化工工艺

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化工工艺(Chemical Process)

目录

什么是化工工艺[1]

  化工工艺是指把原材料经过化学反应,转变成产品的方法以及过程,它包括完成这一变化的全部措施。其生产过程一般可分为以下三个步骤。

  (1)原材料的处理:为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,根据具体情况,不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等多种不同的预处理。

  (2)进行化学反应:这是生产的关键步骤。经过预处理的原料,在一定的温度、压力等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的,可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。通过化学反应,获得目的产物或其混合物。

  (3)对产品进行精致:将由化学反应得到的混合物进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变

化工工艺的风险识别[2]

  由于化工工艺风险识别是将损失降到最低的一种有效途径,作为风险管理的基础,我们必须要加强对于风险识别的意识,从而防范于未然。

  1.国内外对于风险识别评价的认识

  风险评价因为重点强调的是安全问题,因此在有的书上也被称作是安全评价。化工工业在全球各个国家都被作为一个促进经济发展和科技进步的项目而发展着,化工工业涵盖着所有高新科技和能源发展,可以说是一个国家发展所必须依靠的力量,是提高生产力综合国力的一个重要指标。它涉及能源、动力资源,在全球范围内广泛存在,这也以为着在全球各个地区都拥有着自身特色的风险识别评价系统。例如美国DOW化学公司对于火灾爆炸指数的划分而形成的相关的危险评价法、日本的综合安全评价法等都指导着自己国家的工业发展。我国由于近年来在科学研究上也取得了世界瞩目的成果,成为科技发展速度最快的国家之一。随着对于化工工艺进程的加快,也有一部分的专家学者提出相应的安全评价和风险识别系统来指引化工工艺的发展,例如通过将数字模型和计算机界系统结合来建立立体化的数学模型评价等,来实现安全评价系统的加速发展。但真正实现,接下来的发展探索之路还很漫长。

  2.国内化工工艺的风险识别

  (1)我国化工工艺风险识别规范

  当前我国的化工工艺规范从表面上看,对于技术要求还是有一定的规定的。我国对于化工工艺风险规范主要是在结合我们国家工业发展的基础上同时借鉴国际上其他国家的的风险制度来制定的。尤其是对于日本的定量评价表通过改良之后,在其基础上制定出了适合我国化工工工艺发展的辨识表——危险工艺辨别取值表。通过对于化工材料进行相应的研究,从而计算出相应的分支和潜在的风险度,来确定我国化工工艺的风险度,从而对其有一个明确的认识。

  (2)我国化工工艺风险识别等级的划分

  通过我们对于我国化工工艺风险识别的分析之后,我们可以清晰的看出化工工艺危险度的具体熟知。从而使得相关工作人员可以清晰的划分化学物质所潜在的危险。对于化工工艺风险等级我们国家也用以个明确的参数。我们通过对于各种物质的既定值与它自身对应的数字相乘之后,按照固定的公式进行计算即可得出最后的结果。这样的计算可能存在一定的误差,但对于我国化工业的风险管理而言,也是一种进步。

化工工艺的安全评价[3]

  1.化工设备的安全现状

  由于化工设备中存在潜在的危险性.国内外的研究机构都对化工设备中的爆炸、火灾、中毒等危险性的定量分析做了很多工作。由于定量来评价方法可以对化工设备风险做出明确的级别,所以它得到了很好的推广和使用

  2.化工设备安全评价内容

  (1)化学反应过程中设备的安全性。物料运输、干燥、冷凝、过滤、混合等工序构成了化工设备的操作部分。反映容器内不仅进行着化学反映,还有流体的流动、传热等无礼过程,它们之间有着复杂的相互影响所以反映设备是化工设备的核心.它的选择对化工设备的安全有很重要的影响。

  由于连续过程具有稳定的操作、较高的生产能力以及良好的安全性,它在化工过程中占有首选的地位 但是不同的工艺有着不同的特点与之相比,间歇工艺的工程更为简单、操作的弹性较大,进行设计时,可以使用精确度较低的数据,其通用也很强。

  (2)化学反应路线的安全性。通常一种反映会具有几条工艺路线,我们要选择使用可以消除或者减少危险物质用量的那条路线 要尽可能的使用无毒的、低危险性的物料;尽量降低过程条件的苛刻度,例如:使用催化剂来稀释危险物料.以此来缓解反应的剧烈程度:使用新科技、新技术减少危险介质的藏量;提高原材料的利用率,减少生产废料,尽量做到过程用料、辅助剂的回收循环利用,减少其对于环境的污染。

  (3)安全防护设备的安全性。化工设备在进行化学反应时,可能会出现偏离正常运转状态的情况,从而引起超温、超压的现象。再进行安全考虑时,要注意压力控制装置,如排泄阀、防爆板、通风管、安全阀等设备的安全是哦会影响到整个设备的安全系数:稳定装置.如冷却装置、紧急控制装置的存在是否会影响化工生产过程中的危险细数。

化工工艺的节能降耗[4]

节能降耗的必要性

  1.有利于推动化工企业实现可持续发展

  能源的使用越来越多。化学工业想稳步前进持久壮大,必须拥有稳定的能源供应。我国能源已开始缺乏,国内现有的能源总量满足不了市场需求。特别像天然气石油等的缺乏日趋严重,我国长期的能源供应具有很大难度。石油的短缺,对化.工行业造成的影响是最大的,远大于其他行业。所以减少能源浪费,降低损耗,对化学产业的影响非同一般,它是实现化学工业稳定发展的关键之处。

  2.有利于降低企业成本,提高企业经济效益

  化工产品,特别是那些耗能多的产品,它的成本大部分是在能源的浪费上,高的时候大约为80%。减少能源浪费,降低损耗,就能减少产品成本,进一步提高产品的市场份额,为企业带来更多利润

  3.有利于实现对环境的更好保护

  节约能源就表示要较少的开发能源,降低消耗,这样也能降低二氧化硫、烟、尘等的产生。空气中的污染物包括粉尘、二氧化硫、二氧化氮,二氧化碳等。温室效应、酸雨、空气悬浮颗粒、光化学污染等都是这些污染物引起的。所以,要节约能源,减小损耗,维护好环境。

提升节能降耗的途径

  1.加快开发节能低耗的新工艺和生产方法

  使用先进的生产方法、技术手段和能耗低的设备,在最佳的时机进行生成,使得化学反应的速度加快,转化率和产率能增大,降低了化生产时能源的消耗。考虑到化学反应的特点,运用合适的生产手段把生产的总能耗降至最低。选择最佳的节能连续性的工艺技术,借助技术手段的升级改革来促进生产效率,使产品产生更多的经济效益。生产方法要优先选择操作方便的、可连续的、具有高的能量转换率的手段,因为这么做可以降低间断的生产环节中造成的能源浪费。在选择时优先采用高效分馏塔、空冷装置、换热仪器、升温炉、自动拖拉系统等一些优良的传热传质装置,减小了机器在使用期间产生的能源消耗。

  2.采用高效设备,减少过程流失

  化工技术中的基本环节有分离提纯产品,提纯期间往往会有很多能量浪费,采用恰当的操作手段和优质的提纯装置能够减小能量的损失。例如当精馏塔中的作用力发生变化时,回流比会减小。而运用热泵蒸馏之类的技术能够减少分离过程中的能量损失。当反应压力减小时,气态反应物的压缩作用会显著减小。吸热的反应温度下降时,供热温度也会减小,这样能限制副反应的发生,使产品的反应和分离过程中的能耗减少。通过高效填料和传热装置,能够提升传热性能和转换效率。新一代的隔热材料及其最合适的厚度可以大大地减小热损失,所以要尽量多使用高效的节能设备。减小生产过程中能源的损耗,也要采用高效的设备和先进的技术手段来提高经济效益。

  3.降低生产全过程的动力能耗

  (1)电机拖动系统在使用时耗费电能较多,可以采用变频控制来调速达到节能的效果。通过变频节能调速手段来完善普通的阀门静态调节技术,让电机拖动系统的输入输出能够保持持久的动态平衡,特别是化工行业设备负荷率都很低,尽量杜绝电动拖动系统的长期工频现象,不造成电能的多余损耗。

  (2)供热系统的升级改造。供热系统在改造时,要不收传统的单套装置的约束,对组合装置全体优化。例如:对供热系统进行升级期间,要按照不同温位热源的作用特征,适宜地组装供热设备,使装置间共同起作用,进一步大幅度提高能源的冷热转化效率,从源头上解决“高热低用”的问题,最合理地利用热能源。

  (3)大量使用污水回用技术。在生产和生活中,化工行业不能轻视水资源的使用和有效管理,避免发生漏水、滴水等不良问题。要认真考虑到化工生产的事实情况来运用污水回用技术,减少水资源的浪费。如果能够回收利用电、水、热等产生的剩余能量,就能大大提升化工行业的节能效应。综合使用生产过程中产生的余压、余热,可以有效节省生产时的常规能量损耗,从而能够综合转换并利用这些能源,达到安全高效、经济环保的目的。

  4.改善和优化反应工艺条件,最大限度降低工艺综合能耗

  减小化工生产产生的外部压力,并适当地对化工生产反应的压力进行估算,在保证化学反应持续高效进展时,还能减小反应物传送期间电机拖动系统的电能消耗,特别对于气态反应物的压缩能耗,降低效果尤为显著。在合适的环境下保证化学反应的进行,适当地减小吸热反应的温度,使系统反应所需的全部热量有所减少,增加了热能的利用率。现在采用的热管泵方法能够更好地回收和利用余热。在化学反应过程中,要提高反应的转化率,能有效避免副反应的发生,更好地降低反应和产品分离期间产生的能源损失。

参考文献

  1. 试析化工工艺的风险识别与安全评价.安徽省安全生产宣教网
  2. 傅晨光.试析化工工艺的风险识别与安全评价[J].中国化工贸易,2013(8)
  3. 李瑞娟,顿红杰.浅析化工工艺的风险识别与安全评价[J].科技向导,2013(11)
  4. 虞正鹏.提升化工工艺节能降耗的途径探析[J].能源与环境科学,2013(5)
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