導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇常見(jiàn)的化學(xué)工藝，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]電廠；化學(xué)水；工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：D322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0023-01

0 前言

化學(xué)水處理是火電廠重要的生產(chǎn)過(guò)程，確?；瘜W(xué)水處理設(shè)備可靠運(yùn)行和補(bǔ)給水質(zhì)量對(duì)火電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著非常重要的作用。電廠水處理主要是指給水處理，即鍋爐用水的處理。鍋爐用水必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的凈化處理才能使用，否則將會(huì)造成嚴(yán)重的危害。

1 化學(xué)水處理工藝原理

化學(xué)水處理工藝系統(tǒng)包括化學(xué)預(yù)處理、一級(jí)除鹽系統(tǒng)和酸堿再生系統(tǒng)，其中除鹽系統(tǒng)由離子交換除鹽系統(tǒng)、酸堿再生系統(tǒng)、廢液中和系統(tǒng)組成。

1.1 化學(xué)水預(yù)處理

一般天然水中含有較多的懸浮物和膠體物質(zhì)，如不首先除去，含有懸浮物和膠體物質(zhì)的水如直接進(jìn)入鍋爐，易使鍋內(nèi)結(jié)生泥垢；若水中含有有機(jī)物的膠體，進(jìn)入鍋爐則易使鍋水起泡，從而惡化蒸汽品質(zhì)。因此，在電廠水處理工藝中，應(yīng)首先除去懸浮物和膠體物質(zhì)，使水得到澄清，或者預(yù)先除去部分硬度，這就是水的預(yù)處理目的。化學(xué)預(yù)處理工藝系統(tǒng)主要包括原水加藥系統(tǒng)、澄清池排污系統(tǒng)；升壓泵、工業(yè)水泵、生消水泵控制等。由于水源直接取自較混濁的天然水，通過(guò)在水中加入化學(xué)藥劑，使鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶化物而沉淀析出。從而降低水中的硬度。

1.2 除鹽原理

化學(xué)水預(yù)處理僅僅是除掉水中的鈣、鎂離子，而水中的除鹽處理則是除掉水中溶解的鹽類(lèi)，常用的方法是化學(xué)除鹽?；瘜W(xué)除鹽就是應(yīng)用離子交換反應(yīng)的原理進(jìn)行除鹽。

由一個(gè)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換器和一個(gè)強(qiáng)堿性陰離子交換器所組成的除鹽系統(tǒng)，是除鹽系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的，原水一次相繼地經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子和強(qiáng)堿性陰離子交換器稱做一級(jí)，這種形式稱為一級(jí)除鹽系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，原水中所有的陰離子都被陰離子樹(shù)脂所吸著，其中包括有HCO-3。這種方法經(jīng)濟(jì)性較差，因?yàn)楫?dāng)原水通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換后，其中所有的HCO-3都轉(zhuǎn)變成游離的CO2，這就有可能用除碳器將它除去，在上述系統(tǒng)中因不設(shè)除碳器，那么HCO-3就被陰離子樹(shù)脂吸著，這樣就需要多量的陰離子樹(shù)脂，并且在再生中要消耗更多的再生劑，所以這種系統(tǒng)只適用于供水量很小或進(jìn)水中含HCO-3一量很小的情況。

原水在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換器中經(jīng)陽(yáng)離子交換后，除去了水中所有的陽(yáng)離子。被交換下來(lái)的H+與水中的陰離子結(jié)合成相應(yīng)的酸，其中與HCO-3結(jié)合生成的CO2連同水中原有的CO2在除碳器中被脫除。水進(jìn)入強(qiáng)堿性陰離子交換器后，以酸形式存在的陽(yáng)離子與強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂進(jìn)行交換反應(yīng)，除去水中所有的陰離子，從而將水中溶解鹽類(lèi)全部除去制得除鹽水。

2 化學(xué)水處理系統(tǒng)流程

化學(xué)水處理系統(tǒng)主要由離子交換除鹽系統(tǒng)、酸堿再生系統(tǒng)、廢液中和系統(tǒng)組成。

2.1 離子交換除鹽系統(tǒng)

以采用地下水的水質(zhì)為例，地下水一般水質(zhì)很好，離子交換除鹽系統(tǒng)采用一級(jí)除鹽系統(tǒng)加混床處理，其流程為：地下水――深井泵――生水池――生水泵――生水加熱器――過(guò)濾器――清水池――清水泵――強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換器――除碳器――中間水池――中間水泵――強(qiáng)堿性陰離子交換器――混床――除鹽水池――除鹽水泵――主廠房，設(shè)有五套過(guò)濾器、強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換器、強(qiáng)堿性陰離子交換器和混床以進(jìn)行切換使生產(chǎn)連續(xù)。

從生水加熱器來(lái)的原水進(jìn)入過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，將原水中殘留的懸浮物去除。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的水進(jìn)入清水箱，由清水泵打入強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換器，經(jīng)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換除去水中鐵、鈣、鎂、鈉等陽(yáng)離子，再送入除二氧化碳器，通過(guò)鼓風(fēng)方式除去水中 CO2，再送入強(qiáng)堿性陰離子交換器，通過(guò)強(qiáng)堿性陰離子交換，除去水中強(qiáng)酸根（Cl-、SO42-），碳酸氫根（HCO3-）及硅酸氫根（HSiO3-） 等陰離子，進(jìn)入混床對(duì)剩余的陰、陽(yáng)離子進(jìn)行處理，最后送入除鹽水池，由除鹽水泵送入主廠房，以供鍋爐使用。經(jīng)過(guò)以上工藝處理的水就是合格的鍋爐補(bǔ)給水，稱作無(wú)鹽水。用來(lái)吸收陽(yáng)離子的樹(shù)脂稱為陽(yáng)樹(shù)脂，用來(lái)吸收陰離子的樹(shù)脂稱為陰樹(shù)脂。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換器也稱為陽(yáng)床，強(qiáng)堿性陰離子交換器也稱為陰床。

2.2 酸堿再生系統(tǒng)

酸罐中的濃鹽酸（HCl ）由酸泵輸送到酸計(jì)量箱，當(dāng)陽(yáng)床再生時(shí)，由除鹽水使酸噴霧器產(chǎn)生負(fù)壓，將酸計(jì)量箱內(nèi)的一定量的濃鹽酸稀釋成稀酸溶液，送入陽(yáng)床進(jìn)行再生。

堿罐中的堿液（ NaOH ）由堿泵輸送到堿計(jì)量箱，當(dāng)陰床再生時(shí)，由除鹽水使堿噴霧器產(chǎn)生負(fù)壓，將堿計(jì)量箱內(nèi)的一定量的濃堿稀釋成稀堿溶液，送入陰床進(jìn)行再生。

2.3 廢液中和系統(tǒng)

由于在本系統(tǒng)采用的是化學(xué)除鹽工藝，再生已經(jīng)失效的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂時(shí)，所用的酸、堿液耗量不可低于或等于理論量。所以除鹽工藝的水處理系統(tǒng)再生過(guò)程中就必定產(chǎn)生大量的酸、堿廢水。不經(jīng)處置的廢液就直接排放，會(huì)污染水域、影響農(nóng)作物及魚(yú)類(lèi)正常生長(zhǎng)和危及人民群眾的健康。這就必須要進(jìn)行廢酸、堿的處理，以使排放水 PH 值達(dá)到允許排放的標(biāo)準(zhǔn)。

陰陽(yáng)床再生過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的廢堿和廢酸（總量約占化學(xué)制水10%），通常采用的方法是把這些廢堿和廢酸排到中和池中，進(jìn)行自然中和，但實(shí)際使用中很難達(dá)到自然中和處理的目的，即廢堿和廢酸混合反應(yīng)后 pH 值不能滿足環(huán)保排放（pH值6-9）標(biāo)準(zhǔn)。其工作原理就是設(shè)置一個(gè)中和池，讓陰陽(yáng)離子交換器再生所產(chǎn)生的廢酸堿液排放到中和池中，首先讓廢酸堿液自行中和，并根據(jù)需要，加入適量的酸堿進(jìn)行中和，然后排放掉廢液。為了加快中和速度，這里設(shè)置壓縮空氣管進(jìn)行攪拌，使得加入作調(diào)節(jié)用的酸（或堿）與廢液能夠混合均勻、互相中和。

3 化學(xué)水處理系統(tǒng)的自動(dòng)控制

3.1 過(guò)濾器自動(dòng)控制過(guò)程

運(yùn)行時(shí)水經(jīng)上部進(jìn)水閥進(jìn)入過(guò)濾器，過(guò)濾后的水從下部送出。當(dāng)過(guò)濾器出水濁度超過(guò)規(guī)定值時(shí)必須進(jìn)行反沖洗。進(jìn)行反沖洗操作時(shí)，將過(guò)濾器內(nèi)的水排放到濾層上緣為止，首先用壓縮空氣（氣壓 0.6-1.0MPa）吹洗，然后用水和壓縮空氣混合沖洗，再反洗，最后正洗至水質(zhì)合格后運(yùn)行或備用。根據(jù)具體的工藝要求設(shè)定上部排水、吹洗、混合沖洗、反洗的時(shí)間。

3.2 強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器自動(dòng)控制

運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)出水的鈉離子濃度超過(guò)規(guī)定值時(shí)必須進(jìn)行再生，再生主要有反洗、排水、頂壓、還原、置換、正洗等工藝步驟。反洗又分小反洗和大反洗兩種，一般經(jīng)過(guò)10-20個(gè)制水周期后進(jìn)行一次大反洗，由于大反洗后再進(jìn)行還原時(shí)，還原劑的用量應(yīng)比平時(shí)增加 20%-50%，所以需要增加一個(gè)補(bǔ)充還原過(guò)程。各個(gè)步驟的時(shí)間需要根據(jù)具體的工藝要求設(shè)定。

3.3 強(qiáng)堿陰離子交換器自動(dòng)控制

運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)出水的SiO2含量超過(guò)規(guī)定值時(shí)必須進(jìn)行再生，再生主要有反洗、還原、置換、正洗等工藝步驟。各個(gè)步驟的時(shí)間需要根據(jù)具體的工藝要求設(shè)定。

3.4 除鹽系統(tǒng)的流程控制

一級(jí)除鹽系統(tǒng)聯(lián)接方式可分為單元制和母管制，不同的聯(lián)接方式具有不同的控制方法。單元制是指系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)某套設(shè)備失效時(shí)，備用的整套設(shè)備運(yùn)行，失效設(shè)備整套停止并進(jìn)入再生狀態(tài)。采用單元制聯(lián)接，只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，只需監(jiān)測(cè)陰床出水的 Si02含量，就可判斷該套設(shè)備是否失效。母管制是指系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)某個(gè)設(shè)備失效時(shí)，備用的該類(lèi)設(shè)備運(yùn)行，失效的設(shè)備停止并進(jìn)入反沖洗或再生狀態(tài)。對(duì)兩個(gè)相同設(shè)備的操作可分為手動(dòng)和自動(dòng)，設(shè)置一個(gè)手動(dòng)一自動(dòng)位（1：自動(dòng) 0：手動(dòng)），通過(guò)改變手動(dòng)一自動(dòng)位來(lái)進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)的切換。手動(dòng)狀態(tài)下設(shè)備由用戶控制，用戶可以根據(jù)需要對(duì)任一單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、停止、反沖洗或再生；自動(dòng)狀態(tài)下設(shè)備由程序控制，當(dāng)某個(gè)設(shè)備失效時(shí)，備用的該類(lèi)設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，失效的設(shè)備停止并進(jìn)入反沖洗或再生狀態(tài)。設(shè)備可以是過(guò)濾器、強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器或強(qiáng)堿陰離子交換器。

4 總結(jié)

本文主要介紹了化學(xué)水處理的必要性，幾種典型的鍋爐用水名稱，重點(diǎn)敘述了鍋爐補(bǔ)給水的工藝流程，為電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的改造提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)方向，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

篇2

[關(guān)鍵詞]化學(xué)工藝；節(jié)能降耗；措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ083 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）22-0020-01

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得化學(xué)工藝的節(jié)能技術(shù)更加完善，但是可持續(xù)發(fā)展的基本要求使化學(xué)工藝面臨著巨大的挑戰(zhàn)，在化學(xué)工藝的生產(chǎn)活動(dòng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注與重視的大背景下，對(duì)能源資源的使用進(jìn)行一定程度上的控制是十分必要的，只有在化學(xué)工藝中注重應(yīng)用節(jié)能措施，才能為有效解決我國(guó)的能源危機(jī)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，推進(jìn)化學(xué)能源的可持續(xù)發(fā)展。

1.化學(xué)工藝發(fā)展基本概況

1.1 化學(xué)節(jié)能的主要特征

化工生產(chǎn)作為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)作出了重要的貢獻(xiàn)，但是在化學(xué)生產(chǎn)和制造的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)，這不僅是由于化學(xué)工藝的節(jié)能減排不夠到位，而且是在化工后期的U物處理不及時(shí)和不徹底的緣故，因此加大化學(xué)工藝的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新研究的力度，有效地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的相統(tǒng)一是必要且重要的?；瘜W(xué)工藝主要是利用化學(xué)技術(shù)和化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)將原材料經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的產(chǎn)品，化學(xué)工藝的制作流程一般來(lái)說(shuō)是不同的，但是在這一過(guò)程中高消耗和高耗能的工藝特點(diǎn)是相同的，常見(jiàn)的化學(xué)工藝中的能量損耗是導(dǎo)致能源浪費(fèi)的重要因素，在化學(xué)生產(chǎn)中必然存在最小功率的使用，由于其工作運(yùn)作方式具有一定的特殊性，因此在實(shí)際的操作過(guò)程中產(chǎn)生能量損失是正常的。在原材料的消耗方面，通常在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，原材料的大量使用造成的資源浪費(fèi)在國(guó)家規(guī)定的范圍內(nèi)就能被接受。

1.2 化學(xué)工藝進(jìn)行節(jié)能的積極作用

實(shí)施化學(xué)工藝是社會(huì)發(fā)展的必然要求，作為具有污染性的化工行業(yè)，化學(xué)工藝加強(qiáng)節(jié)能減排措施的研究更具有意義?；瘜W(xué)工藝中使用節(jié)能措施是國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，在全球環(huán)境逐漸惡劣和資源缺乏的背景下，環(huán)境保護(hù)的基本準(zhǔn)則十分符合環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)需求，是順應(yīng)時(shí)展潮流的重要舉措。在化學(xué)生產(chǎn)中應(yīng)用節(jié)能措施不僅能夠從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)說(shuō)對(duì)降低化學(xué)工藝的生產(chǎn)成本，而且有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的統(tǒng)一。整體上來(lái)說(shuō)，資源分布的不平衡性和能源使用效率的低下是發(fā)展節(jié)能減排的基本前提條件，只有減少生產(chǎn)過(guò)程中的能源損耗，才能為后期的化學(xué)工藝設(shè)計(jì)的完整性奠定良好的基礎(chǔ)。倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保需要增強(qiáng)化學(xué)節(jié)能的創(chuàng)新發(fā)展。推廣化學(xué)工藝的節(jié)能措施有利于化工行業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。化工生產(chǎn)中使用的資源多為不可再生的資源，嚴(yán)重影響著化工的生產(chǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)，化學(xué)工藝進(jìn)行節(jié)能是改善環(huán)境問(wèn)題和節(jié)約能源的重要舉措。

1.3 化學(xué)工藝設(shè)計(jì)的主要節(jié)能裝備

每個(gè)的化學(xué)工廠的化工生產(chǎn)不同，在化學(xué)工藝中的節(jié)能裝置存在一定的差異性，根據(jù)工廠和發(fā)展要素和生產(chǎn)環(huán)境選擇合適的節(jié)能裝置和設(shè)備才能使其物盡其用。但是大部分的化學(xué)工廠都會(huì)選擇以下幾種常見(jiàn)的較為經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能裝置。第一種是熱管換熱器，作為常見(jiàn)的節(jié)能設(shè)備，熱管換熱器內(nèi)部的隔熱板具有重要的作用，能夠?qū)崴屠渌珠_(kāi)，盡量避免熱管受熱和受涼不均勻的情況出現(xiàn)，整體的換熱器的良好運(yùn)行是保證熱管換熱器安全性和穩(wěn)定性的重要前提，分開(kāi)流動(dòng)的冷、熱液體的逆流換熱較簡(jiǎn)單，具有經(jīng)濟(jì)性。第二種是熱泵裝置技術(shù)，這一裝備對(duì)技術(shù)性要求較高，利用熱泵消耗的部分輸出進(jìn)行工作，通過(guò)消耗自身的熱量實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)镔|(zhì)實(shí)現(xiàn)能量的聚集和釋放，循環(huán)系統(tǒng)的溫度的升高是蒸汽冷凝釋放熱量的重要途徑，具有節(jié)能價(jià)值的熱泵裝置由于其良好的性能受到廣泛的關(guān)注與使用。第三種是蓄熱器，蓄熱器是工業(yè)鍋爐系統(tǒng)中的重要組成部分，該設(shè)備不僅能夠?qū)⒋罅康臒崃看鎯?chǔ)起來(lái)，在使用的時(shí)候合理地釋放出去，其中含有的過(guò)濾負(fù)載在有效提高化學(xué)生產(chǎn)中的運(yùn)行功率方面有重要作用。

2.化學(xué)工藝中有效的節(jié)能降耗措施

2.1 完善化學(xué)工藝建設(shè)環(huán)境

只有良好的建設(shè)環(huán)境才能有效地保證化學(xué)工藝的節(jié)能技術(shù)的實(shí)行，合理控制化學(xué)生產(chǎn)的綜合能耗與完善化學(xué)工藝的建設(shè)環(huán)境有著緊密相連的關(guān)系，化工反應(yīng)條件的有效的改善是實(shí)施化工工藝的節(jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。確定化學(xué)工藝的生產(chǎn)是否具有可行性，反應(yīng)外部壓力的降低需要根據(jù)計(jì)算來(lái)進(jìn)行明確，為化學(xué)生產(chǎn)正常運(yùn)行提供必要的保障，在氣態(tài)反應(yīng)物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的壓縮功耗的過(guò)程中，有效地完成化學(xué)工藝的節(jié)能減排，降低資源的損耗程度。在完善化學(xué)反應(yīng)需要具備的環(huán)境條件過(guò)后，優(yōu)化吸熱反應(yīng)的控制，降低化學(xué)工藝的整體供熱水平，促進(jìn)化學(xué)生產(chǎn)的最終實(shí)現(xiàn)。將節(jié)能降耗作為化工生產(chǎn)的基本理念，從體系化的角度對(duì)化工供熱系統(tǒng)進(jìn)行改善配置，各裝備的結(jié)合協(xié)調(diào)才能優(yōu)化整體配置，控制化學(xué)生產(chǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力能耗，盡量保證最小程度的能源耗費(fèi)。

2.2 積極引進(jìn)新工藝和設(shè)備

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展的今天，化學(xué)工藝需要積極引進(jìn)新型的設(shè)備和新興的技術(shù)，主動(dòng)創(chuàng)造更大的技術(shù)產(chǎn)能，利用節(jié)能型設(shè)備對(duì)化學(xué)工藝進(jìn)行升級(jí)與更新，避免在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)更多的能源損耗。由于耗能設(shè)備和生產(chǎn)水平的高低在很大的程度上決定著化學(xué)工藝的減排能力，因此合理開(kāi)發(fā)可行的綠色化工技術(shù)是必要的，重復(fù)利用生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物，及時(shí)處理污染物，促使其對(duì)環(huán)境的不良影響減低到最小。同時(shí)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)之后，應(yīng)該根據(jù)我國(guó)的化學(xué)工藝的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，現(xiàn)代化的生產(chǎn)也需要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為高效的化學(xué)生產(chǎn)和資源的合理使用創(chuàng)造穩(wěn)定的條件，盡可能地減少化學(xué)物質(zhì)在分離過(guò)程中的損失耗費(fèi)。

2.3 提升工藝管理水平

化學(xué)工藝的節(jié)能生產(chǎn)不僅應(yīng)該有新型的技術(shù)作為保障，而且應(yīng)該提高化工企業(yè)及工藝技術(shù)的管理水平，相關(guān)的企業(yè)在進(jìn)行管理的過(guò)程中應(yīng)該貫徹落實(shí)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的準(zhǔn)則，設(shè)置化工能源的監(jiān)督機(jī)構(gòu)和能源管理部門(mén)，建立健全化學(xué)工藝的制度規(guī)范和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，專(zhuān)門(mén)的節(jié)能規(guī)定被認(rèn)真落實(shí)才能起到作用，設(shè)置化工管理人員，提高相關(guān)的工作人員的綜合素質(zhì)和技術(shù)水平，通過(guò)較為完善的化工管理方式達(dá)到降耗減排的目標(biāo)，建立全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)的發(fā)展方式需要完整的獎(jiǎng)懲制度，提高能源利用率，重視生態(tài)文明的建設(shè)是離不開(kāi)污染物的處理的，廢棄物的處理需要化學(xué)工藝管理水平的提高，提高設(shè)備的應(yīng)用水平，減少操作過(guò)程中的錯(cuò)誤也是提升工藝管理水平的關(guān)鍵舉措。

3.結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)化學(xué)工業(yè)的建設(shè)，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)朝著資源節(jié)約型的趨勢(shì)發(fā)展的過(guò)程中，在化學(xué)工藝中采用節(jié)能措施有利于實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的全面和可持續(xù)的發(fā)展。日益嚴(yán)峻的環(huán)境壓力和能源危機(jī)需要相關(guān)的研究人員探索更加合理的化學(xué)工藝節(jié)能方法，但是同時(shí)也應(yīng)該注意化學(xué)工藝節(jié)能措施的可衡量性、可實(shí)現(xiàn)性和可反饋性等多方面的技術(shù)條件的完整，只有具有可操作性的節(jié)能方法才能被給予足夠的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行研究以及實(shí)踐。建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)和資源節(jié)約型社會(huì)是當(dāng)代人民群眾共同的社會(huì)責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

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經(jīng)濟(jì)在發(fā)展，時(shí)代在變化，人們的消費(fèi)理念也發(fā)生了較大的變化，他們對(duì)物質(zhì)的需求越來(lái)越高，市場(chǎng)上出現(xiàn)豐富的物質(zhì)的同時(shí)，也在消耗大量的各種材料，致使化學(xué)廢物的大量產(chǎn)生。因?yàn)槿藗兒翢o(wú)節(jié)制的使用和排放各種化學(xué)物品，當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了很多的環(huán)境問(wèn)題，例如：空氣被嚴(yán)重的污染、全球范圍內(nèi)的氣候變暖、水資源被污染等等，目前人類(lèi)的生活被這些污染嚴(yán)重的困擾，同時(shí)還大大的影響了大自然的生態(tài)環(huán)境。如今，工農(nóng)業(yè)的發(fā)展異常迅速，到處都充斥著有毒有害的物品，在這個(gè)過(guò)程中，有毒有害化學(xué)品的污染是最嚴(yán)重的。總而言之，化學(xué)工藝在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排出大量的有毒物質(zhì)，如果不對(duì)這些有毒物質(zhì)進(jìn)行有效的控制，最終的后果是不可想象的，對(duì)生態(tài)環(huán)境不僅會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，還會(huì)給我們的的健康帶來(lái)嚴(yán)重的困擾，因此，為了我們有一個(gè)良好的生活居所以及出于自己的健康考慮，我們現(xiàn)在必須在化工工藝過(guò)程中使用節(jié)能技術(shù)。

二、化工工藝中常見(jiàn)的節(jié)能降耗技術(shù)措施

（一）完善化工能源的管理力度

在化工工藝進(jìn)行的過(guò)程中，直接的影響化工企業(yè)效益的是能量的轉(zhuǎn)換和傳輸效率，經(jīng)研究表明如果在企業(yè)中對(duì)能源的管理制度進(jìn)行完善，可以讓化工企業(yè)的能源利用率提高百分之七到百分之二十，這對(duì)于化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)講是非?？捎^的。在化學(xué)企業(yè)中實(shí)行的能量管理措施，首先就是統(tǒng)計(jì)出能源的消耗統(tǒng)量，確定傳熱系數(shù)；其次要強(qiáng)化工作責(zé)任，不斷的提高施工人員和施工機(jī)械的工作效率。最后，合理的使用和維護(hù)設(shè)備，這就能讓化學(xué)工業(yè)的能源消耗有效的降低。

（二）采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)化工工藝進(jìn)行改進(jìn)

當(dāng)前，節(jié)能技術(shù)在化工企業(yè)中的使用還存在很多問(wèn)題，要是使用高科技技術(shù)對(duì)化學(xué)工藝進(jìn)行改進(jìn)并通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，可以進(jìn)一步的讓目前企業(yè)內(nèi)的節(jié)能降耗技術(shù)的實(shí)用性大大的提高。在對(duì)化工工藝進(jìn)行改進(jìn)的時(shí)候，首先要提高的就是反應(yīng)的催化劑和添加劑的性能，以便于讓化工裝置的靈活性提高，從而讓化學(xué)工業(yè)能源的消耗降低。其次，通過(guò)淘汰傳統(tǒng)的化學(xué)工藝，這有利于發(fā)展先進(jìn)的技能降耗技術(shù)，在適當(dāng)?shù)奶蕴f設(shè)備的同時(shí)，也要引進(jìn)具有節(jié)能降耗性能的機(jī)械設(shè)備，這對(duì)于化學(xué)工藝的發(fā)展非常有利，讓化學(xué)工藝的節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

（三）重視對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程中動(dòng)力能耗的控制

在化工企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的全過(guò)程，需要引起企業(yè)重視的是動(dòng)力的消耗。筆者認(rèn)為通過(guò)以下三個(gè)方面可以對(duì)能源的消耗進(jìn)行有效的控制：1）促進(jìn)變頻調(diào)速控制技術(shù)的使用，是有效的降低電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能源消耗的有效措施。在使用變頻節(jié)能調(diào)速的時(shí)候，使用合理的動(dòng)態(tài)頻率控制方案，改進(jìn)化工企業(yè)傳統(tǒng)的閥門(mén)靜態(tài)調(diào)節(jié)方案，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供了長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)平衡保護(hù)，在輸入和輸出的過(guò)程中降低了能源的消耗，尤其是對(duì)于設(shè)備負(fù)載存在較低的現(xiàn)象，能有有效的避免長(zhǎng)時(shí)間的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工頻運(yùn)行工況的重要作用，這對(duì)于能量浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)可以有效的杜絕。2）對(duì)化學(xué)加熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化?；て髽I(yè)要時(shí)刻具有降低能源消耗的思想，進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化的時(shí)候要具有全局的觀念。著手點(diǎn)可以是加熱系統(tǒng)的溫度熱源，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以便于設(shè)備之間結(jié)合的更有效，讓冷、熱源轉(zhuǎn)換的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，減少和防止發(fā)生“高熱量低使用效率”的現(xiàn)象。3）增加污水回用的技術(shù)支持。環(huán)保意識(shí)和水資源節(jié)約意識(shí)是從事化工行業(yè)的人員時(shí)刻要保持的，不僅如此，還要對(duì)污水回用技術(shù)進(jìn)行積極的推廣和使用，讓水資源得到綜合的利用，盡可能減少水資源的浪費(fèi)。

（四）采用阻垢劑實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

篇4

【關(guān)鍵詞】化工設(shè)計(jì) 化工工藝現(xiàn)狀 化工設(shè)計(jì)問(wèn)題

化工工藝是依據(jù)化學(xué)過(guò)程以及化學(xué)反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)的，是整個(gè)化工工藝設(shè)計(jì)的核心，重視化工工藝設(shè)計(jì)，有助于在生產(chǎn)過(guò)程中保障人員和器械的安全，減少由于安全問(wèn)題造成的損失，因此我們就需要關(guān)注化工工藝設(shè)計(jì)中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。

1 化工工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

化工工藝往往會(huì)由于化學(xué)工業(yè)的資本密集性以及工藝失敗可能造成的巨大物資上的損失，導(dǎo)致在變革過(guò)程中遇到非常大的阻力，影響到化工工藝的發(fā)展。通過(guò)分析化學(xué)品生產(chǎn)成本的構(gòu)成，我們能夠得出基本建設(shè)的投資以及原材料占總成本的主要份額。由于裝置往往需要多年運(yùn)轉(zhuǎn)，并且費(fèi)用較大，在化工工藝設(shè)計(jì)中將許多已經(jīng)有五十年使用期的裝置進(jìn)行改造，擴(kuò)大裝置的能力，解決薄弱環(huán)節(jié)所需要的費(fèi)用比一套新建的裝置要便宜很多。按照這個(gè)趨勢(shì)進(jìn)行分析，在2020年所銷(xiāo)售的工藝設(shè)備產(chǎn)品大約有四分之三是由1999年就運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置生產(chǎn)出來(lái)的，可是由于這些老舊的生產(chǎn)裝置不具備新時(shí)代的環(huán)保要求，所以必須對(duì)其進(jìn)行減少污染、擴(kuò)大產(chǎn)能的改造，改善裝備的性能有助于綠色生產(chǎn)，對(duì)可持續(xù)發(fā)展也有重要作用。

2 化工工藝設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 安全危險(xiǎn)問(wèn)題

為了保障化工工藝設(shè)計(jì)其安全性，就需要對(duì)工藝物料、化學(xué)反應(yīng)裝置、工藝路線、管道和閥門(mén)以及電氣等方面進(jìn)行研究[1]。與此同時(shí)，在化工工藝設(shè)計(jì)中使用的工藝物料也需要進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)活性、穩(wěn)定性等的測(cè)試，判定其是否有爆炸以及燃燒的特征、可能性和是否有毒。在工藝路線方面，我們考慮的是使用哪一條工藝路線肯一降低、減少甚至消除危險(xiǎn)物質(zhì)存在量。產(chǎn)品生產(chǎn)期核心在于化學(xué)反應(yīng)，唯有通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，我們才能獲取生產(chǎn)需要的化學(xué)物質(zhì)，可是，我們也要講反應(yīng)之后帶來(lái)的危險(xiǎn)考慮其中。

總而言之，化工工藝不但要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及相應(yīng)的法律法規(guī)，還需要重視辨識(shí)安全危險(xiǎn)，加強(qiáng)安全控制，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，有效防止和控制事故發(fā)生，達(dá)到安全的目的。

2.2 設(shè)備安裝設(shè)計(jì)問(wèn)題

在工程的設(shè)計(jì)中若是對(duì)設(shè)備安裝的設(shè)計(jì)重視不夠，或者在設(shè)備安裝設(shè)計(jì)過(guò)程中取法經(jīng)驗(yàn)、不夠細(xì)心，那么就會(huì)導(dǎo)致不必要的損失，造成返工等問(wèn)題，不但要保證施工的進(jìn)度，更要保證施工的質(zhì)量，不可以因小失大，急功近利，大量的施工經(jīng)驗(yàn)讓我們知道，只有保證質(zhì)量才能保證工程。

在化工工藝的設(shè)計(jì)中容易被工藝設(shè)計(jì)人員忽視的設(shè)備安裝設(shè)計(jì)，其實(shí)在整個(gè)工程中有著重要作用，工藝設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)，確保每一項(xiàng)設(shè)計(jì)都切實(shí)有效的進(jìn)行。在進(jìn)行設(shè)備安裝設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要把設(shè)備的安裝檢修問(wèn)題充分考慮到設(shè)計(jì)中，比如，在進(jìn)行設(shè)備布置的時(shí)候，吊點(diǎn)的位置需要被充分考慮，水平運(yùn)輸干線差距也是設(shè)備布置中不容忽視的一部分，它能夠保證設(shè)備安全的運(yùn)送到主干線上。

總而言之，設(shè)備安裝設(shè)計(jì)在化工工藝中一定不能被忽視，若是設(shè)備安裝設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，那么工藝設(shè)計(jì)就不能算是完善的設(shè)計(jì)，就會(huì)給裝置維修、生產(chǎn)操作帶來(lái)消極影響，更嚴(yán)重的可能會(huì)影響到整個(gè)安全生產(chǎn)。

3 對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題的探討

3.1 要能體現(xiàn)降低能耗

盡管在實(shí)際的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，很多人把能源成本當(dāng)作生產(chǎn)總成本之中的一個(gè)重要部分，但是這種想法是錯(cuò)誤的。將基建投資高和能量消耗大這兩個(gè)問(wèn)題解決，能有效的提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本，減低能效和與之相關(guān)的投資課題一般來(lái)說(shuō)頗為有效，比如在許多大型的分離裝置上運(yùn)用超臨界流體。通過(guò)對(duì)當(dāng)前資料和實(shí)際應(yīng)用的研究可以看出，一些系統(tǒng)能源費(fèi)用比很多常用的技術(shù)要低，比如恒沸蒸餾以及蒸餾的獲取。降低能耗是工藝設(shè)計(jì)與研究需要重視的一部分。

3.2 要能體現(xiàn)降低基本建設(shè)投資

由于化學(xué)工藝屬于密集型產(chǎn)業(yè)，如果沒(méi)有化學(xué)研究上的重大成果讓主要的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝得到提升和完善，那么一般來(lái)說(shuō)，要改進(jìn)以及提高化學(xué)工藝設(shè)計(jì)就需要通過(guò)解決瓶頸問(wèn)題、改造現(xiàn)有裝置、擴(kuò)大產(chǎn)能的方式的來(lái)解決，這些方式可以有效地減少在基本建設(shè)上的投資。

3.3 要能體現(xiàn)改善環(huán)境行為

根據(jù)社會(huì)各界相關(guān)人士的研究得出，回收利用、減少污染源、終端處理等手段能夠解決污染的問(wèn)題。從化學(xué)工藝過(guò)程上要達(dá)到減少環(huán)境污染的摸底就需要重視兩個(gè)設(shè)計(jì)戰(zhàn)略上的問(wèn)題：第一個(gè)是在2020年之前再多數(shù)裝置上擴(kuò)大和升級(jí)現(xiàn)有裝置；第二個(gè)是在終端處理的應(yīng)用上可能會(huì)出現(xiàn)多數(shù)機(jī)遇。而在工藝過(guò)程自身的基礎(chǔ)上改進(jìn)裝置也有以下幾種方式：

（1）提高分離效率和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率達(dá)到降低損失的目的，并且減少?gòu)U料處理費(fèi)來(lái)提高收益；

（2）提高化學(xué)反應(yīng)效率；

（3）運(yùn)用HEN分析法減少用水量，縮小裝置的規(guī)模。在工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)中進(jìn)行水資源再次利用，將廢水量降到最低。

4 新模式：將設(shè)計(jì)與研究集成

目前的工藝設(shè)計(jì)需要進(jìn)行拓展，但是在研究開(kāi)發(fā)的過(guò)程中必須將設(shè)計(jì)建設(shè)和實(shí)驗(yàn)成果相結(jié)合。新方式是將一個(gè)帶有物料以及能量平衡的流程、研究容器的制和尺寸以及熱力學(xué)軟件包結(jié)合起來(lái)制作出一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中，難免會(huì)有不少的估算和推測(cè)，可是對(duì)試驗(yàn)計(jì)劃的完成和這項(xiàng)工藝的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題以及關(guān)鍵技術(shù)并不會(huì)產(chǎn)生較大影響。

總而言之，在未來(lái)化工工藝的設(shè)計(jì)中需要跟隨時(shí)代的發(fā)展將理論與實(shí)際相結(jié)合，具體問(wèn)題具體分析，靈活運(yùn)用化工工藝設(shè)計(jì)的細(xì)則，只有這樣才能將其功效發(fā)揮到最大。

5 結(jié)語(yǔ)

化工設(shè)計(jì)的核心在于化工工藝設(shè)計(jì)，在這個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中占據(jù)著主導(dǎo)的地位。因?yàn)槲覀儽仨殞?duì)化工工藝的現(xiàn)狀及特點(diǎn)進(jìn)行分析，考慮到化工工藝設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，將設(shè)備安裝于安全危險(xiǎn)問(wèn)題重視起來(lái)，保證化工工藝設(shè)計(jì)安全、有效、完善，從而更好地對(duì)化工設(shè)計(jì)進(jìn)行引導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉立寶.工藝設(shè)計(jì)在實(shí)施GMP工作中的重要性[J].中國(guó)禽業(yè)導(dǎo)刊，2011（09）34-78

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關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；綠色環(huán)保；精細(xì)化工

引言：生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，不可再生能源面臨枯竭，現(xiàn)階段，節(jié)約能源，提高能源使用效率，發(fā)展先進(jìn)能源使用技術(shù)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必由之路。

一、使用節(jié)能降耗措施的必要性

化工工藝生產(chǎn)對(duì)能源的需求一直都是不可忽視的，尤其是化工企業(yè)中以傳統(tǒng)能源為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，若想持續(xù)穩(wěn)定健康的發(fā)展，就必須將化工產(chǎn)業(yè)能源損耗的經(jīng)濟(jì)成本制約在必要的范圍內(nèi)。因此通過(guò)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步搶占市場(chǎng)份額，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，有益于進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)率。對(duì)于能源損耗過(guò)高，應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞污染程度過(guò)深的企業(yè)項(xiàng)目嚴(yán)加把控。加強(qiáng)對(duì)落后能源產(chǎn)業(yè)的篩選力度，推廣使用清潔高效的能源，建設(shè)新型綠色環(huán)保企業(yè)新模式，生產(chǎn)無(wú)污染或低污染的綠色產(chǎn)品。這些舉措對(duì)于有效控制污染氣體、液體、固體的排放有著至關(guān)重要的作用。同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)督，放棄高耗能高污染的粗放式能源利用模式，逐步改善傳統(tǒng)落后的不健康經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，是發(fā)展健康綠色經(jīng)濟(jì)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

當(dāng)前，節(jié)能技術(shù)在化工企業(yè)中的使用還存在很多問(wèn)題，要是使用高科技技術(shù)對(duì)化學(xué)工藝進(jìn)行改進(jìn)并通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，可以進(jìn)一步的讓目前企業(yè)內(nèi)的節(jié)能降耗技術(shù)的實(shí)用性大大的提高。在對(duì)化工工藝進(jìn)行改進(jìn)的時(shí)候，首先要提高的就是反應(yīng)的催化劑和添加劑的性能，以便于讓化工裝置的靈活性提高，從而讓化學(xué)工業(yè)能源的消耗降低。其次，淘汰傳統(tǒng)的化學(xué)工藝，這有利于發(fā)展先進(jìn)的技能降耗技術(shù)，在適當(dāng)?shù)奶蕴f設(shè)備的同時(shí)，也要引進(jìn)具有節(jié)能降耗性能的機(jī)械設(shè)備，這對(duì)于化學(xué)工藝的發(fā)展非常有利，讓化學(xué)工藝的節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

二、采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝

1、在化工工藝中運(yùn)用新工藝、新材料、新設(shè)備和技術(shù)

在對(duì)化工工藝生產(chǎn)的管理過(guò)程中新元素的應(yīng)用不可或缺。受傳統(tǒng)工藝的影響以及現(xiàn)有材料的制約，讓化工工藝的改革步履艱難，因此更加適應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)水平的輕便合理性材料，應(yīng)該被廣泛的試用于更多化工領(lǐng)域，與此同時(shí)高效能的環(huán)保器械也能為節(jié)約能源提供更好的保障。通過(guò)整合各方面資源達(dá)到連續(xù)型節(jié)能減排的新型模式，從而為更多化工技術(shù)創(chuàng)新提供可能性。區(qū)別于通過(guò)傳統(tǒng)落后的能源損耗模式（如通過(guò)焚燒麥稈，煤炭等不可再生能源）提供人們必不可少的生活能源，新型的化工生產(chǎn)工藝和技術(shù)將目光集中在新型能源（如太陽(yáng)能，風(fēng)能，水能，潮汐能等）的使用效率和開(kāi)發(fā)力度上。

優(yōu)選節(jié)能連續(xù)型的化工生產(chǎn)工藝，通過(guò)生產(chǎn)工藝的技術(shù)升級(jí)改造，提高化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的綜合效益。生產(chǎn)工藝應(yīng)盡量?jī)?yōu)選連續(xù)型、操作便捷、能量轉(zhuǎn)換效率較高的工藝，這樣可以有效避免間歇性生產(chǎn)工藝過(guò)程切換中的能源浪費(fèi)。優(yōu)選高效分餾塔、反應(yīng)器、換熱器、空冷器、電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、加熱爐等先進(jìn)傳質(zhì)、換熱、旋轉(zhuǎn)等節(jié)能型電氣設(shè)備，降低機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的綜合能耗特別對(duì)于耗熱量大的設(shè)備，采用導(dǎo)熱性能更好的材料進(jìn)行設(shè)備關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)制造，廣泛將余嶧厥丈璞?、应用变茻酊X詰縞璞贛糜詿笞諢工生產(chǎn)裝置中來(lái)。

2、改善化工反應(yīng)的工藝條件，降低化工生產(chǎn)工藝綜合能耗

首先，降低化工生產(chǎn)反應(yīng)外部壓力。合理計(jì)算確定化工生產(chǎn)反應(yīng)的壓力，一方面可以確?；瘜W(xué)反應(yīng)高效穩(wěn)定的進(jìn)行；另一方面還可以降低輸送反應(yīng)物的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的綜合能耗，尤其可以降低氣態(tài)反應(yīng)物的壓縮功耗，達(dá)到降耗的目的。其次，在確?；瘜W(xué)物質(zhì)正常反應(yīng)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，合理優(yōu)化降低吸熱反應(yīng)溫度，降低系統(tǒng)反應(yīng)所需的整體供熱量，提高系統(tǒng)熱能利用率。再次，加快化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化效率，有效抑制反應(yīng)過(guò)程中的副反應(yīng)作用，進(jìn)而減少反應(yīng)過(guò)程能耗和產(chǎn)品分離能耗。

三、關(guān)鍵性物質(zhì)對(duì)節(jié)能的重要性

反應(yīng)器，交換器等許多化學(xué)工藝生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的器械儀器，在生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中因?yàn)楦鞣N原因不可避免會(huì)有所損耗，會(huì)在機(jī)體部分結(jié)垢，或更進(jìn)一步產(chǎn)生銹跡，這種情況的發(fā)生會(huì)大大降低機(jī)器的熱交換功能，從而影響其傳熱效率。機(jī)械的傳熱系數(shù)下降使其換熱功能減退，能源利用率降低，化工生產(chǎn)機(jī)器的外部壓力過(guò)大，縮短了化工設(shè)備的運(yùn)行周期，減少其使用壽命。而阻垢劑的使用可合理提高機(jī)器設(shè)備的能源轉(zhuǎn)換利用率，降低機(jī)器完成能源轉(zhuǎn)換的整體供熱量，確?；どa(chǎn)過(guò)程的安全，這對(duì)于化學(xué)工藝節(jié)約耗能的發(fā)展十分有利。

在化學(xué)工藝的生產(chǎn)過(guò)程中，添加一些關(guān)鍵性物質(zhì)會(huì)起到意想不到催化效果。如新的類(lèi)型的催化劑。催化劑可以優(yōu)化化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境，提高生產(chǎn)過(guò)程中能源的使用效率，同時(shí)提高這種催化劑在化學(xué)有反應(yīng)中的綜合反應(yīng)活性，對(duì)于能源的合理配置，及節(jié)約成本方面有著十分重要的作用。

四、降低生產(chǎn)全過(guò)程的動(dòng)力能耗

首先，采取變頻節(jié)能調(diào)速降低電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的電能消耗。采用變頻節(jié)能動(dòng)態(tài)調(diào)速方案對(duì)常規(guī)的閥門(mén)靜態(tài)調(diào)節(jié)方案進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，可以確保電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)輸出與輸入之間長(zhǎng)期處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，尤其對(duì)化工企業(yè)裝置負(fù)荷率普遍較低的問(wèn)題，可以避免電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于工頻運(yùn)行工況，降低無(wú)謂電能資源浪費(fèi)。其次，供熱系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)。供熱系統(tǒng)在優(yōu)化升級(jí)改造過(guò)程中，要打破常規(guī)單套裝置界限，實(shí)現(xiàn)組合裝置的整體優(yōu)化匹配。如：在進(jìn)行供熱系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)過(guò)程中，要根據(jù)不同溫位熱源的功能特點(diǎn)，合理地進(jìn)行供熱裝置的匹配組合，實(shí)行裝置間的聯(lián)合運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)進(jìn)行冷、熱能源流的優(yōu)化轉(zhuǎn)換，從設(shè)備源的基礎(chǔ)上避免“高熱低用”等不利情況發(fā)生，實(shí)現(xiàn)熱能資源的最優(yōu)化利用。再次，推廣污水回用技術(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)施加過(guò)程中，化工企業(yè)必須高度重視水資源管理和綜合利用，杜絕出現(xiàn)跑、冒、滴、漏和常流水等不利現(xiàn)象，并積極結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際特點(diǎn)推廣污水回用技術(shù)，降低水資源的綜合消耗。做好電、熱、水等資源的余能回收利用，可以大幅提高化工企業(yè)的綜合節(jié)能降耗效果。利用生產(chǎn)工藝中的余壓、余熱等資源進(jìn)行綜合利用，通過(guò)制冷、發(fā)電等轉(zhuǎn)換技術(shù)，有效節(jié)省化工生產(chǎn)過(guò)程中的常規(guī)能源浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源資源的高效、安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、低碳環(huán)保的綜合轉(zhuǎn)換利用。

五、結(jié)語(yǔ)

化工工藝的節(jié)能降耗技術(shù)在整個(gè)化工產(chǎn)業(yè)的科學(xué)研究中占據(jù)主導(dǎo)地位，落后的產(chǎn)業(yè)技術(shù)模式會(huì)消耗大量的資源，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。對(duì)資源進(jìn)行綜合的利用，以及高效的使用能源已經(jīng)成為快速推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大課題。阻垢劑，催化劑等等新物質(zhì)的使用也逐漸成為節(jié)能降耗工藝發(fā)展不可或缺的助力。越來(lái)越多的人將目光放在了如何提高能源利用率這一問(wèn)題上。合理調(diào)配資源，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，提高能源利用率，將成為我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：化工流程題；命題特點(diǎn)；知識(shí)考點(diǎn)；高考化學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2017）02-0180-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2017.02.114

化學(xué)新課程突出化學(xué)的實(shí)用性和創(chuàng)造性，所以化學(xué)高考試題必然與生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系?；瘜W(xué)工藝流程題以真實(shí)的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)為題材，問(wèn)題設(shè)計(jì)靈活多變，試題知識(shí)含量大，綜合性強(qiáng)，對(duì)考生的思維能力要求高，與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密度高，要求考生了解工業(yè)生產(chǎn)的基本原理和基本流程，對(duì)題中信息能進(jìn)行深刻領(lǐng)會(huì)并準(zhǔn)確解讀，所以答題難度較大，區(qū)分度較明顯。所以研究化學(xué)工藝流程題的解決策略對(duì)提高考生的高考化學(xué)成績(jī)具有非常重要的意義。

一、化工流程題特點(diǎn)

（一）情境新穎

廣東省從2005年到2014年，10年時(shí)間，高考化學(xué)試題中就有13道化工流程試題。如2009年是以硼砂為原料制取鎂，2005年是在鈦鐵礦中制備二氧化鈦。這類(lèi)試題的情境是比較新穎的，也是真實(shí)客觀的，在化工生產(chǎn)中常見(jiàn)，但師生對(duì)鈦鐵礦和硼砂見(jiàn)識(shí)不多，所以在一定程度上能扼制教師施行的題海戰(zhàn)術(shù)。

（二）跨度較大

化工流程試題的題干較長(zhǎng)，文字?jǐn)⑹鲚^多，也有較多的設(shè)問(wèn)，并且一般都以框圖形式呈現(xiàn)化工流程，試題跨度較大，從原料到初產(chǎn)品再到目標(biāo)產(chǎn)物，流程較多，學(xué)生必須仔細(xì)閱讀、認(rèn)真分析、準(zhǔn)確判斷、邏輯推理，提取有價(jià)值的信息，才能最終完成準(zhǔn)確答題。

（三）綜合性強(qiáng)

化工流程題涉及到流程分析、圖像分析、表格分析、化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的結(jié)晶、過(guò)濾、沉淀等基本操作過(guò)程，往往把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其基本操作、化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)與化工流程融合在一起，綜合性較強(qiáng)，考查考生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度、解決問(wèn)題的思維能力和學(xué)生對(duì)信息的采集、歸納和應(yīng)用能力，答題難度較大、區(qū)分度較好。

二、化工流程題類(lèi)型

（一）按化工流程結(jié)構(gòu)來(lái)分有單線結(jié)構(gòu)和多線結(jié)構(gòu)

單線結(jié)構(gòu)就是指整個(gè)流程只有一個(gè)主目的，如2008年廣東卷的石英砂制高純硅。多線結(jié)構(gòu)就是指整個(gè)流程的主目的有兩個(gè)或兩個(gè)以上，如2004年廣東卷的利用海水制精鹽和鎂。

（二）從考察原理上分有除雜型、制備型和除雜+制備型

2007年廣東卷第24題是除雜型，在軟錳礦中除雜提純二氧化錳。2007年廣東卷第21題是制備型，以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨。如2010年廣東卷第32題是除雜+制備型，這類(lèi)題的解答需要分別解答除雜和制備，除雜把解答重點(diǎn)放在分離和提純上，制備則把解答重點(diǎn)放在反應(yīng)源上。

（三）從自然資源開(kāi)發(fā)與利用分有空氣、水、礦石、化石工藝流程題

合成氨以空氣為資源，海水制鹽、海水提溴是以水為資源，冶煉鋼鐵、電解制鋁是以礦石為資源，合成有機(jī)玻璃、合成樹(shù)脂是以化石燃料為資源。

三、化工流程題的常見(jiàn)考點(diǎn)

化學(xué)工藝流程一般分為原料預(yù)處理、核心反應(yīng)和產(chǎn)品分離提純?nèi)齻€(gè)階，所以化工生產(chǎn)流程題重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)化工流程中化學(xué)發(fā)生過(guò)程的綜合分析、解決問(wèn)題的能力。常見(jiàn)考點(diǎn)有化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)，反應(yīng)條件的控制，氧化劑、除雜試、沉淀劑等試劑的選擇，沉淀、洗滌、蒸餾、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥等提純除雜基本操作及一些特殊操作或操作的原因、目的，廢物處理與環(huán)境保護(hù)以及純度、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量等定量測(cè)定與誤差分析。這些考點(diǎn)要求考生的綜合能力較高，因此學(xué)生普遍反映此類(lèi)題較難解答。

四、高考化工流程題的解題基本思路

在解答高考化工流程試題時(shí)，首先，要認(rèn)真快速讀題，初步了解試題大意，明確題目提供什么原料，原料含有什么雜質(zhì)，要制取什么產(chǎn)品，找出流程的終極目標(biāo)，大體了解制備原理和方法。其次，要根據(jù)題中設(shè)問(wèn)，再次閱讀全部流程，認(rèn)真仔細(xì)分析，找出流程中的關(guān)鍵詞和操作目的，理清原料到產(chǎn)品的過(guò)程，明確如何從原料出發(fā)、經(jīng)過(guò)除雜、最終得到產(chǎn)品，理清步驟與目的的關(guān)系，明確每一步驟應(yīng)該做什么、如何做、才能達(dá)到目的，第三，要瞄準(zhǔn)目的，根據(jù)既定流程，“順藤摸瓜”，逐步解決，最后得出問(wèn)題的答案。第四，要把所得的答案帶回流程逐步進(jìn)行檢驗(yàn)，查看答案是否正確。高考化工流程題大多提問(wèn)可直接回答，有時(shí)需要逆推，有時(shí)需要考慮生產(chǎn)實(shí)際，往往要考慮成本低廉、環(huán)境友好、產(chǎn)量產(chǎn)率高等，所以考生要大膽回答。

五、高考化工流程題的解題基本策略

（一）化工流程題的解題基本策略

第一，要明確原料的主要成分及其的溶解性、氧化性、還原性。第二，要明確目標(biāo)產(chǎn)品和副產(chǎn)品。第三，要明確流程圖中每個(gè)流程的目的是什么，發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)，生成了什么產(chǎn)物。第四，要有效結(jié)合題中信息，聯(lián)系大腦中儲(chǔ)存的溶液配制、物質(zhì)分離與提純、酸堿中和滴定等基本操作知識(shí)，準(zhǔn)確表述和工整書(shū)寫(xiě)，最后完成準(zhǔn)確答題。

（二）化工流程題的高分突破策略

第一，要讀懂流程圖，理解每一流程的目的和意義，是合成新物質(zhì)還是分離提純物質(zhì)。解題技巧就是要首尾呼應(yīng)，根據(jù)原料和產(chǎn)品確定主線和支線，確定核心反應(yīng)，根據(jù)流程的箭頭指向，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的全盤(pán)分析。

第二，要了解掌握基本的化工術(shù)語(yǔ)含義，如“浸出”就是先粉碎原料，后加溶劑適量，使原料和溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或粉碎的原料溶解?！敖觥庇兴?、酸浸、堿浸、稀醇溶液浸取等。

第三，要用準(zhǔn)確規(guī)范的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)答題，尤其要注意使用原理性語(yǔ)言和操作性語(yǔ)言。如試題要求檢驗(yàn)濾液中是否含有硫酸根離子，考生就要用操作性語(yǔ)言。如果試題要求檢驗(yàn)硫酸根離子，那就要用原理性語(yǔ)言。

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化工設(shè)計(jì)在化工生產(chǎn)中占據(jù)極其重要的位置，是化工企業(yè)的立足之本。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，它在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用由最初的局部輔助發(fā)展到如今的全面輔助，在化工設(shè)計(jì)中扮演著越來(lái)越重要的角色。借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，人們不光能夠進(jìn)行繪圖、工藝路線設(shè)計(jì)、設(shè)備計(jì)算等工作，還能完成對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的評(píng)估，因而化工設(shè)計(jì)又是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。當(dāng)前化工設(shè)計(jì)中通過(guò)使用圖形軟件AutoCAD系統(tǒng)，可以代替圖板和計(jì)算器并依照相應(yīng)制圖標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成化工機(jī)器圖、化工設(shè)備圖、工藝流程圖等的繪制。傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)存在改動(dòng)麻煩且只能進(jìn)行二維空間上的繪畫(huà)的不足，利用計(jì)算機(jī)輔助制圖(CAD)就能有效彌補(bǔ)這方面的缺陷。不僅能夠方便快捷的繪圖和編輯與修改，顯著提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；而且將圖紙拓展至三維空間，減低遺漏、片面等繪圖錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)周期，加快工程建設(shè)進(jìn)度，最終節(jié)省工程投資，節(jié)約成本?？梢哉f(shuō)利用計(jì)算機(jī)的輔助計(jì)算是專(zhuān)業(yè)化工設(shè)計(jì)人員必備的一項(xiàng)基本技能，他能保質(zhì)、保量的完成化工生產(chǎn)中的化工設(shè)計(jì)。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工模擬設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

化工模擬設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是通過(guò)數(shù)學(xué)模型將一個(gè)以許多單元過(guò)程所組成的化工流程準(zhǔn)確表現(xiàn)出來(lái)，應(yīng)用化工模擬設(shè)計(jì)能顯著提高化工設(shè)計(jì)的品質(zhì)與效率。在實(shí)際的化工生產(chǎn)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)反應(yīng)測(cè)試非常重要，但由于存在一定程度上的不可預(yù)知性，需要我們逐一的去嘗試，將會(huì)消耗巨大的人力、物力與時(shí)間，不利于化工生產(chǎn)的進(jìn)行。而化工過(guò)程涉及到的模擬包含結(jié)構(gòu)分子模擬或微觀過(guò)程以及研究宏觀過(guò)程的流程模擬，根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)，矯正副反應(yīng)系數(shù)，通過(guò)化工模擬設(shè)計(jì)準(zhǔn)確且快速的預(yù)測(cè)化學(xué)分析條件，能在節(jié)約時(shí)間的同時(shí)大幅提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。如今Aspenplus和ProII等不但能夠進(jìn)行物料與熱量衡算，還可以進(jìn)行單元過(guò)程計(jì)算與設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選或優(yōu)化，在制藥、石油煉化、化學(xué)工程等過(guò)程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。常見(jiàn)的化工工程流模擬圖如圖1所示。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)、控制并優(yōu)化現(xiàn)有的化工工藝過(guò)程，是當(dāng)前化工企業(yè)需解決的重點(diǎn)。而作為過(guò)程開(kāi)發(fā)、工業(yè)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)優(yōu)化控制的有力工具，化工流程模擬與優(yōu)化技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)優(yōu)化及增產(chǎn)降耗上發(fā)揮了巨大的作用。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真是一門(mén)為系統(tǒng)分析、綜合、研究、設(shè)計(jì)和對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)提供一種先進(jìn)技術(shù)手段的綜合性技術(shù)學(xué)科，在化工領(lǐng)域中占據(jù)了日益重要的地位。通過(guò)化工仿真，能夠形象的將化工生產(chǎn)中流程中設(shè)計(jì)的閥門(mén)、管道、調(diào)節(jié)器、分析儀器等等化工設(shè)備更為逼真的再現(xiàn)，讓化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的工作者們更好的進(jìn)行模擬與仿真，從而使設(shè)計(jì)的化工生產(chǎn)系統(tǒng)更好的為化工行業(yè)服務(wù)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)與化學(xué)工業(yè)相結(jié)合，在化工生產(chǎn)前進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬，為實(shí)際化工生產(chǎn)進(jìn)行操作優(yōu)化和技術(shù)改造提供了有力依據(jù)。

4結(jié)束語(yǔ)

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一、工藝流程題的特點(diǎn)和作用

其特點(diǎn)與作用有三:一是試題源于生產(chǎn)實(shí)際,以解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題作思路進(jìn)行設(shè)問(wèn),使問(wèn)題情境真實(shí),能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;二是試題內(nèi)容豐富,涉及化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的方方面面,能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用雙基知識(shí)解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問(wèn)題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長(zhǎng),閱讀量大,能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力.

二、解題方法

化學(xué)工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來(lái)主要有六個(gè)方面問(wèn)題:一是解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四是減少污染,考慮“綠色化學(xué)”生產(chǎn);五是原料的來(lái)源既要考慮豐富問(wèn)題,又要考慮成本問(wèn)題:六是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便可行等工藝生產(chǎn)問(wèn)題.化學(xué)工藝流程題,一般也就圍繞以上六個(gè)方面設(shè)問(wèn)求解.要準(zhǔn)確、順利解答化學(xué)工藝流程題,除了必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識(shí)以及除雜分離提純物質(zhì)的基本技能外,最關(guān)鍵的問(wèn)題要掌握和具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力.為此特提出下列四種解題基本方法,供參考.

1.首尾分析怯

對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品,從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題,逐一推敲解答.

【例1】 (2008年,廣州高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n].本實(shí)驗(yàn)采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁.其制備原料為分布廣、價(jià)格廉的高嶺土,化學(xué)組成為:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%～50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量雜質(zhì)和水分.已知氧化鋁有多種結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也有差異,且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸.制備堿式氯化鋁的實(shí)驗(yàn)流程如下:

根據(jù)流程圖回答下列問(wèn)題:

(1)“煅燒”的目的是 .

(2)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的鹽酸需要200mL30%的濃鹽酸(密度約為1.15g/cm3)和 g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、 .

(3)“溶解”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 .

(4)加少量鋁粉的主要作用是 .

(5)“調(diào)節(jié)溶液pH在4.2～4.5”的過(guò)程中,除添加必要的試劑,還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是: ;“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90~100℃,控制溫度的實(shí)驗(yàn)方法是.

解析:對(duì)比原料與產(chǎn)品可知,該生產(chǎn)的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質(zhì),二是將Al2O3利用水解絮凝法轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品.再進(jìn)一步分析,除鐵用鋁置換后過(guò)濾,高嶺土中的Al2O3不溶于酸,必須經(jīng)煅燒改變結(jié)構(gòu).該題經(jīng)這樣分析,題設(shè)的所有問(wèn)題的答案就在分析之中.

參考答案:(1)改變高嶺土的結(jié)構(gòu),使其能溶于酸 (2)230 量筒

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的鐵離子; (5)pH計(jì)(或精密pH試紙);水浴加熱

簡(jiǎn)評(píng):首尾分析法是一種解工藝流程題的常見(jiàn)方法,這種方法的特點(diǎn)是:簡(jiǎn)單、直觀,很容易抓住解題的關(guān)鍵,用起來(lái)方便有效.使用這一方法解題,關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原材料與產(chǎn)品組成,從中產(chǎn)生的將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施.當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問(wèn)題,也就迎刃而解.

2.截段分析法

對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn).

【例2】 (2007年,廣東高考第21題)以氯化鈉和硫酸鈉為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉,工藝流程如下:

氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示.回答下列問(wèn)題.

(1)欲制備10.7gNH4Cl,理論上需NaCl g.

(2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有 、燒杯,玻璃棒、酒精燈等.

(3)“冷卻結(jié)晶”過(guò)程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為 .

(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是 .

(5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是 .

解析:該生產(chǎn)流程的特點(diǎn)是:用同樣原材料既生產(chǎn)主要產(chǎn)品氯化銨,同時(shí)又生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鈉.因此,為了弄清整個(gè)生產(chǎn)流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉(zhuǎn)化為硫酸鈉的,然后再分析又如何從生產(chǎn)硫酸鈉的母液中生產(chǎn)氯化銨,即將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度.

結(jié)合流程示意圖和溶解度曲線圖分析,生產(chǎn)硫酸鈉只能用熱結(jié)晶法,生產(chǎn)氯化銨用冷結(jié)晶法,因?yàn)闇囟冉档?5℃以下,結(jié)晶得到的產(chǎn)品為Na2SO4•10H2O.

參考答案:(1)11.7g (2)蒸發(fā)皿 (3)35℃(或33~40℃之間任意值) (4)加熱法.取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無(wú)殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈 (5)重結(jié)晶.

簡(jiǎn)評(píng):用截?cái)喾治龇ń夤に嚵鞒填}是一種主流解題方法.因?yàn)楫?dāng)前的化工生產(chǎn),為了降低成本,減少污染,增加效益,大都設(shè)計(jì)成綜合利用原材料,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)線.為此這種工藝流程題很多.用截?cái)喾治龇ń夤に嚵鞒填}關(guān)鍵在于選對(duì)屬型和如何截段,截幾段更合理.一般截段以生產(chǎn)的產(chǎn)品為準(zhǔn)點(diǎn).但也不一定,特殊情況也很多,必須具體情況作具體分析.

3.交叉分析法

有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,事先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品.以這種工藝生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的工藝流程題,為了便于分析掌握生產(chǎn)流程的原理,方便解題,最簡(jiǎn)單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖畫(huà)分成幾條生產(chǎn)流水線,上下交叉分析.

【例3】 某一化工廠的生產(chǎn)流程如下圖:

(1)L、M的名稱分別是_____ 、 .

(2)GH過(guò)程中為什么通入過(guò)量空氣: .

(3)用電子式表示J: .

(4)寫(xiě)出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學(xué)方程式:_____ ,要實(shí)現(xiàn)該反應(yīng),你認(rèn)為應(yīng)該如何操作: .

解析:根據(jù)流程示意圖分析可知,用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產(chǎn)產(chǎn)品L和J、M.首先必須生產(chǎn)中間產(chǎn)品E,這樣,主要生產(chǎn)流水線至少有兩條(液態(tài)空氣-E-M;焦炭-E-L).為了弄清該化工生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝,須將這兩條生產(chǎn)流水線交叉綜合分析,最終解答題設(shè)的有關(guān)問(wèn)題.

參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉 (2)提高NO的轉(zhuǎn)化率

(3)

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl 向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2

簡(jiǎn)評(píng):從本題分析得知,構(gòu)成交叉分析的題型,從提供的工藝流程上看,至少有三個(gè)因素(多組原材料、中間產(chǎn)品、多種產(chǎn)品)和兩條或多條生產(chǎn)流水線的化工生產(chǎn)工藝.利用交叉分析法解工藝流程題的關(guān)鍵,在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品(因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)多種中間產(chǎn)品)和流水生產(chǎn)的分線,在分析過(guò)程中,抓住中間物質(zhì)的關(guān)聯(lián)作用,逐一破解.

4.“瞻前顧后”分析法

有些化工生產(chǎn),為了充分利用原料,變廢為寶,設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外,同時(shí)還要考慮將生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝.解答這種類(lèi)型題時(shí)宜用“瞻前顧后”分析法.“瞻前顧后”分析法,指分析工藝生產(chǎn)流程時(shí),主要考慮原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的問(wèn)題(瞻前),同時(shí)也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問(wèn)題(顧后).

【例4】 利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下:

依據(jù)上述流程,完成下列填空:

(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是__________.

(2)nmolCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO0.9nmol,產(chǎn)生H2 mol(用含n的代數(shù)式表示).

(3)K2CO3(aq)和CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行,加壓的理論依據(jù)是 .

A.相似相容原理

B.勒夏特列原理

C.酸堿中和原理

(4)分析流程示意圖回答:該合成氨工藝主要原料是 ,輔助原料有 .

(5)請(qǐng)寫(xiě)出由CH4為基本原料經(jīng)四次轉(zhuǎn)化為合成氨的N2、H2的化學(xué)反應(yīng)方程式 .

(6)整個(gè)流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3循環(huán),二是K2CO3(aq)循環(huán),請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D上標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向和循環(huán)物質(zhì)).

解析:該生產(chǎn)工藝屬于多處循環(huán)生產(chǎn)工藝,因此分析工藝流程示意圖時(shí),分析的主線是弄清基本原材料CH4轉(zhuǎn)化為合成氨的基本原料N2和H2的工藝生產(chǎn)原理.但還要回頭分析循環(huán)生產(chǎn)的理由和循環(huán)生產(chǎn)的工藝生產(chǎn)段.通過(guò)這樣既考慮產(chǎn)品的合成,又考慮原料的充分利用,該題所涉及的問(wèn)題也就可以解答了.

參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O

(2)2.7n (3)B (4)CH4、H2O、空氣;K2CO3、Fe(OH)3

(5)CH4+H2O=CO+3H2;

2CH4+3O2=2CO+4H2O;

CO+H2O=CO2+H2;

CO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

篇9

關(guān)鍵詞：化工；節(jié)能減排；措施；經(jīng)濟(jì)發(fā)展

化工事業(yè)的發(fā)展與我國(guó)眾多行業(yè)之間存在密切關(guān)聯(lián)，是高新技術(shù)材料研發(fā)與生產(chǎn)的主陣地。而隨著化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，隨之產(chǎn)生的環(huán)境污染、能耗浪費(fèi)問(wèn)題愈發(fā)明顯，這使得我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾沖突逐漸升級(jí)，如何在環(huán)境保護(hù)的前提下大力發(fā)展化工經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)成為化工行業(yè)發(fā)展的重要研究課題。

1化工企業(yè)節(jié)能減排的重要性

相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)工業(yè)發(fā)展先天不足，進(jìn)程相對(duì)較短。盡管自20世紀(jì)50年代后我國(guó)開(kāi)始加大對(duì)化工領(lǐng)域的研究與發(fā)展力度，但是因發(fā)展經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的局限，使得大部分化工企業(yè)在設(shè)備、工藝應(yīng)用方面滯后，并在發(fā)展的過(guò)程中造成環(huán)境污染以及能源資源的大量浪費(fèi)?；どa(chǎn)多以化學(xué)反應(yīng)為原理，在高溫、高壓條件下進(jìn)行材料轉(zhuǎn)化和利用，而在材料反應(yīng)過(guò)程中勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一定的能量消耗和碳排放。研究表明，在我國(guó)總能耗占比中，化工生產(chǎn)能耗占比超過(guò)10%，而在全國(guó)電能消耗占比中，化工行業(yè)占比超過(guò)17%。同時(shí)，化工生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)伴隨一定量的廢渣、廢水、廢氣排放，倘若不加以有效治理，則會(huì)對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境造成不同程度污染，對(duì)人民群眾的生命安全造成威脅。在此背景下，要想實(shí)現(xiàn)化工經(jīng)濟(jì)的綠色化、生態(tài)化發(fā)展，需要加大節(jié)能減排的實(shí)施力度，依據(jù)化工企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行工藝改造，通過(guò)對(duì)清潔化生產(chǎn)模式的構(gòu)建來(lái)推動(dòng)化工行業(yè)發(fā)展達(dá)成節(jié)能減排目標(biāo)。

2化工企業(yè)節(jié)能減排的現(xiàn)狀

2.1節(jié)能減排意識(shí)薄弱

縱觀現(xiàn)階段我國(guó)化工行業(yè)發(fā)展，部分規(guī)模較小的化工企業(yè)在實(shí)際經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)過(guò)程中仍以傳統(tǒng)理念為主。即采用較為陳舊滯后的設(shè)備、工藝進(jìn)行化工生產(chǎn)，對(duì)于生產(chǎn)工藝的改造沒(méi)有正確的認(rèn)知，導(dǎo)致企業(yè)化工生產(chǎn)以高能耗、低效率、高污染、低產(chǎn)能為主要特點(diǎn)。節(jié)能減排能力低下，導(dǎo)致相關(guān)治理措施受到嚴(yán)重阻礙，不僅影響著化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益獲取，亦對(duì)環(huán)境保護(hù)、治理的開(kāi)展產(chǎn)生不利影響。

2.2缺乏相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才

雖然一些化工企業(yè)對(duì)節(jié)能減排有一定的認(rèn)知，并且依據(jù)自身發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行治理措施的實(shí)施。但是因?qū)I(yè)人才的匱乏，使得節(jié)能減排措施實(shí)施無(wú)法獲取顯著成效，主要原因在于大部分節(jié)能減排措施的落實(shí)離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，倘若化工企業(yè)在節(jié)能減排過(guò)程中缺乏專(zhuān)業(yè)人員，極易出現(xiàn)相關(guān)措施無(wú)法落到實(shí)處、節(jié)能減排治理不到位等問(wèn)題，無(wú)法為企業(yè)發(fā)展綠色化、生態(tài)化經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)有力的支撐。

2.3知識(shí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)脫節(jié)

理論與實(shí)踐的結(jié)合是推動(dòng)節(jié)能減排全面落實(shí)，以及推動(dòng)化工經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)久發(fā)展的關(guān)鍵所在。部分企業(yè)只側(cè)重對(duì)節(jié)能減排理論概念的滲透，卻未做到在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行相關(guān)措施的具體落實(shí)，導(dǎo)致節(jié)能減排只停留于表面形式?，F(xiàn)階段盡管企業(yè)已經(jīng)認(rèn)知節(jié)能減排的必要性，但是一些小企業(yè)仍未做到將節(jié)能減排理念全面貫穿于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中。導(dǎo)致其無(wú)法達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)的要求，對(duì)于化工經(jīng)濟(jì)的綠色化發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

3強(qiáng)化節(jié)能減排措施，促進(jìn)化工經(jīng)濟(jì)發(fā)展

3.1優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是推動(dòng)化工行業(yè)達(dá)成節(jié)能減排目標(biāo)的關(guān)鍵所在，所以為助力化工經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要立足于節(jié)能減排對(duì)化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化。依據(jù)對(duì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，強(qiáng)調(diào)對(duì)高能耗、高污染設(shè)備、工藝的淘汰，重視對(duì)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)與升級(jí)，以期通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)來(lái)提升化工生產(chǎn)的節(jié)能減排效果。以鋼鐵、煤化等化工項(xiàng)目為例，可以加大對(duì)IGFC、IGCC等技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用。依據(jù)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝實(shí)際情況的分析，充分利用氣化一體化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)來(lái)改善生產(chǎn)品質(zhì)，并做到在生產(chǎn)期間合理控制污染排放，避免化工生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。另外，化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需秉持可持續(xù)發(fā)展理念，構(gòu)建具備生態(tài)化、綠色化的產(chǎn)業(yè)鏈。在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，可以構(gòu)建以建材、輕工以及電力等企業(yè)為核心，以粉煤灰為樞紐的生態(tài)化、綜合化利用產(chǎn)業(yè)鏈條。以電力、鋼鐵、石油化工等行業(yè)資源為基礎(chǔ)，促使電力、鋼鐵、石油化工等企業(yè)之間形成具有循環(huán)性、綜合性的利用鏈條。

3.2加強(qiáng)科技創(chuàng)新

科技創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)化工經(jīng)濟(jì)生態(tài)化、綠色化發(fā)展的必要手段，企業(yè)可以結(jié)合以下幾點(diǎn)來(lái)加大科技創(chuàng)新的力度。

3.2.1重視產(chǎn)品升級(jí)

產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的升級(jí)與改造有助于化工企業(yè)從源頭處進(jìn)行節(jié)能降耗，對(duì)于化工企業(yè)現(xiàn)存的高污染、高能耗設(shè)備、生產(chǎn)工藝，相關(guān)部門(mén)需要以規(guī)定期間為限制，要求化工企業(yè)進(jìn)行整改升級(jí)?，F(xiàn)階段化工行業(yè)發(fā)展仍有部分企業(yè)因資金條件、發(fā)展規(guī)模等方面的影響而無(wú)力按照國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整改升級(jí)，對(duì)此政府需出臺(tái)相關(guān)政策文件進(jìn)行此類(lèi)小型企業(yè)的取締，以期通過(guò)構(gòu)建大型集約生產(chǎn)的格局來(lái)提升節(jié)能減排效果，避免因化工生產(chǎn)的分散化布局而影響到相關(guān)節(jié)能減排措施的開(kāi)展效果。此外，作為節(jié)能減排措施落實(shí)的基礎(chǔ)前提，其節(jié)能減排技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)直接影響到化工企業(yè)在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中能夠真正達(dá)成相關(guān)目標(biāo)。所以，當(dāng)?shù)卣块T(mén)可以積極聯(lián)動(dòng)高校與化工研究機(jī)構(gòu)，引進(jìn)人才、技術(shù)和設(shè)備，對(duì)化工產(chǎn)品升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能減排科研成果的有效轉(zhuǎn)化，為化工企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)與優(yōu)化提供支撐。

3.2.2實(shí)施清潔生產(chǎn)

化工企業(yè)要想走上化工經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的道路，必須以清潔生產(chǎn)為前提，只有做到在實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中落實(shí)清潔化生產(chǎn)模式，才能進(jìn)一步幫助化工企業(yè)進(jìn)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的構(gòu)建，在降低企業(yè)污染排放的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)化工經(jīng)濟(jì)效益的創(chuàng)造提供支撐。而要想發(fā)揮出清潔化生產(chǎn)模式的最大作用，務(wù)必在化工企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全過(guò)程中進(jìn)行清潔理念的貫徹，做到將清潔生產(chǎn)與產(chǎn)品生產(chǎn)全周期的全面融合。即從產(chǎn)品生產(chǎn)材料的選擇到產(chǎn)品包裝等過(guò)程中實(shí)施清潔生產(chǎn)模式，以期通過(guò)對(duì)清潔能源、清潔材料的合理利用，進(jìn)一步降低化工生產(chǎn)的能源消耗與污染物排放。例如現(xiàn)階段部分企業(yè)化工生產(chǎn)仍以燃煤為生產(chǎn)動(dòng)力源，對(duì)此可以利用天然氣、電能、核能等進(jìn)行傳統(tǒng)燃煤的取代。另外，企業(yè)還需借助對(duì)先進(jìn)設(shè)備與工藝應(yīng)用，進(jìn)行清潔型產(chǎn)品的生產(chǎn)，做到在產(chǎn)品使用、回收過(guò)程中進(jìn)行節(jié)能減排目標(biāo)的滲透。此外，化工企業(yè)還需以節(jié)能減排為理念核心，構(gòu)建具備再循環(huán)、減量化特點(diǎn)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，實(shí)現(xiàn)在化工生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行廢物的再利用，在顯著提升化工企業(yè)資源利用率的同時(shí)，避免因產(chǎn)品廢物丟棄而造成環(huán)境污染破壞。

3.2.3構(gòu)建市場(chǎng)體系

要想促進(jìn)化工行業(yè)發(fā)展進(jìn)一步達(dá)成節(jié)能降耗目標(biāo)，構(gòu)建完善且合理的市場(chǎng)體至關(guān)重要[8]。對(duì)此，相關(guān)政府部門(mén)在構(gòu)建節(jié)能減排市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制時(shí)，需要以全面落實(shí)節(jié)能減排市場(chǎng)化運(yùn)作為前提，并做到在發(fā)展過(guò)程中立足于節(jié)能減排角度，借助對(duì)資本、技術(shù)對(duì)接功能的充分發(fā)揮，進(jìn)行新能源項(xiàng)目、再生能源等項(xiàng)目的全面開(kāi)發(fā)。同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)存的專(zhuān)業(yè)人才不足問(wèn)題，政府部門(mén)可以依托于相關(guān)稅收減免、資金獎(jiǎng)勵(lì)等措施的實(shí)施，鼓勵(lì)化工企業(yè)加大對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的引進(jìn)與培養(yǎng)力度?；蛘呤钦块T(mén)可以出臺(tái)相關(guān)政策文件，為節(jié)能減排服務(wù)公司的創(chuàng)建提供支撐。鼓勵(lì)化工企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積極與專(zhuān)業(yè)服務(wù)公司加強(qiáng)合作，通過(guò)專(zhuān)業(yè)化的治理服務(wù)來(lái)降低企業(yè)污染排放以及能耗消耗。此外，可以以市場(chǎng)平臺(tái)為載體，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)、服務(wù)商、評(píng)估機(jī)構(gòu)以及投資機(jī)構(gòu)等積極參與到節(jié)能減排治理中，加大對(duì)節(jié)能減排相關(guān)項(xiàng)目而定資金投入，并重視對(duì)節(jié)能減排措施、機(jī)制等方面的創(chuàng)新，為節(jié)能減排的市場(chǎng)化發(fā)展提供支撐。

3.2.4制定經(jīng)濟(jì)政策

經(jīng)濟(jì)政策的制定是創(chuàng)新化工行業(yè)發(fā)展模式，推動(dòng)節(jié)能減排措施落實(shí)的關(guān)鍵所在。對(duì)此，相關(guān)部門(mén)需要依托于對(duì)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，對(duì)化工生產(chǎn)能耗、排放進(jìn)行交易平臺(tái)的構(gòu)建，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以市場(chǎng)化為手段助力節(jié)能減排目標(biāo)的達(dá)成。同時(shí)，依據(jù)對(duì)節(jié)能減排措施落實(shí)現(xiàn)象的分析，構(gòu)建契合現(xiàn)階段化工企業(yè)發(fā)展需求的節(jié)能量化指標(biāo)，并做到對(duì)二氧化硫等化學(xué)物排污權(quán)益的確定，以市場(chǎng)化交易的形式進(jìn)行溫室氣體排放的控制，通過(guò)加大企業(yè)排污成本來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部節(jié)能減排成本的內(nèi)部轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)企業(yè)在內(nèi)部運(yùn)行成本中納入排污、降耗成本，進(jìn)而加大企業(yè)對(duì)節(jié)能減排措施實(shí)施的重視度，主動(dòng)通過(guò)技術(shù)革新、設(shè)備革新等形式來(lái)加強(qiáng)對(duì)廢棄物的循環(huán)利用。只有做到對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，才能為化工企業(yè)達(dá)成節(jié)能減排目標(biāo)提供保障。

4結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)化工工業(yè)發(fā)展不僅與人們生活息息相關(guān)，亦與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)存在直接關(guān)聯(lián)。而縱觀現(xiàn)階段化工生產(chǎn)的開(kāi)展，能耗大、污染強(qiáng)等問(wèn)題始終影響著我國(guó)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的構(gòu)建。鑒于此，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能減排目標(biāo)的達(dá)成，需在充分剖析當(dāng)前化工生產(chǎn)現(xiàn)狀的前提下，采取科學(xué)措施來(lái)推動(dòng)節(jié)能減排措施的深入，并為我國(guó)化工經(jīng)濟(jì)的綠色化、生態(tài)化發(fā)展助力。

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篇10

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；技術(shù)創(chuàng)新；石化工業(yè)；裝置建設(shè)

引言

化學(xué)工程是研究化學(xué)工業(yè)為代表的，是對(duì)石化工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)化學(xué)過(guò)程與物理過(guò)程的原理和規(guī)律進(jìn)行研究，并利用這些規(guī)律來(lái)解決工業(yè)裝置的建設(shè)。隨著石化工業(yè)的不斷發(fā)展，石化工業(yè)所涉及的范圍也越來(lái)越廣，因此重視化學(xué)工程技術(shù)的創(chuàng)新，并在石化工業(yè)裝置建設(shè)中得到實(shí)踐與發(fā)展是非常必要的。而同時(shí)，隨著石化工業(yè)裝置建設(shè)的發(fā)展，化學(xué)工程技術(shù)創(chuàng)新提供了必要的條件。

一、石化工業(yè)裝置建設(shè)中的主要改造的部分

在石化工業(yè)裝置中，工業(yè)爐是整個(gè)生產(chǎn)工藝中的重點(diǎn)設(shè)備，無(wú)論是煉油、有機(jī)原料的煉成和合成樹(shù)脂的工藝都需要借助不同工業(yè)爐完成。比如在煉油中，最為常見(jiàn)的石化工業(yè)裝置有裂解爐、轉(zhuǎn)化爐和加熱爐等。它們能夠按照不同的作用，不同的工藝要求，發(fā)揮不同的效果。但目前大多數(shù)的石化工業(yè)裝置仍然是根據(jù)其外形將工業(yè)爐分為五類(lèi)：

1.管式加熱爐：按形狀分為圓筒爐、立式爐、箱型爐。管式爐爐體一般由鋼架及筒體（或箱體）組成，爐內(nèi)襯有耐火材料和隔熱材料，還有爐管系統(tǒng)、爐配件和煙囪等部分。根據(jù)其受熱形式有純輻射式和輻射-對(duì)流式。管式加熱爐是石油化工行業(yè)最常用的爐型，以后各節(jié)主要圍繞管式加熱爐展開(kāi)介紹。

2.立式反應(yīng)爐：這類(lèi)爐的爐體基本上是受壓容器，如甲烷化爐、中（低）溫變換爐、氣化爐、二段轉(zhuǎn)化爐等；另一部分類(lèi)似平頂(底)或錐形頂(底)的常壓容器，如沸騰爐、蓄熱爐、煤氣發(fā)生爐等，爐體多數(shù)均有復(fù)雜的內(nèi)件和襯耐火材料，催化劑填料等。

3.臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)爐：爐體呈臥式旋轉(zhuǎn)筒體，內(nèi)部裝有螺旋輸運(yùn)器或加熱爐管，外部有傳動(dòng)及減速裝置，如HF旋轉(zhuǎn)反應(yīng)爐等。

4.帶傳動(dòng)、升降投料裝置的反應(yīng)爐：這類(lèi)爐設(shè)備類(lèi)似容器，但外部有投料提升裝置，爐內(nèi)有內(nèi)襯或砌筑耐火和隔熱材料，如電熱爐等。

5.其他工業(yè)爐：焚燒爐：用于廢氣、廢液、廢渣的焚燒。將其中有害物質(zhì)經(jīng)焚燒轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)排出。如污泥焚燒爐、硫磺回收裝置焚燒爐。干燥爐：用于干燥工藝物料。熱載體爐：塑料廠用的較多。當(dāng)化學(xué)工程技術(shù)得到創(chuàng)新，石油化工裝置也需要做出相應(yīng)的改變，以發(fā)揮化學(xué)工程技術(shù)的作用，提升自我生產(chǎn)率。所以為了進(jìn)一步提升我國(guó)石油工業(yè)事業(yè)的發(fā)展，并且配合化學(xué)工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，石化工業(yè)裝置的主體——工業(yè)爐也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的改造。

二、化學(xué)工程技術(shù)創(chuàng)新在煉油方面的實(shí)踐與進(jìn)展

1.催化裂化技術(shù)

在煉油裝置中的創(chuàng)新體現(xiàn)催化裂化是石油煉制過(guò)程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹狻⑵秃筒裼偷鹊倪^(guò)程。催化裂化的主要工程需要在裂解爐中完成，裂解爐，主要以石油餾分為原料，進(jìn)行熱裂解生產(chǎn)烯烴，其結(jié)構(gòu)特征為：立管加熱裂解爐。裂解爐大多數(shù)為立式鋼架結(jié)構(gòu)爐體，將幾種不同管徑組合成一組，爐底有油氣聯(lián)合噴嘴；對(duì)流室在頂部，為臥式盤(pán)管，預(yù)熱原料或燃料等。如今催化裂化技術(shù)已經(jīng)成為石化工業(yè)裝置建設(shè)中的核心技術(shù)，是石化工業(yè)煉油都需要用到的一種方式。在這項(xiàng)技術(shù)中就體現(xiàn)了許多化學(xué)工程技術(shù)的創(chuàng)新之處，如自動(dòng)開(kāi)發(fā)的高效霧化噴嘴，PV高效旋風(fēng)分離器、油漿旋液除塵和煙氣能量回收等。這些技術(shù)的創(chuàng)新與使用，很好的解決了煉油中長(zhǎng)期存在的回收煙氣壓力、取出多余熱量等難題。有效的提升了煉油的效率和環(huán)保性，讓煉油取得了更好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.煉油裝置

煉油裝置中的核心部分為常壓裝置，是處理煉油的重要裝置。能有效提升其處理能力，降低能耗，提升拔除率。鎮(zhèn)海煉化與SEI對(duì)煉油裝置大型化開(kāi)發(fā)應(yīng)用了一系列化學(xué)工程創(chuàng)新技術(shù)，如在兩段閃蒸、三級(jí)蒸餾節(jié)能型常壓蒸餾技術(shù)應(yīng)用其中，并使用真空技術(shù)來(lái)降低低壓降、高減壓的拔除率，是其研發(fā)出的煉油裝置成為目前國(guó)內(nèi)最大的長(zhǎng)減壓裝置。經(jīng)過(guò)實(shí)際的投入運(yùn)用，該常減壓設(shè)置的處理能力達(dá)到了102%，總拔除率達(dá)到了79.12%，整個(gè)裝置的能耗量低至每噸11千克標(biāo)油。

3.催化重整技術(shù)創(chuàng)新

在煉油裝置中的體現(xiàn)催化重整是在催化劑的作用下，對(duì)油餾分中的烴類(lèi)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程。石油在煉制的過(guò)程中需要在加熱、氫壓和催化劑發(fā)揮作用的共同環(huán)境中，讓原油中蒸餾所得的輕汽油餾分轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油，并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過(guò)程。催化重整中可以用作汽油調(diào)合組分，也可以使用芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯，副產(chǎn)的氫氣是煉油廠中重要的氫氣來(lái)源。需要注意的是，制氫裝置轉(zhuǎn)化爐的結(jié)果與其他工業(yè)爐的結(jié)構(gòu)不同，爐管里都裝有催化劑，并在關(guān)于制氫反應(yīng)過(guò)程是在爐管內(nèi)完成的。爐內(nèi)溫度較高，達(dá)到1000°C，反應(yīng)介質(zhì)出口溫度為800°C左右。而催化重整技術(shù)的創(chuàng)新主要是在其中應(yīng)用了新型再生器催化劑分布器，能均勻的分布下料，有效提升反應(yīng)器的利用率和催化劑的再生治療。該技術(shù)在進(jìn)氣方式及氣體分配流動(dòng)技術(shù)也有所創(chuàng)新改進(jìn)，通過(guò)改善氣體的軸向及徑向分流的均勻性及提升了氣體在徑向床成內(nèi)的壓力降和氣體在軸向的壓力分布情況。這些技術(shù)方面的創(chuàng)新都有助于提升整個(gè)催化重整技術(shù)的效果。

4.新型塔板、填料和冷換設(shè)備

在改進(jìn)煉油中相關(guān)的化學(xué)工程技術(shù)中，選擇合適的材料能有效保證創(chuàng)新技術(shù)的效果發(fā)揮，并能幫助煉油廠的合理成本管理。新型規(guī)整的填料或亂堆填料已經(jīng)成為催化裂化中吸收穩(wěn)定塔和常減壓塔的主要材料。高效換熱器也已經(jīng)成為常減壓裝置的主要構(gòu)件，其能很好的回收煙氣熱能，將熱爐熱效率提升到90%以上。此外，表面蒸發(fā)冷凝器、表面多孔管換熱器也已經(jīng)在煉油裝置中得到廣泛的應(yīng)用與普及。

三、化學(xué)工程技術(shù)創(chuàng)新在有機(jī)原料方面

1.乙烯成套技術(shù)

自“九五”計(jì)劃以來(lái)，我國(guó)乙烯事業(yè)就開(kāi)始快速的發(fā)展，僅2000年中國(guó)石化集團(tuán)公司的乙烯產(chǎn)量就達(dá)到287×104t，并且在乙烯成套技術(shù)方面有了很好的創(chuàng)新和發(fā)展。石化股份公司對(duì)裂解爐和分離工藝技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)，通過(guò)在文丘里管流量控制技術(shù)對(duì)裂解原料在眾多的輻射段爐管中的流量實(shí)現(xiàn)了精密的均勻分布控制；應(yīng)用“濕壁”模型解決了廢熱鍋爐結(jié)焦的問(wèn)題。此外，在底部供熱和側(cè)壁供熱中是由輻射段，建立有效的供熱模式系統(tǒng)，讓供熱更快、更為均勻。乙烯分離技術(shù)一直是化學(xué)工程技術(shù)集中度非常密集的一個(gè)范圍，并且對(duì)于乙烯大型化節(jié)能效果與深冷條件都有著非常嚴(yán)苛的要求。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的不斷研究與創(chuàng)新，在通過(guò)多種考慮后，石化公司選擇中型乙烯作為乙烯分離技術(shù)創(chuàng)新、改進(jìn)的切入點(diǎn)。如今該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成功的在石油化工中得到使用。

2.甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移成套技術(shù)

甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)是芳烴技術(shù)中的一個(gè)重要組成單元，是滿足石油化工對(duì)二甲苯需求的有效的措施之一。上海石油化工研究將HAT系列作為催化劑，并以此為基礎(chǔ)研制出大型軸向固定床反應(yīng)器和反應(yīng)器進(jìn)口氣體分布器，以提升甲苯歧化反應(yīng)的效率，并提升對(duì)二甲苯的回收率，滿足了石油化工對(duì)二甲苯日漸增大的需求。如今一套甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移成套技術(shù)所使用的40×104t/a已經(jīng)安全、穩(wěn)定的使用了6年。

3.苯乙烯成套技術(shù)

在苯脫氫制成苯乙烯的成套技術(shù)中，乙苯脫氫軸徑向反應(yīng)器是該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)。對(duì)反應(yīng)器中的原料與反應(yīng)物料流向進(jìn)行更合理、更環(huán)保、更節(jié)約的改進(jìn)，能降低對(duì)催化劑的使用量，并提升乙苯烯的制成率。華東理工大學(xué)在6×104t/a和10×4t/a的反應(yīng)器中進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后，終于建立了兩維氣體的數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算出反應(yīng)器入口處軸向催化器的氣封高度。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)使用新型的高效靜態(tài)混合器，是解決原有反應(yīng)器入口處乙苯與水蒸氣在高溫和高速流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生的質(zhì)量偏離及乙苯脫氫轉(zhuǎn)化率偏低的問(wèn)題的最好方式。

4.化工型MTBE合成及裂解一體化成套技術(shù)

化工型MTBE合成及裂解一體化技術(shù)為制出高純度的聚合級(jí)異丁烯，上海石油化工研究院就以下兩點(diǎn)進(jìn)行了創(chuàng)新：(1)使用帶有環(huán)柱形催化劑裝填構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)深液層塔盤(pán)的催化蒸餾技術(shù)的使用；(2)在預(yù)反應(yīng)器中是由外循環(huán)工藝，改變床層抽出的位置。這兩點(diǎn)的創(chuàng)新抓住了化工型MTBE合成及裂成一體化技術(shù)的關(guān)鍵所在，因此其所發(fā)生的效果也是顛覆性的。在MTBE裂解單元中使用固體酸裂解工藝技術(shù)，并適當(dāng)?shù)姆糯蠊潭ù卜磻?yīng)器，并對(duì)裂解產(chǎn)物分離和精餾塔系進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到很好的使用，以燕化公司為例，其所生產(chǎn)的高純度異丁烯很好的與丁基橡膠合成。

結(jié)論