一門應(yīng)用十分寬泛的專業(yè)。如一些食品加工業(yè)、印刷業(yè)、冶煉業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)、材料化工等都是建立在化學(xué)工程與化學(xué)工藝的基礎(chǔ)之上?；瘜W(xué)工程與工藝這門課就是培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的理論知識(shí)，想要在這一門學(xué)科能夠?yàn)槲覈鱾€(gè)行業(yè)都做出貢獻(xiàn)，就必須要組織構(gòu)建一個(gè)能夠發(fā)展化學(xué)工程與工藝學(xué)科的研究基地。構(gòu)建適合專業(yè)特點(diǎn)的，有利于人才培養(yǎng)的創(chuàng)新型體系。

2、化學(xué)工程與工藝研究對(duì)環(huán)境保護(hù)的意義

化學(xué)工程與工藝這門學(xué)科是一門工業(yè)特色明顯的專業(yè)，它覆蓋了原有的各種化學(xué)相關(guān)的專業(yè)。現(xiàn)階段，環(huán)保已經(jīng)是人們普遍追求的一種生活方式跟生活態(tài)度?；瘜W(xué)工程與化學(xué)工藝的相關(guān)研究是實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能這一理念的重要實(shí)現(xiàn)途徑。

對(duì)于化學(xué)工程跟化學(xué)工藝的研究發(fā)現(xiàn)，人類在降低污染節(jié)約能源的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)利益的最大化，這樣的前提條件下，人們都愿意進(jìn)行節(jié)能環(huán)保方面的嘗試。很多跨國大型企業(yè)都針對(duì)這種情況成立專門的科研小組，進(jìn)行相關(guān)綠色環(huán)保方面的研究。社會(huì)的發(fā)展離不開科技的發(fā)展，科技發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)。這就要求綠色環(huán)保的概念。科技的發(fā)展過程中化學(xué)工程與化學(xué)工藝的發(fā)展一定會(huì)占據(jù)重要位置。針對(duì)這樣的情況，應(yīng)該積極改變策略加大對(duì)化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的研究。

二、我國化工行業(yè)的現(xiàn)存問題

1、化工生產(chǎn)產(chǎn)率偏低

我國化工行業(yè)雖然取得了一定成績(jī)，然而與西方發(fā)達(dá)國家相比其產(chǎn)率依然較低。由于化工生產(chǎn)針對(duì)溫度和壓力等條件要求較高，因此要求化工生產(chǎn)設(shè)備必須達(dá)到先進(jìn)水平。然而我國許多化工企業(yè)為節(jié)約成本，大都應(yīng)用老舊設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，化工生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)反應(yīng)不充分、原料浪費(fèi)嚴(yán)重、生產(chǎn)效率低下等問題，造成資源和能源的浪費(fèi)，導(dǎo)致我國化工生產(chǎn)總體產(chǎn)率偏低。

2、化工生產(chǎn)污染嚴(yán)重

我國近年來的空氣污染和環(huán)境污染異常嚴(yán)重，究其原因與化工生產(chǎn)環(huán)保能力低下不無關(guān)聯(lián)，在諸多化工生產(chǎn)行業(yè)中，尤其以造紙、印刷、紡織、印染、重金屬生產(chǎn)等行業(yè)對(duì)于環(huán)境的污染最為嚴(yán)重，有些污染甚至觸目驚心。許多企業(yè)由于生產(chǎn)規(guī)模較小，人力、物力、財(cái)力有限，污染物沒有得到處理就直接進(jìn)行排放，這些行業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢棄物等污染物通常都重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)環(huán)境會(huì)造成無法估量的危害，給人類的飲水安全、土壤質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境等都不同程度的帶來嚴(yán)重影響，導(dǎo)致我國環(huán)境污染指數(shù)迅速升高。

三、相關(guān)新興化學(xué)工程與工藝的技術(shù)研究

1、綠色化學(xué)工程

綠色化學(xué)也就是現(xiàn)今的人們所說的環(huán)境友好化學(xué)，這種化學(xué)方面的術(shù)語是現(xiàn)如今最為流行的術(shù)語。綠色化學(xué)就是環(huán)保，降低污染，用一些化學(xué)方面的技術(shù)還有方法來減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，降低環(huán)境污染對(duì)人類健康的影響。運(yùn)用化學(xué)工程與化學(xué)工藝減少一些有害的原料還有催化劑等的生產(chǎn)還有使用。從根本上杜絕環(huán)境污染的產(chǎn)生，綠色化學(xué)的技術(shù)就是從源頭來阻止污染的產(chǎn)生，用無毒無害的原料，并且對(duì)一些廢棄物進(jìn)行回收再利用。

2、化學(xué)工程與化學(xué)工藝的分離工程

分離工程就是使物質(zhì)從無序向有序轉(zhuǎn)變的一種非自發(fā)的過程，在一些重力、壓力還有一些溫度、電的影響下由外力的作用，這是一個(gè)消耗能量的過程，并且這也是化學(xué)工程與化學(xué)工藝分離工程研究的重要內(nèi)容之一?，F(xiàn)今使用比較多的分離工程方法就是蒸餾法，我國在蒸餾分離方法方面的研究已經(jīng)有了非常深厚的理論依據(jù)跟實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是蒸餾分離方法在速度方面還是要進(jìn)一步的改善。并且在一些蒸餾設(shè)備上也值得改進(jìn)，蒸餾分離法如果在設(shè)備上采用現(xiàn)今新型的材料會(huì)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。并且對(duì)于提高蒸餾吸收的效率，降低蒸餾分離時(shí)間上，可以采用新型的吸收劑，吸收劑對(duì)蒸餾時(shí)間的長(zhǎng)短也有很大的影響，因此，吸收劑的研究開發(fā)也是值得關(guān)注的。膜分離技術(shù)也是現(xiàn)今比較流行的分離技術(shù)，膜分離具有節(jié)能、高效、易于清理等一些特點(diǎn)，被許多國家的科學(xué)家認(rèn)為是當(dāng)下最有發(fā)展?jié)摿Φ姆蛛x技術(shù)。膜分離就是吸附分離，這種吸附分離的辦法被廣泛運(yùn)用一些氣體的干燥、廢水等污染物的處理等等。膜分離的研究重點(diǎn)在于新型吸附劑的開發(fā)，膜分離的主要問題就是膜的污染還有防治。膜分離的研究必須要實(shí)現(xiàn)膜使用的長(zhǎng)壽還有高效。

3、Supercritical Fluid，SCF（超臨界流體）

Supercritical Fluid，SCF（超臨界流體）是一種溫度還有壓力都在臨界點(diǎn)之上的無氣體液體的相界面，同時(shí)具有液體跟氣體性質(zhì)的一種流體。這一技術(shù)在化工、食品加工還有生物醫(yī)藥工程中都有非常廣泛的應(yīng)用。SCF質(zhì)量高、工藝要求高。開發(fā)附加值高使其有著廣闊的發(fā)展前景十分誘人的發(fā)展利潤(rùn)。近幾年來，SCWO（超臨界水氧化法）用于環(huán)境治療保護(hù)方面的研究比較多，在化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的研究較少，還處于研究試驗(yàn)期。

四、提高化工生產(chǎn)工藝的有效途徑

1、提高化工反應(yīng)技術(shù)裝置

化工生產(chǎn)過程中，化工反應(yīng)技術(shù)和反應(yīng)條件是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是提高化工生產(chǎn)工藝質(zhì)量的關(guān)鍵。化學(xué)反應(yīng)條件充分才能確保達(dá)到預(yù)期反應(yīng)結(jié)果，有效提高反應(yīng)效率，降低廢料產(chǎn)生率。例如精餾塔里的作用力變化過程中，回流比降低。但通過熱泵蒸餾等技術(shù)可以降低分離過程的能量損耗。反應(yīng)壓力降低時(shí)，氣態(tài)反應(yīng)物壓縮作用隨之明顯降低。吸熱的反應(yīng)溫度下降過程中，供熱溫度隨之降低，從而可以限制副反應(yīng)產(chǎn)生，降低產(chǎn)品反應(yīng)與分離時(shí)的能耗損失。應(yīng)用高效填料與傳熱裝置，可以使傳熱性能、轉(zhuǎn)換效率得以提升。應(yīng)用新型隔熱材料能夠降低熱能損失，因此應(yīng)盡量應(yīng)用高效節(jié)能設(shè)備。同時(shí)要求反應(yīng)條件時(shí)材料齊全，質(zhì)量達(dá)標(biāo)，催化劑、反應(yīng)器皿、反應(yīng)設(shè)備等準(zhǔn)備充分，從而確?；どa(chǎn)能夠高效運(yùn)行，降低廢水、廢氣、廢渣的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)相對(duì)環(huán)保生產(chǎn)。

2、優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝技術(shù)

優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝技術(shù)首先應(yīng)探究化工反應(yīng)的各種反應(yīng)條件及其原理。例如乙烯包括裂解石油品、乙醇脫水、長(zhǎng)碳鏈斷裂為短碳鏈等多種合成方式，此時(shí)就應(yīng)探究何種方式最能節(jié)約能源，最宜獲取原料，何種工藝流程產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益最高等。原料不同生產(chǎn)方式也有所區(qū)別，因此要根據(jù)實(shí)際情況選擇工藝流程，確保工藝流程符合工業(yè)化生產(chǎn)需求，從而確?；どa(chǎn)的高效運(yùn)行和綠色環(huán)保。換而言之，必須結(jié)合化工生產(chǎn)現(xiàn)狀，創(chuàng)新化工生產(chǎn)工藝。

3、科學(xué)處理化工廢棄物品

化工生產(chǎn)的反應(yīng)條件及其反應(yīng)環(huán)境雖然重要，然而廢棄物品處理同樣關(guān)鍵。只有科學(xué)處理化工廢棄物才能有效避免環(huán)境污染。我國法律明顯規(guī)定，化工生產(chǎn)所產(chǎn)生的重金屬及其有毒污染物絕對(duì)不能直接向江河湖泊中排放，有毒廢氣應(yīng)經(jīng)過處理后方可到大氣中排放，被污染水質(zhì)必須嚴(yán)格進(jìn)行化學(xué)處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)后方可通過專用渠道向自然環(huán)境中排放。最簡(jiǎn)單的做法是應(yīng)用基本反映而后沉淀的方式，把重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔镞M(jìn)行沉淀，降低其危害程度，廢氣則需在排放裝置中部、頂端設(shè)置有效的處理系統(tǒng)對(duì)有毒粉塵氣體進(jìn)行過濾。

結(jié)束語

近年來，我國化工行業(yè)迅猛發(fā)展，化工生產(chǎn)技術(shù)也迅速更新?lián)Q代。而化工生產(chǎn)工藝作為化工生產(chǎn)中的重中之重，其直接關(guān)系到化工原材料的利用率高低、化工產(chǎn)品的質(zhì)量好壞、生產(chǎn)污染對(duì)環(huán)境及生活的危害程度等問題，因此，研究如何強(qiáng)化和創(chuàng)新化工生產(chǎn)工藝顯得尤為關(guān)鍵。本文分析了我國化工行業(yè)的現(xiàn)存問題，在此基礎(chǔ)上給出了提高化工生產(chǎn)工藝的有效途徑。

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