解析化學(xué)工程中的化工生產(chǎn)工藝

嚴昭宏

摘 要：本文以化學(xué)工程中化工生產(chǎn)工藝的解析為探討主題，針對當前化工生產(chǎn)的發(fā)展現狀，從原材料的選擇與預處理、化工設備的選用、化學(xué)反應的確定、化學(xué)產(chǎn)物的提煉與化工廢物的處理等作業(yè)環(huán)節分析其應用技術(shù)工藝，提出提升智能化生產(chǎn)水平、優(yōu)化工藝手段、加強廢物處理與減少動(dòng)力能耗等優(yōu)化化工生產(chǎn)效率的有效策略。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程;化工生產(chǎn);工藝技術(shù)

0 引言

作為國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)，化工行業(yè)在社會(huì )現代化建設中具有重要地位?；瘜W(xué)品的身影在人們的日常生活中隨處可見(jiàn)，在整個(gè)生產(chǎn)化學(xué)品的匯總過(guò)程中，工藝占據核心地位，與產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量緊密相關(guān)。隨著(zhù)化工產(chǎn)業(yè)規模的不斷擴大，如何將一系列生產(chǎn)工藝加以?xún)?yōu)化，解決能源大量消耗問(wèn)題是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。

1 化學(xué)工程中化工生產(chǎn)工藝解析

1.1 選擇化工原材料

選擇原材料需要重點(diǎn)綜合考量三方面因素，一是材料的采購成本，二是材料使用的安全性，三是其是否滿(mǎn)足當前技術(shù)工藝的使用要求。二次利用垃圾材料是節能環(huán)保、節約成本的有效途徑，將垃圾變廢為寶，形成所需的化工生產(chǎn)用品，再制作成滿(mǎn)足生活需求的化學(xué)產(chǎn)品。但在制作食品類(lèi)的產(chǎn)品、成品時(shí)，就需要對原材料是否具備健康性與安全性進(jìn)行嚴格檢查。通過(guò)對各方面需求因素的統籌考量，可以對成本較低、安全實(shí)用的原材料予以?xún)?yōu)先考慮，避免使用到存在危險性、質(zhì)量不達標的材料。同時(shí)，需要妥善保存所有的原材料，保證材料存儲的安全性[1]。

1.2 預先處理原材料

處理化工原材料的技術(shù)方法種類(lèi)較多，干燥處理、粉碎處理、凈化處理與除塵等是較為常見(jiàn)的作業(yè)形式，由于化學(xué)反應是緊接著(zhù)材料預處理的生產(chǎn)流程，因此需要嚴格控制預處理環(huán)節的工作質(zhì)量，達到最大化充分利用原材料的目的。例如，盡量充分粉碎原材料顆粒，確保其充分地融入到化學(xué)反應中，提高利用效率，將反應時(shí)間大幅縮短。除此以外，還需全面地清除粉塵，過(guò)高的粉塵濃度會(huì )對其他材料發(fā)生化學(xué)反應的實(shí)際速率產(chǎn)生負面影響。

1.3 選用化工設備

使用的化工設備不同，其發(fā)揮的功能效用也必然存在較大差異。要想合理地選取適宜的化工設備，需要重點(diǎn)確認各類(lèi)原材料的性質(zhì)與特點(diǎn)，例如，泄漏性與腐蝕性是化學(xué)工藝較容易出現的常見(jiàn)特點(diǎn)，因此在選取設備時(shí)，需要對廢渣、廢水與廢氣等化工生產(chǎn)附帶產(chǎn)物的處理技術(shù)方法予以充分考慮，并細致檢查設備儀器的密閉性與壓力承載性能等。

1.4 確定化學(xué)反應

在化學(xué)材料相同的情況下，提供的反應條件不同，發(fā)生的化學(xué)反應也不同，從而得到的產(chǎn)物與質(zhì)量也是各不相同的，因此，要保證化工生產(chǎn)的準確性，需明確具體的化學(xué)反應類(lèi)型，并對給予的反應條件作出詳細規定，通過(guò)提高材料的反應程度與條件水平，進(jìn)一步提高化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。在確定化學(xué)反應時(shí)，需著(zhù)重考量材料的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)等影響因素，選取并把控適宜的化學(xué)條件，這對化學(xué)反應最終產(chǎn)物的實(shí)際性能具有決定性作用[2]。

1.5 提煉化學(xué)產(chǎn)物

提煉化工產(chǎn)物需要以預先的生產(chǎn)目的為基準，是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的一項關(guān)鍵環(huán)節，萃取、蒸餾與吸附等都是提煉化工產(chǎn)品的主要技術(shù)手段，除此以外，結晶提煉也較為常見(jiàn)。從化工生產(chǎn)的基本性質(zhì)來(lái)看，需求產(chǎn)物不同，與之對應的提煉過(guò)程與使用的技術(shù)手段也是差異較大的，要確保提煉作業(yè)的合理性，需綜合考量產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)與物理性狀特點(diǎn)等。在提煉產(chǎn)物的過(guò)程中，可以循環(huán)利用溶劑材料與未充分反應的原材料等，提高利用率，最大程度上節約生產(chǎn)作業(yè)成本投入。

1.6 處理化工廢物

在提煉完所需的化學(xué)產(chǎn)物后，還會(huì )遺存部分廢渣、廢氣與廢水等沒(méi)有應用價(jià)值的物質(zhì)，安全處理此類(lèi)化工廢物是化學(xué)工程化工生產(chǎn)的最后環(huán)節。由于此類(lèi)廢料產(chǎn)物是經(jīng)由或多或少的化學(xué)反應過(guò)程而形成的，因此不可避免會(huì )具有一定的危險性與有害性，廢物處理作業(yè)環(huán)節的主要目的是將廢物進(jìn)行轉化，有效降低或消除危害。

2 化學(xué)工程中化工生產(chǎn)工藝的優(yōu)化策略

2.1 提升智能化工藝水平

科學(xué)優(yōu)化化學(xué)工程的生產(chǎn)工藝需要以原有的化工技術(shù)與作業(yè)條件為基礎，對各類(lèi)化學(xué)反應的基本條件、反應原理予以深入研究與準確分析，技術(shù)的選取與運用應貼合生產(chǎn)工作的實(shí)際環(huán)境，能夠便利地獲取所需原料，適當簡(jiǎn)化工藝技術(shù)，提高全生產(chǎn)流程的產(chǎn)率。例如，在合成乙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，乙烯的獲取可以通過(guò)石油品的裂解、乙醇脫水或碳鏈斷裂等多種方式方法，要判斷或評估選取的技術(shù)手段或工藝流程是否合適，主要標準是對充分考量化工生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程，優(yōu)質(zhì)的工藝技術(shù)能夠使用最少的產(chǎn)品原料、產(chǎn)出質(zhì)量最好的化工產(chǎn)品，且產(chǎn)生最少的廢料殘渣[3]。

設備性能是影響化學(xué)工程生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此現代化工企業(yè)，可以充分利用先進(jìn)智能化的技術(shù)手段與工藝設備，或是改進(jìn)、升級與整合現有的設備設施與化工生產(chǎn)線(xiàn)，將原料發(fā)生化學(xué)反應的時(shí)間有效縮短。靈活運用智能化的儀器設備與控制系統，管理人員可以根據生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況，合理設定設備的運行參數，并隨著(zhù)反應的進(jìn)行程度隨時(shí)控制智能化的控制系統，或發(fā)出指令，實(shí)現原材料的自動(dòng)化精準投放。除此以外，還可以設置視頻監控系統，跟蹤監控整個(gè)生產(chǎn)流程的各個(gè)工藝環(huán)節，確保能夠妥善徹底地處理廢渣、廢氣與（下轉第71頁(yè)）（上接第69頁(yè)）廢料等。

2.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝

對于化學(xué)工程的化工生產(chǎn)作業(yè)來(lái)說(shuō)，優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)工藝有利于提高化學(xué)反應的條件水平，從而實(shí)現對廢品產(chǎn)出率的有效把控。要在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中將產(chǎn)品產(chǎn)出率與質(zhì)量層次進(jìn)一步提高，化工企業(yè)可以將以下三方面作為著(zhù)手點(diǎn)，一是選擇采購質(zhì)量達標的原材料，嚴格把控材料的使用性能與基本品質(zhì)，二是為充分發(fā)生化學(xué)反應準備齊全的材料與輔助設施，包括催化劑與容器器皿等。三是對化學(xué)反應設備的合理選擇，科學(xué)衡量技術(shù)工藝的使用優(yōu)勢，與自身產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際特點(diǎn)，保障化學(xué)反應整個(gè)過(guò)程的連續性。

化工企業(yè)可以積極引進(jìn)先進(jìn)的機械設備與工藝技術(shù)，將國外進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)工藝充分融入到化工工程的生產(chǎn)線(xiàn)作業(yè)中，或是向優(yōu)秀的企業(yè)學(xué)習，借鑒其現代化的生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品處理工藝等，針對新技術(shù)、新設備與新工藝的應用開(kāi)展相關(guān)的技術(shù)培訓工作，并與國外先進(jìn)的化工企業(yè)保持良好的合作，構建合作共贏(yíng)的發(fā)展渠道，一方面有利于向國際市場(chǎng)推銷(xiāo)本土化的化工產(chǎn)品，另一方面，還可以促使自身化工工程生產(chǎn)流程與工藝技術(shù)水平的穩步提升，不斷改進(jìn)現有的生產(chǎn)作業(yè)模式與工藝水準，加強企業(yè)的生產(chǎn)能力與經(jīng)營(yíng)能力。

2.3 加強廢物處理

處理化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物是化學(xué)工程中的一項重要環(huán)節，我國現行法律條例對化工生產(chǎn)的廢物處理具有明確規定，對于有毒的污染物或重金屬，不能向江河湖泊等自然環(huán)境中直接排放，化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有毒廢氣等也不能直接排放到大氣中，必須經(jīng)過(guò)一系列的無(wú)害化處理。要排放帶有污染物質(zhì)的水質(zhì)，必須采取有效的化學(xué)處理手段予以統一處理，經(jīng)過(guò)質(zhì)檢檢測，確定各項參數指標達到標準要求后，再通過(guò)專(zhuān)門(mén)的運輸渠道向自然環(huán)境中予以排放。

2.4 減少動(dòng)力能耗

電機拖動(dòng)系統是化學(xué)工程化工生產(chǎn)作業(yè)中應用的常用系統，其普遍需要消耗較多的電力能源。設置變頻節能調速裝置能夠將閥門(mén)的動(dòng)態(tài)調節予以有效改善，達到節約電能的目的，并通過(guò)變頻控制模式保障整個(gè)生產(chǎn)流程的順利進(jìn)行。同時(shí)，熱力能源也是促進(jìn)化學(xué)反應常用的家屬條件，要避免熱能的過(guò)量消耗，也可科學(xué)改造原有的供熱系統，將組合裝置予以?xún)?yōu)化。

3 結束語(yǔ)

化工生產(chǎn)是化學(xué)工程的核心流程，也是企業(yè)經(jīng)營(yíng)的重點(diǎn)作業(yè)環(huán)節，針對性地優(yōu)化生產(chǎn)工藝不僅有利于環(huán)境污染問(wèn)題的合理解決，還能夠促使生產(chǎn)效率的大幅提升，保障化學(xué)工程工業(yè)生產(chǎn)的可持續發(fā)展。

參考文獻：

[1]章夢(mèng)軍.化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的應用[J].化工設計通訊，2019，45（12）：130-131.

[2]申家慧，樊學(xué)勇，魏立.化學(xué)工程中化工生產(chǎn)工藝探討[J].化工管理，2019（31）：116-117.

[3]田冠杰.化學(xué)工程與工藝中的節能分析[J].現代鹽化工，2019，46（05）：57-58.