應(yīng)用化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用

郭祉惠

【摘 ?要】通過(guò)分析化工工藝的生產(chǎn)現(xiàn)狀以及詳細(xì)介紹應(yīng)用化學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，從而探討出應(yīng)用化學(xué)在化工工藝過(guò)程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用化學(xué);化工工藝;應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，現(xiàn)而今這個(gè)科技飛速發(fā)展時(shí)代，只有把先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中才能滿足人們更廣大的需求。生活中處處都有化學(xué)，我們的衣食住行全都依賴于化學(xué)，那怎樣才能滿足全球人們對(duì)于生活生存的化學(xué)品的需求呢？化學(xué)工程的一個(gè)重要任務(wù)就是研究有關(guān)工程因素對(duì)過(guò)程和裝置的效應(yīng)，特別是在放大中的效應(yīng)，以解決關(guān)于過(guò)程開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)和操作的理論和方法等問(wèn)題，為我們的化學(xué)生產(chǎn)提供第一生產(chǎn)力的保證。長(zhǎng)期以來(lái)，難以將夾帶在氣體中的微小液滴和油污進(jìn)行有效分離一直是化工生產(chǎn)中讓人困擾的問(wèn)題。如果不能有效分離，那么油污在氨、尿素、硝酸、硝銨的合成過(guò)程中，會(huì)使觸媒由于中毒而失效、換熱設(shè)備的換熱效率下降、阻力增加。西安超濾公司是一個(gè)采用應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”進(jìn)行有效分離的實(shí)例，其采用應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”中選擇的過(guò)濾材料具有效能高、阻力低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，從而成功研發(fā)出能夠?qū)怏w中的微小液滴和油污有效分離的裝置。應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)慣性分離的不足之處，將高效、低阻、長(zhǎng)壽的過(guò)濾材料與先進(jìn)的過(guò)濾裝置有機(jī)結(jié)合，將會(huì)進(jìn)一步提升分離的質(zhì)量與效率。

1 應(yīng)用化學(xué)工程技術(shù)

1.1 應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”

早在1960年左右，我國(guó)超濾裝置就已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”是利用超濾膜將溶液分離凈化的技術(shù)，超濾膜的主要作用是將分子較大的物質(zhì)殘留在膜的上方，分子較小的則通過(guò)膜從而有效達(dá)到分離溶液的作用。在進(jìn)行企業(yè)分離時(shí)要綜合考慮使用的設(shè)備，分離材料的性質(zhì)從而選擇出最合適的過(guò)濾分離材料。應(yīng)用在超濾裝置中的過(guò)濾材料普遍具有效率高、阻力低、耗損少等特點(diǎn)，一種方法是將孔隙率增大，選用纖維細(xì)、精度高的材料，從而過(guò)濾材料的使用壽命將會(huì)被大大提高。第二種方法是將過(guò)濾面積擴(kuò)大，可以選用在承受阻力相同時(shí)，流通面積、納污量、使用壽命分別增加一倍、三倍的折疊式濾芯?？偠灾瑧?yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”需要在化工工藝企業(yè)結(jié)合自身情況，仔細(xì)思考，慎重選擇從而實(shí)現(xiàn)效率最大化[1]。

1.2 超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用

超臨界流體就是指在某一溫度和壓力下，處于液體到氣體中間狀態(tài)的流體。它的密度與液體密度相當(dāng)，而粘度又和氣體相似，其擴(kuò)散的能力在液體和氣體之間，大概相當(dāng)于液體擴(kuò)散能力的10-100倍。所以它既具有液體的高溶解能力，又能擁有氣體的高擴(kuò)散能力和壓縮性。我們就利用超臨界流體的這些特性，用于我們的化學(xué)生產(chǎn)。像這樣的技術(shù)我們就把它稱為超臨界流體技術(shù)（SCF）。超臨界流體技術(shù)一般是控制溫度和壓力的條件下，或者加入其他物資的情況下改變體系的傳質(zhì)系數(shù)、傳熱系數(shù)及化學(xué)反應(yīng)特征的，這能更加高效清潔地進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)，有的在超臨界的狀態(tài)下能節(jié)省能耗，所以超臨界流體技術(shù)也被稱為超級(jí)綠色化學(xué)技術(shù)[2]。

1.3 技術(shù)管理

超臨界液體技術(shù)（SCF）現(xiàn)在廣泛應(yīng)用到了材料制備中。早在上世紀(jì)九十年代該技術(shù)就已經(jīng)開始應(yīng)用，把二氧化碳制備成超臨界的狀態(tài)，以它為介質(zhì)來(lái)制取特氟龍;還有聚丙烯工藝中也應(yīng)用了SCF技術(shù)，利用丙烷的特點(diǎn)來(lái)做稀釋劑，該技術(shù)也是做PE的升級(jí)版。當(dāng)下，超臨界流體技術(shù)則更多地應(yīng)用在了高分子材料，復(fù)合材料，不易粉碎的無(wú)機(jī)物材料，以及提取不太容易溶解在單一超臨界液體中的有機(jī)物。現(xiàn)在應(yīng)用的超臨界流體技術(shù)的方法主要有一下幾種：1、快速膨脹法，該方法主要用于固體顆粒狀的物質(zhì)的制備;2、壓縮抗溶劑發(fā)，主要用于制備微孔、微球類的物質(zhì)，所以在藥物分子及聚合物共沉上應(yīng)用較多，也較成熟;3、抗溶劑法，通常該方法會(huì)應(yīng)用在制備爆炸性物質(zhì)和不溶于單一超臨界流體的有機(jī)物上等。除了以上在制備材料方面的突出貢獻(xiàn)，超臨界流體技術(shù)還在分析化學(xué)中大展拳腳。它與色譜技術(shù)相結(jié)合，能在色譜研究中得到比氣象色譜更高效，比液相色譜更精準(zhǔn)的超臨界流體色譜。更由于它的高效和低成本使得超臨界流體技術(shù)在石油化工、環(huán)境保護(hù)還有醫(yī)藥化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用[3]。

2 應(yīng)用化學(xué)技術(shù)應(yīng)用

2.1 氨的合成與分離

將新鮮汽油在高壓機(jī)后進(jìn)行分離可以將夾雜在新鮮汽油中的雜質(zhì)比如油水或者灰塵清除，從而使觸媒能夠在高效、低耗的狀況下進(jìn)行合成。形成這一狀況的主要原因是采用了應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”。油污和積碳堵塞冷交換器的現(xiàn)象得到了改善，操作條件得到更大的優(yōu)化，合成塔觸媒進(jìn)行更加安全有效，從而在合成氨過(guò)程中出現(xiàn)的新鮮汽帶油的問(wèn)題得到很好的解決，并且對(duì)于合成氨工業(yè)的發(fā)展而言具有積極的推動(dòng)作用。此外，應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”被在應(yīng)用于氨分離改造過(guò)程中時(shí)，主要通過(guò)采用高效分離氨的形式，使入塔氨含量、能效降低，從而提升生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。

2.2 循環(huán)機(jī)后油分離

循環(huán)機(jī)后油分離器主要用于將夾雜在氣體中的的油水等雜質(zhì)去除，從而能夠更有效的對(duì)合成觸煤進(jìn)行保護(hù)，使能耗降低到最小。循環(huán)機(jī)后油分離器被廣泛使用之后，和以往相比排放油水量大幅度上升，合成觸煤的連續(xù)使用壽命被大大的延長(zhǎng)，并且設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間以及效能也得到一定程度的提升[4]。

2.3 水處理

超濾膜能夠?qū)㈩w粒等大分子物質(zhì)保留在膜的表面，從而凈化溶液的作用。因此在凈化飲用水過(guò)程中也會(huì)常常采用應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”，通過(guò)超濾膜凈化掉大分子雜質(zhì)提高水的質(zhì)量從而使飲用水的安全得到最大程度的保障，應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”是目前在凈化水方面安全有效級(jí)別最高的技術(shù)。同時(shí)超濾膜在淡化海水方面也起著重要的作用，其常常應(yīng)用于反滲透的預(yù)處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于渾濁度較高并且溶質(zhì)變化頻繁的海水，超濾膜的適應(yīng)性更強(qiáng)，并且對(duì)海水進(jìn)行脫鹽的效果也會(huì)更加突出。除了能夠保障飲水安全以及淡化海水以外，應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”還能夠有效處理城市污水和工業(yè)廢水。在處理城市污水方面，其主要是通過(guò)去除混雜在城市污水中的氨氮后在利用城市污水;在處理工業(yè)廢水方面，其通過(guò)去除混雜在工業(yè)廢水中的油污和懸浮顆粒物，實(shí)現(xiàn)水資源的凈化并且能夠回收再利用。

2.4 硝酸、硝銨的生產(chǎn)

將應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”應(yīng)用在生產(chǎn)硝酸的過(guò)程中，能夠有效過(guò)濾掉生產(chǎn)硝酸過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)比如油污等，能夠避免觸媒遭到腐蝕，從而能夠延長(zhǎng)硝酸的使用壽命。另外，在硝酸生產(chǎn)過(guò)程中使用應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”有助于提高效率、節(jié)約成本。將應(yīng)用化學(xué)“超濾技術(shù)”應(yīng)用在硝銨生產(chǎn)過(guò)程中，其主要目標(biāo)避免發(fā)生安全事故。

3 結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)科技日新月異的時(shí)代，我們化學(xué)生產(chǎn)的改革必定是依賴于化學(xué)工程的創(chuàng)新和改變的，所以化學(xué)工程在化學(xué)研究中從源頭到過(guò)程到控制結(jié)果上面的研究對(duì)于化學(xué)生產(chǎn)的意義是機(jī)器重大的。

參考文獻(xiàn)：

[1]方毓淳，俞海燕.應(yīng)用化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用探討[J].化工管理，2018（26）：189.

[2]王曉麗.化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].生物化工，2017，3（06）：99-100.

[3]趙偉林，趙梓惠.應(yīng)用化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2017，24（10）：45.

[4]張海鵬.淺析化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2017（08）：226-227.

（作者單位：遼寧晨霧科技有限公司）