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      化學工程中化工生產(chǎn)工藝的分析

      2022-11-19 01:32:37刁麗華王軍偉
      化工管理 2022年15期
      關(guān)鍵詞:化工行業(yè)工藝流程化工企業(yè)

      刁麗華,王軍偉

      (1.山東德辰注冊安全工程師事務(wù)所有限公司,山東 淄博 255000; 2.淄博鑫泰石化有限公司,山東 淄博 255000)

      0 引言

      化學工程涉及的工藝流程較多,這些化工生產(chǎn)工藝流程可以更加科學地處理原材料,從原材料中提取相應(yīng)的物質(zhì)?;瘜W工程中的化工生產(chǎn)具有較高的危險性,從事化工行業(yè)生產(chǎn)的人員要全面把控化工生產(chǎn)涉及的化學工藝,確保每個環(huán)節(jié)均具有較高的安全性和可靠性,及時查明化學工程生產(chǎn)中存在的安全隱患,切實保障化工行業(yè)的有序發(fā)展。

      1 化學工程中化工生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計的核心

      工藝流程設(shè)計的成品通過圖解形式形象、具體地表示——工藝流程圖,它反映了化工生產(chǎn)由原料到產(chǎn)品的全部過程即物料和能量的變化,物料的流向以及生產(chǎn)中所經(jīng)歷的工藝過程和使用的設(shè)備儀表。工藝流程圖集中地概括了整個生產(chǎn)過程的全貌。生產(chǎn)同一化工產(chǎn)品可以采用不同原料,經(jīng)過不同生產(chǎn)路線而制得,即使采用同一原料,也可采用不同生產(chǎn)路線,同一生產(chǎn)路線中也可以采用不同的工藝流程。選擇生產(chǎn)路線也就是選擇生產(chǎn)方法,這是決定設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵。如果某產(chǎn)品只有一種生產(chǎn)方法,就無須選擇;若有幾種不同的生產(chǎn)方法,就應(yīng)逐個進行分析研究,通過各方面比較篩選一個最好的生產(chǎn)方法,作為下一步工藝流程設(shè)計的依據(jù)。其中化工生產(chǎn)和工藝流程選擇要秉持以下原則:一是適用性原則,確保所選擇的生產(chǎn)方法和工藝流程與具體環(huán)境、資源和技術(shù)的接收能力相適應(yīng);二是技術(shù)合理性原則;三是先進性原則,技術(shù)上的先進和經(jīng)濟上的合理可行,應(yīng)選擇物料損耗小、循環(huán)量少,能量消耗少和回收利用好的生產(chǎn)方法 。

      2 化學工程中化工生產(chǎn)工藝操作流程

      2.1 科學處理原材料

      原材料處理是化學工程化工生產(chǎn)工藝流程之一,該環(huán)節(jié)至關(guān)重要直接影響后續(xù)化工流程的正常開展。工作人員要積極優(yōu)化氣體材料,以此提高化工生產(chǎn)效果,并且工作人員要做好對原材料的處理工作,切實保障原材料質(zhì)量。工作人員在處理液體化學材料時要嚴格把控液體材料的過濾和蒸發(fā)環(huán)節(jié),確保原材料處理達標后方可投入正常的化工生產(chǎn)[1]?;瘜W工程中化學生產(chǎn)工藝原料路線的選擇要注意以下內(nèi)容:一是一個工業(yè)項目的產(chǎn)品可以從幾種原料選取,首先遇到的問題就是選擇哪種原料??煽啃裕罕仨毐WC在其服務(wù)期限內(nèi)有足夠的、穩(wěn)定的原料來源。例如若是礦石原料,要看它的儲藏量、品位和開采量。凡以經(jīng)過加工的原材料和部件作為原料的工業(yè)項目,最好與供應(yīng)部門達成協(xié)議,以保證供應(yīng)的可靠性;二是經(jīng)濟性:在產(chǎn)品成本中,原料價格是一個重要因素。即要對各種原料投入后對單位成本的影響進行詳細的分析。原料價格受其供求關(guān)系變化的影響很大,要根據(jù)供求關(guān)系對將來的價格進行預(yù)測;三是合理性:這主要是指對資源的綜合利用是否合理。例如煤、石油和天然氣為主要起始原料的合理利用問題;在選擇原料路線時,適當提高化工用煤的比例;油改煤,以節(jié)約石油消耗是合理的。

      2.2 多項化學生產(chǎn)反應(yīng)

      采用一定的原材料生產(chǎn)某種產(chǎn)品,可能有多種生產(chǎn)方法,每種生產(chǎn)方法所使用的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工具和工藝制造過程各不相同,也就是說,有不同的工藝技術(shù)路線。每種工藝技術(shù)路線的投資費用和日常操作費用也不相同。把幾種不同的工藝技術(shù)路線進行技術(shù)和經(jīng)濟比較,挑選出最適合的加以采用,這就是工藝技術(shù)路線的選擇。化學工藝技術(shù)路線涉及的化學反應(yīng)較多,這些化學反應(yīng)是化學生產(chǎn)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),可以決定最終產(chǎn)物?;どa(chǎn)涉及的化學反應(yīng)較多,包括吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。一些化學生產(chǎn)流程還存在多項化學反應(yīng)同時存在的情況,此時需要工作人員嚴格把控,避免因化學反應(yīng)控制不當引發(fā)的生產(chǎn)安全事故。

      2.3 分離、精制產(chǎn)物

      分離、精制產(chǎn)物是化工生產(chǎn)非常重要的化工工藝。化工生產(chǎn)所獲得的化學產(chǎn)物并不是最終的產(chǎn)物,工作人員還需要對化學產(chǎn)物進行有效分離,將產(chǎn)物中一些雜質(zhì)分離出來,這樣最終形成的化學產(chǎn)物具有較高的價值。除此之外,工作人員還需要對化學產(chǎn)物進行精制處理,充分挖掘化學產(chǎn)物中的應(yīng)用價值,最大程度提高化學產(chǎn)物利用率。

      3 化學工程中化工生產(chǎn)工藝流程存在的問題

      3.1 產(chǎn)品質(zhì)量不高

      產(chǎn)品質(zhì)量不高是目前化學工程中化工生產(chǎn)工藝流程普遍存在的問題。重數(shù)量、輕質(zhì)量的問題在化工企業(yè)生產(chǎn)中較為常見,該問題的存在直接降低了化工企業(yè)生產(chǎn)水平。比如化工企業(yè)生產(chǎn)中存在原材料不完全反應(yīng)的問題,直接降低了產(chǎn)品質(zhì)量,存在較大程度的資源浪費。此外,化工生產(chǎn)使用的生產(chǎn)設(shè)備性能難以滿足生產(chǎn)要求,整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣較多,對周圍生態(tài)帶來了較大程度污染。

      3.2 環(huán)境污染較為嚴重

      化工生產(chǎn)存在較為嚴重的環(huán)境污染問題?;て髽I(yè)生產(chǎn)過程中需要的原材料經(jīng)過相應(yīng)的化學反應(yīng)處理后會生成氣體、固體、液體等不同的產(chǎn)物,這些產(chǎn)物很大程度上均具有一定的毒性,如果企業(yè)沒有處理直接將其排放到外界環(huán)境,會導(dǎo)致周圍生態(tài)環(huán)境遭受巨大的污染和破壞。還有些化工企業(yè)生產(chǎn)期間為了獲取更多的經(jīng)濟效益,盲目降低成本,過度排放有毒有害物質(zhì)的情況較為多見,尤其一些重金屬污染較為嚴重的化工企業(yè),對周圍生態(tài)環(huán)境帶來了巨大影響。

      3.3 管理力度不高

      管理力度不高也是現(xiàn)階段我國化學工程中化工生產(chǎn)工藝普遍存在的問題。盡管我國相關(guān)政府部門出臺了一系列的法律法規(guī),對化工企業(yè)作出了嚴格的約束和管理。但是這些法律法規(guī)在具體落實方面依然存在一些問題,具體表現(xiàn)為法律法規(guī)執(zhí)行力度不高,睜一只眼閉一只眼的問題較為普遍,難以切實確?;て髽I(yè)安全有序生產(chǎn)[2]。

      4 優(yōu)化化學工程中化工生產(chǎn)工藝的措施

      4.1 積極改善化工反應(yīng)條件

      化工反應(yīng)條件直接關(guān)系化學工程化工生產(chǎn)水平,與化工工藝的提升密切相關(guān)。因此化工生產(chǎn)人員要意識到積極改善化工反應(yīng)條件的重要性,為化工生產(chǎn)創(chuàng)設(shè)良好的外界環(huán)境。工作人員要盡可能在有限的生產(chǎn)時間內(nèi)實現(xiàn)對原材料的最大化利用,減輕對周圍環(huán)境帶來的不良影響?;どa(chǎn)部門要切實提高自身執(zhí)行力,不斷優(yōu)化和改善化學反應(yīng)條件。選擇合適的催化劑,嚴格控制化工生產(chǎn)中廢棄物的產(chǎn)生,滿足化工行業(yè)綠色及可持續(xù)發(fā)展的目的。

      4.2 選擇合適的生產(chǎn)原料和化工設(shè)備

      化工生產(chǎn)會涉及較多的原材料和化工設(shè)備?;瘜W工程化工生產(chǎn)工藝水平與原材料質(zhì)量密切相關(guān),科學合理的原材料可以推動我國化學工程的有序發(fā)展。但是一般情況下,化工生產(chǎn)所需要的原材料經(jīng)過一系列的化學反應(yīng),難免對周圍環(huán)境和工作人員產(chǎn)生一定的負面影響,尤其是長期從事化工生產(chǎn)的人員,身體健康會遭受嚴重影響。

      為了減輕原材料對周圍環(huán)境和人體帶來的傷害,化工企業(yè)就需要謹慎選擇原材料,將原材料在化工生產(chǎn)中的危害降低到最小。化工行業(yè)生產(chǎn)部門和監(jiān)管部門要切實提高對原材料質(zhì)量的監(jiān)管力度,并結(jié)合原材料的特點選擇最佳的化學設(shè)備,提高原材料與化學設(shè)備的匹配度,避免兩者不匹配增大對周圍環(huán)境和人體帶來的不利影響。

      4.3 嚴格控制化工生產(chǎn)動力消耗

      嚴格控制化工生產(chǎn)動力消耗可以從以下方面做起。一是引入變頻控制。一般情況下,化工生產(chǎn)中電機拖動系統(tǒng)較為常見。但是電機拖動系統(tǒng)在實際應(yīng)用中消耗大量的電能,而積極將變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)納入其中可以起到靜態(tài)調(diào)節(jié)閥門的作用,能最大程度實現(xiàn)電機推動系統(tǒng)傳輸?shù)膭討B(tài)平衡,由此實現(xiàn)節(jié)約電能消耗的目的;二是積極優(yōu)化供熱系統(tǒng)?;どa(chǎn)中供熱系統(tǒng)的作用非常重要,該系統(tǒng)可以為化工生產(chǎn)所產(chǎn)生的化學反應(yīng)提供充足的動力。

      但是這類化工生產(chǎn)往往需要消耗大量的能源,積極優(yōu)化并升級供熱系統(tǒng)可以打破對以往單套裝置的約束,能促使進一步優(yōu)化單套裝置,從根本上解決了傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)熱能浪費的問題,提高了能源利用率;三是需積極尋找化工新能源?;紵腔どa(chǎn)所需的主要能源,化學能源作為一種不可再生資源,如今在世界上的占有量不斷減少?;べY源燃燒過程中會產(chǎn)生諸多有害的物質(zhì),嚴重污染周圍環(huán)境,影響人類身體健康。而將生物化工、電化工以及納米技術(shù)等應(yīng)用其中,借助新能源可以推動我國化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,盡可能減少傳統(tǒng)化工行業(yè)對周圍環(huán)境和人類帶來的不利影響。

      4.4 提高催化劑利用率

      催化劑是化工生產(chǎn)非常重要的原料。催化劑可以顯著提高化工生產(chǎn)效率,加快化學反應(yīng)速度,并可以針對化學生產(chǎn)中存在的浪費問題進行間接性控制,促使化工生產(chǎn)中所需資源利用率顯著提高。因此化工生產(chǎn)人員要選擇合理的催化劑,切實提高催化劑利用率,以此優(yōu)化和改善化工生產(chǎn)流程[3]。

      4.5 構(gòu)建完善的安全生產(chǎn)機制

      化學工程企業(yè)要制定完善的安全生產(chǎn)機制?;ば袠I(yè)具有很高的危險性,是高危行業(yè)的典型代表。因此當?shù)卣块T要結(jié)合化工行業(yè)的生產(chǎn)情況制定科學完善的安全管理機制,在健全機制的約束下切實保障從事化工生產(chǎn)每一位員工的人身安全?;て髽I(yè)管理者要定期開展對全體工作人員的安全教育,增強每一位員工的安全生產(chǎn)意識,并促使每一位員工均能熟練掌握安全生產(chǎn)技能,在具體的化工生產(chǎn)中嚴格規(guī)范自身行為,嚴格遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度落實每一項生產(chǎn)任務(wù)?;て髽I(yè)定期開展的安全主題教育可以穩(wěn)步提高全體員工的職業(yè)素養(yǎng),能提高化工企業(yè)工作人員靈活應(yīng)對突發(fā)狀況的能力,最大程度降低意外事件帶來的不利影響,確?;どa(chǎn)安全有序推進。

      4.6 科學回收化工生產(chǎn)廢棄物

      化學工程化工生產(chǎn)整個過程會產(chǎn)生許多的生產(chǎn)廢物。化工生產(chǎn)廢物較多的情況下如果直接丟棄不僅會污染周圍環(huán)境,也難以提高資源利用率。因此針對化工生產(chǎn)產(chǎn)生的諸多廢棄物,化工企業(yè)要秉持回收可利用的原則,采取有效措施切實提高化工企業(yè)生產(chǎn)中廢棄物的利用率。我國的化學工程企業(yè)在生產(chǎn)廢棄物的處置上秉持預(yù)防性治理的原則,避免化工行業(yè)排放出來的污染物未經(jīng)處理就直接排放到外界環(huán)境中,加劇環(huán)境的污染程度?;て髽I(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生較多的廢氣,排放出來的廢氣含有諸多的有害物質(zhì),如果這些廢氣沒有經(jīng)過特殊處理就直接排放出來,勢必會加重大氣污染的程度,因此針對化工企業(yè)排放出來的廢氣需要經(jīng)過特殊性的處理,確保廢氣過濾后再排放到外界環(huán)境中,減輕對周圍大氣帶來的污染,滿足化工企業(yè)廢氣二次回收利用的需求。比如化工生產(chǎn)中排放出來的廢氣如果存在較多的硫元素,則化工企業(yè)借助廢氣二次處理設(shè)備可以用來生產(chǎn)硫酸、二氧化硫等化學物品,這樣不僅減少了廢氣中硫元素的含量,也實現(xiàn)了硫元素的最大化利用,給化工企業(yè)帶來了額外的經(jīng)濟價值[4-5]。

      4.7 完善設(shè)備儀表功能,確?;どa(chǎn)安全性

      新時代下化學工程化學生產(chǎn)所需要的設(shè)備功能要更加完善,最大程度確?;どa(chǎn)的安全性。化工生產(chǎn)的環(huán)境較為惡劣,存在很大系數(shù)的易燃易爆特點,所處的化學環(huán)境嚴重威脅人類身體健康,對工作人員帶來巨大的影響。針對此種問題就需要嚴格控制化工生產(chǎn)工藝流程,密切監(jiān)控化工生產(chǎn)存在的安全隱患,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)要立即采取措施加以處理,最大程度確保化工生產(chǎn)的安全性。化工管道在化工生產(chǎn)中較為常見,一般情況下化工管道承受的壓力較大,管道較高的壓力會促使儀表和設(shè)備出現(xiàn)不同程度的故障。儀表和設(shè)備一旦出現(xiàn)故障,工作人員要想維修必須等管道壓力下降到一定標準后才可以操作,并且操作之前需要將管道內(nèi)對人體有害的物質(zhì)清理干凈,整個過程需要做好全方位的防護措施,避免管道壓力過高將里面的有毒有害物質(zhì)噴出,傷害工作人員。針對此種問題化工企業(yè)要及時淘汰落后的化工設(shè)備,積極優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝,積極將網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)應(yīng)用其中,實現(xiàn)對整個化工生產(chǎn)鏈的遠程化監(jiān)控。工作人員只需要將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入到計算機中就需要自動運行相應(yīng)的程序,實現(xiàn)對化工生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的全面化監(jiān)控和管理。一旦出現(xiàn)故障系統(tǒng)會啟動自動報警裝置,并準確鎖定故障位置,分析故障原因。網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)的應(yīng)用可以提高化工生產(chǎn)設(shè)備儀表的創(chuàng)新性,不僅可以提高化工企業(yè)生產(chǎn)效率,還可以確保工作人員生產(chǎn)安全性[6-7]。

      4.8 引入綠色化工生產(chǎn)工藝

      化學工程引入綠色化工生產(chǎn)工藝可以從以下方面考慮:一是積極引入生物技術(shù)。化學仿生學、生物化學是生物技術(shù)重要體現(xiàn)的方面。生物技術(shù)可以實現(xiàn)對可再生資源的轉(zhuǎn)化,使其成為有價值的化學品。其中生物酶在化工生產(chǎn)中較為常見,生物酶可以凸顯化工生產(chǎn)綠色化特征;二是環(huán)保型產(chǎn)品生產(chǎn)。伴隨我國生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷發(fā)展,人們對環(huán)保型產(chǎn)品的需求量也越來越大。環(huán)保型生產(chǎn)技術(shù)是對傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的進一步創(chuàng)新,該技術(shù)可以取代之前的污染型產(chǎn)品,為化工行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展開辟道路。目前化學工程化工生產(chǎn)較為常見的環(huán)保型產(chǎn)品主要包括以下幾種,分別是環(huán)保型汽油、新型燃料、綠色酒精、降解塑料等;三是清潔生產(chǎn)技術(shù)?;瘜W工程化工生產(chǎn)中清潔生產(chǎn)技術(shù)也較為常見,該技術(shù)可以實現(xiàn)對化工生產(chǎn)廢棄物的有效控制,使其在合理范圍內(nèi)。海水淡化技術(shù)作為化工生產(chǎn)常見的清潔生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)在實現(xiàn)對海水淡化處理的基礎(chǔ)上,不會污染周圍環(huán)境,因此具有很高的環(huán)保價值。

      4.9 加強排污監(jiān)督管理力度

      加強排污監(jiān)督管理也是積極優(yōu)化化學工程化工生產(chǎn)工藝的措施之一,只有這樣才能更好踐行我國化工行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。政府部門要針對化工行業(yè)制定標準化的污染物排放指南,促使全體化工行業(yè)均自覺遵守污染物排放制度,嚴格規(guī)范自身行為,實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的最大化保護。我國政府部門要針對化工企業(yè)的污染物排放情況制定科學合理的監(jiān)管制度,加大對該行業(yè)的嚴格監(jiān)管,嚴肅查處違規(guī)作業(yè)的化工企業(yè),對污染物超出環(huán)保要求的化工企業(yè)要勒令整改,規(guī)范化工企業(yè)日常生產(chǎn)行為。此外,政府部門要善于借助群眾的力量,依靠群眾外界監(jiān)督可以促使化工企業(yè)環(huán)保工作落實到實處,推動化工企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展[8-9]。

      5 結(jié)語

      綜上所述,化工工藝直接關(guān)系化工企業(yè)生產(chǎn)水平,積極優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝可以推動我國化工行業(yè)的有序發(fā)展。以上就是本文對化學工程中化工生產(chǎn)相關(guān)工藝的分析,希望對該方面研究有一定幫助。

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