探討化工技術(shù)中的問題及發(fā)展趨勢(shì)

李佳恒

（鄭州大學(xué) 化工學(xué)院，河南 鄭州 450001）

化工技術(shù)在化工行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。當(dāng)前我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展階段，化工行業(yè)打破傳統(tǒng)常規(guī)模式，不斷朝著現(xiàn)代化方向演變，期間化工產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)不斷提升，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)多元化形勢(shì)，助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及良好發(fā)展[1]。雖然化工技術(shù)發(fā)展中已取得顯著成就，但實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問題及不足，需要加強(qiáng)對(duì)化工技術(shù)的探討，不斷增強(qiáng)實(shí)用性和科學(xué)性。

1 當(dāng)前我國(guó)化工技術(shù)存在的問題

1.1 化工市場(chǎng)與市場(chǎng)聯(lián)系不緊密

現(xiàn)階段，我國(guó)各個(gè)化工企業(yè)的發(fā)展，不斷融入先進(jìn)的化工技術(shù)手段，以此提升化工產(chǎn)品質(zhì)量，不斷滿足客戶多種需求。對(duì)于化工技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)造，化工企業(yè)應(yīng)不斷提高自身技術(shù)水平，堅(jiān)持市場(chǎng)需求導(dǎo)向原則，加大與社會(huì)及市場(chǎng)的聯(lián)系。也就是說，需要將市場(chǎng)作為出發(fā)點(diǎn)，強(qiáng)化溝通聯(lián)系，使得技術(shù)水平與市場(chǎng)發(fā)展相符。值得注意的是，在具體應(yīng)用中，很多化工企業(yè)只是盲目引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)理念，沒有與實(shí)際情況結(jié)合起來，雖然應(yīng)用了先進(jìn)階段化工技術(shù)，但是難以保持與市場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系。由于經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)有著很多不確定性、不穩(wěn)定性，對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)條件的創(chuàng)造，無法精準(zhǔn)把握技術(shù)與實(shí)際需求，會(huì)影響化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，給企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展造成負(fù)面影響。

1.2 未對(duì)項(xiàng)目研究進(jìn)行科學(xué)控制

化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)于化工技術(shù)工作的研究，在創(chuàng)建新化工項(xiàng)目時(shí)，需要科學(xué)預(yù)測(cè)該項(xiàng)目能夠產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)，全程采取跟蹤調(diào)查方式，除了快捷高效地捕捉市場(chǎng)，還要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，使得技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)方式。雖然很多化工企業(yè)已廣泛應(yīng)用了先進(jìn)的化工技術(shù)，但對(duì)于研究進(jìn)度跟蹤工作，往往存在認(rèn)知不到位的問題，導(dǎo)致項(xiàng)目研究中產(chǎn)生各種問題，對(duì)于項(xiàng)目的開展造成阻礙[2]。此外，對(duì)于化工項(xiàng)目的研究，需要企業(yè)各部門加強(qiáng)溝通聯(lián)系，除了調(diào)整各生產(chǎn)要素外，還要及時(shí)發(fā)現(xiàn)研發(fā)過程中可能出現(xiàn)的問題，應(yīng)增強(qiáng)協(xié)作有效性，切實(shí)提升研發(fā)計(jì)劃質(zhì)量。

2 化學(xué)工程技術(shù)的新熱點(diǎn)

2.1 化學(xué)超臨界反應(yīng)技術(shù)

化學(xué)超臨界反應(yīng)技術(shù)，利用時(shí)明確整個(gè)反應(yīng)過程中溫度和壓力都在臨界點(diǎn)上，此時(shí)這種狀態(tài)處在液體和氣體之間。該技術(shù)當(dāng)前被廣泛應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域，如生物化工、食品、醫(yī)藥等，確保了良好的社會(huì)效益，其發(fā)展空間廣闊，但根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，尚處在初級(jí)探索階段，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

2.2 綠色化學(xué)研究技術(shù)

綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)問題日趨嚴(yán)重的情況下被創(chuàng)建，并受到人們的一致推崇。綠色化學(xué)研究技術(shù)是指采用化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，優(yōu)化資源配置，降低污染物和污染性，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。例如，該技術(shù)可用于污染物中處理廢料和溶劑，還可以發(fā)揮原子技術(shù)優(yōu)勢(shì)及價(jià)值，在化學(xué)反應(yīng)（高選擇性）下制作利于環(huán)保的產(chǎn)品，提升整個(gè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

2.3 分離技術(shù)的新研究

針對(duì)分離技術(shù)的研究，一是該技術(shù)突出對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)和優(yōu)化，二是生產(chǎn)技術(shù)。具體來說，將分離技術(shù)利用設(shè)施進(jìn)行更新?lián)Q代，能切實(shí)提升生產(chǎn)水平，使技術(shù)發(fā)揮出良好的應(yīng)用效果。傳統(tǒng)分離技術(shù)根據(jù)各材料屬性和沸點(diǎn)差異進(jìn)行研究。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，分離技術(shù)面臨著發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)研究。例如，根據(jù)力學(xué)原理，在力學(xué)傳遞特性和多相流方面采用信息技術(shù)達(dá)到分離目的，尤其是分子的模擬，不僅能提升預(yù)測(cè)熱力學(xué)平衡效果，而且還可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)分離技術(shù)進(jìn)行人為設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)分離過程。因此，需要強(qiáng)化對(duì)分離技術(shù)的研究，這有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

3 化工技術(shù)的發(fā)展前景

文章結(jié)合目前我國(guó)多元化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形式，對(duì)化工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提出諸多要求，針對(duì)上述總結(jié)的化工技術(shù)應(yīng)用及管理中存在的問題，需要及時(shí)創(chuàng)建切實(shí)可行的整改策略。對(duì)于化工技術(shù)發(fā)展前景的展望，主要集中在以下幾點(diǎn)。

3.1 高度重視項(xiàng)目跟蹤研究工作

在化工技術(shù)應(yīng)用中，項(xiàng)目跟蹤研究發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。對(duì)此，化工企業(yè)為在經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中立足于不敗之地，應(yīng)廣泛關(guān)注項(xiàng)目跟蹤研究工作。首先，應(yīng)從思想上正確認(rèn)知項(xiàng)目跟蹤研究工作，了解其重要性和必要性，確保全員都有著較高的責(zé)任意識(shí)。其次，開展項(xiàng)目跟蹤工作時(shí)，應(yīng)側(cè)重于模塊化研究，結(jié)合具體工作要求，將研發(fā)項(xiàng)目劃分成若干模塊，根據(jù)模塊實(shí)施有針對(duì)性的研究。最后，對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目研究，應(yīng)采取在線監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)管理的措施，尤其是在劃分模塊時(shí)，應(yīng)根據(jù)化工企業(yè)實(shí)際情況，明確各模塊內(nèi)容及要求。例如，對(duì)于需要著眼于市場(chǎng)調(diào)研的模塊，工作人員應(yīng)走出實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)同市場(chǎng)的密切聯(lián)系，除了深入市場(chǎng)獲取精準(zhǔn)性信息外，特別是市場(chǎng)對(duì)于化工技術(shù)的具體要求，還應(yīng)優(yōu)化和設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、新技術(shù)，從根源上杜絕各類化工產(chǎn)品的污染。此外，設(shè)立的討論模塊，應(yīng)根據(jù)研發(fā)工作，明確實(shí)際的工作進(jìn)度，定期舉行技術(shù)研討會(huì)議，將各部門工作人員高效協(xié)調(diào)組織起來，如調(diào)研人員、技術(shù)人員及管理人員等。對(duì)于化工技術(shù)的研發(fā)討論，還應(yīng)全程實(shí)時(shí)記錄會(huì)議結(jié)果，為后續(xù)相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作提供理論基礎(chǔ)[3]。

3.2 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)將會(huì)更加明顯

對(duì)于化工技術(shù)研發(fā)的分析，應(yīng)從試生產(chǎn)、投入過程加強(qiáng)研究，對(duì)于化工生產(chǎn)本質(zhì)的探討，是對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的升級(jí)，與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)形式比較，在范圍規(guī)劃上更小。化工企業(yè)對(duì)于實(shí)際化工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)有著重要影響。比如，對(duì)于煤化工的生產(chǎn)，煤化工企業(yè)為推動(dòng)發(fā)展，應(yīng)先了解市場(chǎng)，掌握附屬產(chǎn)品市場(chǎng)特性，制定一套切實(shí)可行的市場(chǎng)營(yíng)銷方案，根據(jù)煤化工技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，對(duì)于企業(yè)重點(diǎn)區(qū)域要做詳細(xì)調(diào)查，如乙烯下游、丙烯下游等，便于充分了解市場(chǎng)基礎(chǔ)上，定位研發(fā)產(chǎn)品的具體需求，展開研發(fā)工作。對(duì)于試生產(chǎn)階段，需要將每個(gè)設(shè)備都采取編號(hào)的方式，注重與生產(chǎn)企業(yè)的溝通，明確小批次生產(chǎn)方式。最后，對(duì)于市場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行充分的調(diào)研，加強(qiáng)對(duì)簽約流程的管控，確保從小批次生產(chǎn)和正式投入生產(chǎn)的良好轉(zhuǎn)變。此外，化工企業(yè)還需要結(jié)合作業(yè)特征，細(xì)化和分解產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，確保企業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.3 綠色化工技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓寬

化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，應(yīng)明確綠色生產(chǎn)為主要目標(biāo)，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，展開技術(shù)研發(fā)工作中，需要處理好環(huán)境、資源、技術(shù)三者之間的關(guān)系，提升工作效率，貫徹環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約任務(wù)。對(duì)于綠色化工技術(shù)的研發(fā)，應(yīng)重視對(duì)環(huán)境友好型產(chǎn)品的探索，全面降低環(huán)境污染，加強(qiáng)昂貴資源的循環(huán)利用。例如，以乙醇為例，作為一種新型的油資源，加強(qiáng)技術(shù)推廣與應(yīng)用，能夠有效彌補(bǔ)我國(guó)石油資源緊缺的短板，乙醇石油的研發(fā)，從自身屬性上來講，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害小，還具有再生可利用的優(yōu)勢(shì)，與國(guó)家倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展觀相符。

4 化工技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展策略分析

4.1 利用分子設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品的創(chuàng)新

根據(jù)我國(guó)化工技術(shù)的不斷發(fā)展，綠色化工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)運(yùn)用化學(xué)原理、工程技術(shù)，側(cè)重于化工生產(chǎn)過程中降低環(huán)境污染、資源浪費(fèi)（有害原材料、溶劑、催化劑等）[4]。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，綠色化工技術(shù)有著必要性和必然性，由于化工技術(shù)應(yīng)用中產(chǎn)生的化工業(yè)污染不容小覷，給土壤、大氣、水源等造成不良影響，破壞人類賴以生存的家園，對(duì)此應(yīng)重視對(duì)資源及能源的可持續(xù)利用。因此，為減少環(huán)境污染、降低能源資源浪費(fèi)，需要廣泛關(guān)注綠色化工技術(shù)，依據(jù)技術(shù)新發(fā)展，側(cè)重分子設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，利用分子設(shè)計(jì)技術(shù)，達(dá)到對(duì)化工產(chǎn)品的創(chuàng)新。為全面減少化工污染，需要從根源上杜絕，將化學(xué)合成技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合起來，在技術(shù)應(yīng)用中，既要分析理論產(chǎn)率，又要研究原料分子中的原子轉(zhuǎn)化情況，獲取原子利用率，通過模擬計(jì)算，原子轉(zhuǎn)化率越高，表明原材料中的原子能夠達(dá)到零廢物排放的目的。因此，在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，需要全面貫徹節(jié)能環(huán)保理念，還要依托于先進(jìn)技術(shù)，科學(xué)預(yù)算產(chǎn)品成本，排查潛在的產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)生產(chǎn)水平的提升。

4.2 采用生物化工方法以及可再生資源

為推動(dòng)化工企業(yè)的良性發(fā)展，應(yīng)科學(xué)利用生物化工方法，注重對(duì)可再生資源產(chǎn)品的研發(fā)[5]。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)化工生產(chǎn)現(xiàn)狀，考慮到采用的化學(xué)物品有93%～95%是石油，這些石化產(chǎn)品有著難以講解的特性，產(chǎn)生的環(huán)境污染大。從石油自身屬性角度講，作為一種不可再生資源，需要加大保護(hù)力度，對(duì)于可持續(xù)發(fā)展觀的貫徹，應(yīng)重視對(duì)天然生物原料的研發(fā)，發(fā)揮這些天然生物原料的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到與環(huán)境的高效融合。因此，應(yīng)重視綠色化工生產(chǎn)的研發(fā)，將天然生物原料作為首選應(yīng)用，比如淀粉、木質(zhì)纖維素等，側(cè)重于對(duì)可再生資源的應(yīng)用，既要生產(chǎn)出化工產(chǎn)品，滿足社會(huì)發(fā)展需求，又要兼具生物降解性，達(dá)到環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源的目的。

根據(jù)化工行業(yè)的特殊性，對(duì)于化工節(jié)能舉措，注重對(duì)能源使用，包括先進(jìn)技術(shù)和工藝的研發(fā)，強(qiáng)化對(duì)能量的綜合利用。關(guān)于化工節(jié)能的發(fā)展前景，相關(guān)部門需要推行節(jié)能型化工新設(shè)備，推廣內(nèi)波外螺紋換熱器，促進(jìn)甲醇基本化工原料，分解節(jié)能工作任務(wù)，將節(jié)能工程全面貫徹和落實(shí)。依據(jù)節(jié)能工程自身特殊性，需要應(yīng)用到大量原材料，為推動(dòng)我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與發(fā)展，應(yīng)將能源與物質(zhì)消耗結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，化工企業(yè)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，采取有效舉措降低資源能耗，獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展道路。因此，對(duì)于化工技術(shù)的發(fā)展前景展望，需要以節(jié)能技術(shù)研發(fā)為前提，鏟除節(jié)能技術(shù)利用障礙，化工企業(yè)不斷提升生產(chǎn)和運(yùn)作水平，加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)研發(fā)，重視工作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，切實(shí)提升專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。對(duì)于原有的化工設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，降低設(shè)備能量消耗，優(yōu)化和設(shè)計(jì)設(shè)備，使技術(shù)作用充分發(fā)揮[6-7]。

5 傳熱過程新的研究發(fā)展方向

5.1 傳熱學(xué)中細(xì)微尺度的研究

細(xì)微尺度屬于熱血范疇，是指對(duì)空間和時(shí)間的研究。當(dāng)前傳熱學(xué)中細(xì)微尺度形成一個(gè)分支，有著良好的發(fā)展趨勢(shì)。若是一個(gè)物體的尺寸超出載體時(shí)，經(jīng)過明確其尺寸規(guī)格更加細(xì)致后，其他因素及參數(shù)也會(huì)相應(yīng)的改變。比如，納米技術(shù)就是對(duì)化學(xué)熱中細(xì)微尺度的研發(fā)，且取得比較豐碩的成果，當(dāng)前很多化工行業(yè)及領(lǐng)域均認(rèn)知到細(xì)微尺度技術(shù)的重要性，如高集成電路、多孔介質(zhì)流等，獲取了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5.2 傳熱設(shè)備的研究進(jìn)展

采用翹片來持續(xù)加強(qiáng)傳熱，根據(jù)其原理特點(diǎn)，可利用前元效應(yīng)和非穩(wěn)定性擾動(dòng)性能等，提高實(shí)際應(yīng)用功能。百葉窗和沖鋒片是比較常用的片，可將分布參數(shù)和場(chǎng)地模擬有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳熱裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提升對(duì)官翹式的傳熱針設(shè)計(jì)效果。

5.3 與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的全面到來，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，在化工技術(shù)中，也可以結(jié)合計(jì)算技術(shù)、將化工技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，既能節(jié)省作業(yè)時(shí)間、成本費(fèi)用，又能提升數(shù)據(jù)及設(shè)備精準(zhǔn)性。比如，數(shù)值傳熱力學(xué)、計(jì)算機(jī)流體力學(xué)等，使其表現(xiàn)形式更加多樣，便于分析各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5.4 與材料學(xué)和信息工程結(jié)合

化工技術(shù)在實(shí)際發(fā)展中與多學(xué)科交叉，如生物、化學(xué)、信息學(xué)等，可結(jié)合具體情況，將化工技術(shù)與能源環(huán)節(jié)有機(jī)融合，為化工行業(yè)發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力?？紤]到信息技術(shù)涉及到多行業(yè)領(lǐng)域，在與材料學(xué)和信息工程結(jié)合時(shí)，應(yīng)合理應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，確?；瘜W(xué)工程發(fā)展研究的科學(xué)性和合理性。

6 結(jié)語

對(duì)于化工技術(shù)的研發(fā)，化工企業(yè)應(yīng)在積極應(yīng)對(duì)多元化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，分析化工技術(shù)應(yīng)用中的潛在問題，有針對(duì)性地創(chuàng)建解決方案。對(duì)于化工技術(shù)的研究進(jìn)展，對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的探討，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，注重對(duì)化工節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，優(yōu)化和設(shè)計(jì)設(shè)備，為推動(dòng)我國(guó)化工技術(shù)發(fā)展提供技術(shù)動(dòng)力。