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金石----化学工程中化工生产工艺

发布时间:2019-09-11  点击量:
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【摘要】化学工程是一个个化工生产线以及具体的化工生产工艺组成的,和我们的生活密切相关。现如今我国化工生产工艺虽然很多,但是都离不开三个步骤,即原料与处理、化学反应、产物的分离以及精制。其中化学反应这个环节最为重要,对其进行详细分析,对于改进我国化工生产工艺、促进我国化学工程的提升都有积极意义。本文主要针对化学反应涉及到的工艺进行叙述。

【关键词】化学工程;化工生产;工艺解析

1化工生产流程

化工生产工艺并非专指化学反应这一环,严格来说其还涉及到了原材料采购、存放、原材料预处理、设备选择、化学反应选择、成品精制以及三废处理组成的。因为这是一个科学统一的流程,彼此不可分割,每个环节都有对应的生产工艺要求,更有一些注意事项。下边笔者展开叙述。

1.1原料的选择

原料的选择是化工生产的前置工作,是一个大学问,要综合考虑成本、安全以及目前生产设备状态。

1.1.1利润最大化

企业最终目的是利润最大化,化工生产也是如此,因此需要选择成本最低的原材料。笔者认为很多生活垃圾可以成为原材料,经过化学再利用,产出生活所需产品来。例如生活中常见的废塑料就可以成为一些塑料容器的原材料,当然考虑到成品的安全性,笔者不建议用废塑料来生产一些食品、药品的容器。但是利用废塑料二次化工生产出外包装等聚乙烯产品还是可行的。

1.1.2安全性

一样的化学成品可以通过多种原料通过不同形式化学反应而获得,因此笔者认为在考虑利润最大化同时,要充分考虑制取成品过程中化学反应的安全性,其要从源头把控,那就是具体考虑原材料的安全性。比如玻璃生产中,原材料就有很多,其涉及到的成本,生产安全性以及产出成品的比例各有不同。在成品产量相似的基础上,要选择价格较低而安全性又较高的原材料。再者安全性也是存储时考虑的主要因素,避免因原材料不正确储存使得彼此间发生化学反应,因此原材料入库之后要按照规定的标准来进行储存,避免原料混放,对水敏感的原材料要远离水源最好独立真空干燥存放。这是保证原材料安全的前提。只有原材料安全,才有接下来的预处理环节。当然,在选择原材料时,第一步是要先考虑企业的生产线状态,比如具备什么样的反应容器,能给予什么样的温度环境或者压力环境。如果选择原材料时,不考虑企业生产线状况,最终只能导致采购成本的浪费。

1.2原料预处理

原材料预处理包括粉碎、干燥、加湿、净化、除尘等等。预处理环节决定了接下来的化学反应的程度,因此预处理必须按照标准进行,以保证原材料利用最大化。比如粉碎过程,颗粒越大溶解时间越长,因此需要粉碎的原材料,需要尽量保证颗粒最小,这样不仅能提高化学反应速度节省时间,还能保证产出最大化。又例如除尘,必须按照要求操作到位,才能保证接下来的化学反应环节彻底高效。

1.3设备选型要科学合理

设备型号不同,功能不同,因此必须充分考虑原材料性质以及化学反应种类,具体地选择相应的设备。比如考虑到抗腐蚀性就非常重要。化工生产中的泄露,大部分都是因为设备腐蚀而导致的。另外,在化学反应中会有废水废气废渣产生,而废气会产生压力。因此如果生产项目的化学反应会产生大量气体,就要充分考虑设备的压力因素。

1.4选择合适的化学反应

一样的原料不一样的化学反应,生产出来的成品种类和质量也不尽相同。因此,提高化学反应程度,是提升劳动生产率的关键。当然,溶剂、沸点、熔点等化学物质的性质分析也非常重要。也就是说,这些原材料特性是选择化学反应的基础。

1.5成品精制

成品精制包括蒸馏、精馏、萃取、吸收、吸附、结晶等等。不同的操作会有不同的结果,要考虑到成品的熔点、溶点、吸收、挥发等特性,进行有目的的选择。在这个过程中,要尽力保证原料、溶剂的循环利用,从而降低企业成本。

1.6废水废渣废气处理

在成品出现的同时,也产生了相应的废水废气和废渣。这些物质是化学反应过程中生成的,都有不同程度的危害性,降低这三种物质的生成,或者有效地降低这些物质的危害程度,也是化工生产中的重要步骤。

2目前我国化工成产工艺的状况

我国化工生产和国家的经济发展休戚相关,但是现阶段的化工生产存在一些弊端,比如:生产效率低下、环境污染严重、化学工程不连贯等等。这些因素制约了我国化工生产,导致化学工程发展缓慢,间接地影响到了我国的经济发展。

2.1生产效率低下

生产效率低下的因素很多,比如人才因素、设备因素、生产工艺以及技术因素、资源整合因素。化工生产需要化学方面人才,也需要物理以及其他专业人才,是一个人才需求比较全面的领域。而现阶段我国化学人才并不能满足社会生产需要,其根源在于我国化学教育的落后。设备因素则是限于生产工艺和技术,导致我国的化工生产设备较比国外落后,这必然导致生产效率的低下。生产工艺以及技术较比国外还存在很大的发展差距。

2.2环境污染加重

化工生产工艺在很大程度上受生产企业经营思维所影响,比如后者看重成本而不考虑三废的处理,自然会导致环境污染加重,让更多的群众处在不安全的空气或者环境中。对于化工生产企业,在占领市场追求利润的同时,必须要考虑到环境因素,要积极地处理三废,尽量降低对环境的污染。只是我国目前三废处理手段落后,而且相应的环保要求也低,执法不严,给一部分化工企业提供了违规操作的温床。

2.3化学工程不连贯

化学工程中,很多时候前一个环节的成品正是下一个环节的原材料,如果化学工程不考虑这个因素,就会造成工序上的脱节,延长生产周期,甚至于因此而导致上一环的产物失效,增加了企业生产成本。化学工程不连贯和生产线不全、人员分配不均、执行标准不熟练、生产场地不足等等有着直接关联。

2.4资源整合不到位

我国近几年的化工生产虽然取得了长足进步,但在各种资源整合方面仍然存在不足,比如原材料供给,特殊生产设备需求,消费市场的低迷等等,造成生产和需求的断链。资源整合不到位,必然对化工生产本身产生影响,推迟其生产日期,延长生产周期,伤害了需求市场消费热情。或者会导致消费市场转而购买别的企业或者国外企业的产品。

3提升我国化工生产工艺的几个建议

3.1化工生产流程的优化、智能化

主要针对的是原材料预处理、化学反应、成品精制以及三废处理上。尽可能实现设备整合,缩短各环节之间的时间,增加各环节的效率,提升原材料利用程度,增加成品产量,实现最佳的投入产出比。这个就要依靠智能化设备的介入。比如在材料预处理上设定相应的参数,等到处理完毕自动投料到化学反应环节,此时智能设备监控化学反应程度,待到完全反应后,自动地分离提取成品,处理三废。也就是说,未来化工生产效率的提升,要从设备入手,更新老化的设备,采购具有现代化水平的设备,实现设备全面更新。当然设备更新不可能一蹴而就,对于目前生产效率的改善,笔者认为需要从化学反应本身去寻找提升化学反应效率的关键。一般来说化学所需的温度、压力、催化、溶剂等是主要影响因素,比如提升温度、增加压力或者说改变催化剂和溶剂等等,尽量提升化学产物生成的效率。

3.2化学人才的培养

企业可以联合那些以化学为主的院校,靶向培养人才,提升企业人才储备和提高人才素质。更可以从内部员工选拔,以委培代培等方式定向培养。对现有人才制定比较优厚的工作待遇,增加岗位粘性,尽力留住人才降低人才流失率。对在职的化学人才进行企业内部培训,或者出国培训,增加人才知识含金量。

3.3引进先进工艺技术

可以和国外化工生产工艺技术先进的地区学习,如果本国内没有相应的工艺技术,则需要从国外进口工艺技术,或者学习国外的先进工艺技术。如果想要走到国外市场,则可以考虑和国外化工企业合作的方式,一来利用对方的市场渠道销售产品,二来吸引技术实现生产能力的提升。

3.4建立三废处理意识

现阶段我国全面开始实行环保一票否决制,也就是不管任何企业,只要环保不达标,就不允许生产营业。化工企业早已经上了环保黑名单,如果不能充分重视生产造成的环境污染,很可能导致停业整顿。故此,需要企业建立环保意识,增加三废处理成本,确保排放物符合国家标准。在三废处理手段上,要考虑废水、废气、废渣的性质进行对应的处理方式。比如废水处理要经过过滤、吸附、杀菌、生化等手段,消除水中有害物,实现废水再次利用。而有的液体具有可燃性,可以对应加工成为燃料,提升企业的利润。废气要进行回收处理,降低SOX、NOX、CO、CO2的排放,一般可以采用脱硫脱硝技术,降低酸雨发生的可能。废渣需要处理其中的重金属之后,进行集中填埋。废料则需要回收二次利用,降低企业成本。

4总结

化学工程的化工生产是由不同的生产流程和工艺组成,从原料的选择到最终的成品提纯精制和三废的处理,实现了企业生产效益和社会效益的最大化。其中化学反应一环和三废处理最为重要。化学反应一环决定了具体的生产效率和投入产出,而三废处理涉及到了社会效益。化学反应当中,考虑到目前我国现状,建议提升化学反应条件的基础上,对应地改善设备,以保证生产效率的提升。另外,尽量实现集约化模块化生产,实现资源整合,避免不连贯的化学工程方式,确保我国经济飞速发展。

参考文献

[1]李祥金,李晓兰.化学工程中的化工生产工艺解析[J].化工管理,2016(18):116.

[2]丛花蕾.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].工业c,2016(6):111.

[3]张蕾.关于化学工程中化工生产的工艺的分析[J].西部皮革,2016,38(24):30.

[4]郭凤尧.化学工程中化工生上产工艺分析[J].南方农机,2018(1):98-99.

作者:李俊豪 单位:山西大同大学

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