化工工藝

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化工工藝(Chemical Process)

　　化工工藝是指把原材料經過化學反應,轉變成產品的方法以及過程,它包括完成這一變化的全部措施。其生產過程一般可分為以下三個步驟。

　　(1)原材料的處理：為了使原料符合進行化學反應所要求的狀態和規格,根據具體情況,不同的原料需要經過凈化、提濃、混合、乳化或粉碎(對固體原料)等多種不同的預處理。

　　(2)進行化學反應：這是生產的關鍵步驟。經過預處理的原料,在一定的溫度、壓力等條件下進行反應,以達到所要求的反應轉化率和收率。反應類型是多樣的,可以是氧化、還原、復分解、磺化、異構化、聚合、焙燒等。通過化學反應,獲得目的產物或其混合物。

　　(3)對產品進行精緻：將由化學反應得到的混合物進行分離,除去副產物或雜質,以獲得符合組成規格的產品。以上每一步都需在特定的設備中,在一定的操作條件下完成所要求的化學的和物理的轉變

　　由於化工工藝風險識別是將損失降到最低的一種有效途徑，作為風險管理的基礎，我們必須要加強對於風險識別的意識，從而防範於未然。

　　1．國內外對於風險識別評價的認識

　　風險評價因為重點強調的是安全問題，因此在有的書上也被稱作是安全評價。化工工業在全球各個國家都被作為一個促進經濟發展和科技進步的項目而發展著，化工工業涵蓋著所有高新科技和能源發展，可以說是一個國家發展所必須依靠的力量，是提高生產力和綜合國力的一個重要指標。它涉及能源、動力資源，在全球範圍內廣泛存在，這也以為著在全球各個地區都擁有著自身特色的風險識別評價系統。例如美國DOW化學公司對於火災爆炸指數的劃分而形成的相關的危險評價法、日本的綜合安全評價法等都指導著自己國家的工業發展。我國由於近年來在科學研究上也取得了世界矚目的成果，成為科技發展速度最快的國家之一。隨著對於化工工藝進程的加快，也有一部分的專家學者提出相應的安全評價和風險識別系統來指引化工工藝的發展，例如通過將數字模型和電腦界系統結合來建立立體化的數學模型評價等，來實現安全評價系統的加速發展。但真正實現，接下來的發展探索之路還很漫長。

　　2．國內化工工藝的風險識別

　　(1)我國化工工藝風險識別規範

　　當前我國的化工工藝規範從錶面上看，對於技術要求還是有一定的規定的。我國對於化工工藝風險規範主要是在結合我們國家工業發展的基礎上同時借鑒國際上其他國家的的風險制度來制定的。尤其是對於日本的定量評價表通過改良之後，在其基礎上制定出了適合我國化工工工藝發展的辨識表——危險工藝辨別取值表。通過對於化工材料進行相應的研究，從而計算出相應的分支和潛在的風險度，來確定我國化工工藝的風險度，從而對其有一個明確的認識。

　　(2)我國化工工藝風險識別等級的劃分

　　通過我們對於我國化工工藝風險識別的分析之後，我們可以清晰的看出化工工藝危險度的具體熟知。從而使得相關工作人員可以清晰的劃分化學物質所潛在的危險。對於化工工藝風險等級我們國家也用以個明確的參數。我們通過對於各種物質的既定值與它自身對應的數字相乘之後，按照固定的公式進行計算即可得出最後的結果。這樣的計算可能存在一定的誤差，但對於我國化工業的風險管理而言，也是一種進步。

　　1.化工設備的安全現狀

　　由於化工設備中存在潛在的危險性．國內外的研究機構都對化工設備中的爆炸、火災、中毒等危險性的定量分析做了很多工作。由於定量來評價方法可以對化工設備風險做出明確的級別，所以它得到了很好的推廣和使用

　　2.化工設備安全評價內容

　　(1)化學反應過程中設備的安全性。物料的運輸、乾燥、冷凝、過濾、混合等工序構成了化工設備的操作部分。反映容器內不僅進行著化學反映，還有流體的流動、傳熱等無禮過程，它們之間有著複雜的相互影響所以反映設備是化工設備的核心．它的選擇對化工設備的安全有很重要的影響。

　　由於連續過程具有穩定的操作、較高的生產能力以及良好的安全性，它在化工過程中占有首選的地位 但是不同的工藝有著不同的特點與之相比，間歇工藝的工程更為簡單、操作的彈性較大，進行設計時，可以使用精確度較低的數據，其通用也很強。

　　(2)化學反應路線的安全性。通常一種反映會具有幾條工藝路線，我們要選擇使用可以消除或者減少危險物質用量的那條路線 要儘可能的使用無毒的、低危險性的物料；儘量降低過程條件的苛刻度，例如：使用催化劑來稀釋危險物料．以此來緩解反應的劇烈程度：使用新科技、新技術減少危險介質的藏量；提高原材料的利用率，減少生產廢料，儘量做到過程用料、輔助劑的回收迴圈利用，減少其對於環境的污染。

　　(3)安全防護設備的安全性。化工設備在進行化學反應時，可能會出現偏離正常運轉狀態的情況，從而引起超溫、超壓的現象。再進行安全考慮時，要註意壓力控制裝置，如排泄閥、防爆板、通風管、安全閥等設備的安全是哦會影響到整個設備的安全繫數：穩定裝置．如冷卻裝置、緊急控制裝置的存在是否會影響化工生產過程中的危險細數。

　　1.有利於推動化工企業實現可持續發展

　　能源的使用越來越多。化學工業想穩步前進持久壯大，必須擁有穩定的能源供應。我國能源已開始缺乏，國內現有的能源總量滿足不了市場的需求。特別像天然氣、石油等的缺乏日趨嚴重，我國長期的能源供應具有很大難度。石油的短缺，對化．工行業造成的影響是最大的，遠大於其他行業。所以減少能源浪費，降低損耗，對化學產業的影響非同一般，它是實現化學工業穩定發展的關鍵之處。

　　2.有利於降低企業成本，提高企業經濟效益

　　化工產品，特別是那些耗能多的產品，它的成本大部分是在能源的浪費上，高的時候大約為80％。減少能源浪費，降低損耗，就能減少產品成本，進一步提高產品的市場份額，為企業帶來更多利潤。

　　3.有利於實現對環境的更好保護

　　節約能源就表示要較少的開發能源，降低消耗，這樣也能降低二氧化硫、煙、塵等的產生。空氣中的污染物包括粉塵、二氧化硫、二氧化氮，二氧化碳等。溫室效應、酸雨、空氣懸浮顆粒、光化學污染等都是這些污染物引起的。所以，要節約能源，減小損耗，維護好環境。

　　1.加快開發節能低耗的新工藝和生產方法

　　使用先進的生產方法、技術手段和能耗低的設備，在最佳的時機進行生成，使得化學反應的速度加快，轉化率和產率能增大，降低了化生產時能源的消耗。考慮到化學反應的特點，運用合適的生產手段把生產的總能耗降至最低。選擇最佳的節能連續性的工藝技術，藉助技術手段的升級改革來促進生產效率，使產品產生更多的經濟效益。生產方法要優先選擇操作方便的、可連續的、具有高的能量轉換率的手段，因為這麼做可以降低間斷的生產環節中造成的能源浪費。在選擇時優先採用高效分餾塔、空冷裝置、換熱儀器、升溫爐、自動拖拉系統等一些優良的傳熱傳質裝置，減小了機器在使用期間產生的能源消耗。

　　2.採用高效設備，減少過程流失

　　化工技術中的基本環節有分離提純產品，提純期間往往會有很多能量浪費，採用恰當的操作手段和優質的提純裝置能夠減小能量的損失。例如當精餾塔中的作用力發生變化時，迴流比會減小。而運用熱泵蒸餾之類的技術能夠減少分離過程中的能量損失。當反應壓力減小時，氣態反應物的壓縮作用會顯著減小。吸熱的反應溫度下降時，供熱溫度也會減小，這樣能限制副反應的發生，使產品的反應和分離過程中的能耗減少。通過高效填料和傳熱裝置，能夠提升傳熱性能和轉換效率。新一代的隔熱材料及其最合適的厚度可以大大地減小熱損失，所以要儘量多使用高效的節能設備。減小生產過程中能源的損耗，也要採用高效的設備和先進的技術手段來提高經濟效益。

　　3.降低生產全過程的動力能耗

　　(1)電機拖動系統在使用時耗費電能較多，可以採用變頻控制來調速達到節能的效果。通過變頻節能調速手段來完善普通的閥門靜態調節技術，讓電機拖動系統的輸入輸出能夠保持持久的動態平衡，特別是化工行業設備負荷率都很低，儘量杜絕電動拖動系統的長期工頻現象，不造成電能的多餘損耗。

　　(2)供熱系統的升級改造。供熱系統在改造時，要不收傳統的單套裝置的約束，對組合裝置全體優化。例如：對供熱系統進行升級期間，要按照不同溫位熱源的作用特征，適宜地組裝供熱設備，使裝置間共同起作用，進一步大幅度提高能源的冷熱轉化效率，從源頭上解決“高熱低用”的問題，最合理地利用熱能源。

　　(3)大量使用污水回用技術。在生產和生活中，化工行業不能輕視水資源的使用和有效管理，避免發生漏水、滴水等不良問題。要認真考慮到化工生產的事實情況來運用污水回用技術，減少水資源的浪費。如果能夠回收利用電、水、熱等產生的剩餘能量，就能大大提升化工行業的節能效應。綜合使用生產過程中產生的餘壓、餘熱，可以有效節省生產時的常規能量損耗，從而能夠綜合轉換並利用這些能源，達到安全高效、經濟環保的目的。

　　4.改善和優化反應工藝條件，最大限度降低工藝綜合能耗

　　減小化工生產產生的外部壓力，並適當地對化工生產反應的壓力進行估算，在保證化學反應持續高效進展時，還能減小反應物傳送期間電機拖動系統的電能消耗，特別對於氣態反應物的壓縮能耗，降低效果尤為顯著。在合適的環境下保證化學反應的進行，適當地減小吸熱反應的溫度，使系統反應所需的全部熱量有所減少，增加了熱能的利用率。現在採用的熱管泵方法能夠更好地回收和利用餘熱。在化學反應過程中，要提高反應的轉化率，能有效避免副反應的發生，更好地降低反應和產品分離期間產生的能源損失。