連續(xù)與間歇化工工藝過程特點與流程

宋楊

摘 要：在連續(xù)過程中，原料連續(xù)不斷地通過一組專門設備，每臺設備處于穩(wěn)態(tài)操作并且只執(zhí)行一個特定的加工任務，產(chǎn)品以連續(xù)流動的方式輸出。在間歇過程中，原料按規(guī)定的加工順序和操作條件進行加工，產(chǎn)品以有限量方式輸出。習慣上稱非連續(xù)化工過程為間歇化工過程。

關鍵詞：連續(xù)；間歇；化工工藝；過程特點；流程

在連續(xù)過程中，原料連續(xù)不斷地通過一組專門設備，每臺設備處于穩(wěn)態(tài)操作并且只執(zhí)行一個特定的加工任務，產(chǎn)品以連續(xù)流動的方式輸出。在間歇過程中，原料按規(guī)定的加工順序和操作條件進行加工，產(chǎn)品以有限量方式輸出。習慣上稱非連續(xù)化工過程為間歇化工過程。

1 間歇化工過程的特點

1.1動態(tài)性

間歇過程具有很強的非線性特點，操作參數(shù)隨時間而不斷改變。操作人員或程控系統(tǒng)需要不斷地改變間歇過程的操作，以保證得到合格產(chǎn)品。這對過程控制工程師提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

1.2 多樣性

間歇過程的多樣性表現(xiàn)為：產(chǎn)品批量可能小到幾千克，也可能大到幾千噸；一個間歇過程每年生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量可從一個到幾百個；一些加工設備的操作可能很可靠，也可能不可靠；產(chǎn)品的生產(chǎn)對人力或其他資源的需求可能具有決定作用，也可能忽略不計；對操作人員而言，加工要求及操作條件可能相差很大，熟悉一類產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，并不一定能操作另一類產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1.3 不確定性

在間歇過程中，一些在特殊設備中進行的反應，由于反應機理比較復雜，對整個反應過程缺乏全面的了解。因此，間歇過程具有不確定性。某類設備的操作性能可能會隨時間的增加而惡化。原料的質(zhì)量及其他公用設施可能會在生產(chǎn)過程中發(fā)生不可預料的變化。這些不確定性增加了對間歇過程操作和控制的難度。

2 間歇過程的操作方式

在間歇過程中，生產(chǎn)操作是逐級向下傳遞進行，一個間歇設備或間歇級的基本操作順序是：進料、加工、等待倒空、倒空、清洗、等待進料、進料，如此構成一個操作循環(huán)。在間歇獨立操作過程中，設備加工兩批物料的時間間隔稱為“循環(huán)時間”。順序地從工廠得到兩批產(chǎn)品之間的時間間隔稱為“限定循環(huán)時間”，也稱為“批間隔”。若某個間歇級的循環(huán)時間等于批間隔，則該間歇級構成了間歇操作過程的“瓶頸”，它稱為“時間限制級”。

間歇過程可采用不同的操作方式進行操作，Gantt圖或條線圖是最常用的表示方法。Gantt圖的縱坐標代表間歇級或單元級，橫坐標代表時間。它說明了同一批產(chǎn)品對不同間歇級的占用時間，或者說明了任一間歇級對不同批產(chǎn)品的時間分配。

3 間歇過程與連續(xù)過程的比較

間歇過程的本質(zhì)是動態(tài)的，操作條件及產(chǎn)品質(zhì)量都會隨時間而變化。而連續(xù)過程的本質(zhì)是穩(wěn)態(tài)操作，其操作條件及產(chǎn)品質(zhì)量都不會隨時間而變化、通過詳細的系統(tǒng)分析，可找到連續(xù)過程的瓶頸問題，而間歇過程的瓶頸問題隨產(chǎn)品及操作策略而改變。

間歇過程中，由于要在有限的時間內(nèi)，用有限的設備、原料及公用工程生產(chǎn)多個產(chǎn)品，就必須對整個生產(chǎn)過程，進行有效的排序或進行生產(chǎn)時間表安排。由于間歇過程的柔性和彈性，它適合于市場供求不穩(wěn)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)，連續(xù)過程則適合于市場供求穩(wěn)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)。

4 間歇與連續(xù)工藝過程流程設計

針對不同的過程，開發(fā)連續(xù)過程流程設計必須進行如下各項工作：（1）選擇所需要的各個單元設備；（2）選擇各單元設備之間的連接方式；（3）確定需要研究的過程替代方案；（4）列出主要的設計變量；（5）估計最佳的加工條件；（6）確定最佳的過程方案。

由此可見，設計間歇過程需要比設計連續(xù)過程做出更多的決策。有人建議設計間歇過程的最佳方法是先按連續(xù)過程來進行設計，可以使篩選過程方案和確定最佳過程的流程圖都變得簡單些。

參考文獻

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