化工工艺过程开发及工艺路线选择

化工工艺过程开发及工艺路线选择

张振华

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摘要：安全生产是化工厂生产管理的重要内容。化学工业是一个易发生火灾和爆炸的行业，因此从设备上、技术上、管理上应对安全予以保证，严格制定规章制度、对工作人员进行安全培训是安全生产的重要措施。同样，对有毒化工产品或化工生产中产生的有毒气体、液体或固体，应采用相应的措施避免外泄，达到安全生产的目的。

关键词：化工工艺；过程开发；工艺路线；选择

引言：由于选择原材料的选项、工艺开发的方向和产品的类型非常多样，且有丰富的多样性要素，因此在确定最终工艺开发的方向和路线时，应考虑多方面的各种要素。在建造一套完整的生产设备时，只要确定其功能方向，就必须在下一个工作流程中仔细考虑如何实现与投资成本和相关方案设计密切相关的工艺开发路线。所有这些都是为了确保设备的整体效益和效果能够得到优化。

1工艺开发过程中涉及到的程序

一般来说，这项工作的生产过程需要由几个过程组成，如预处理、生成化学反应和物理化学处理。预处理一般由机械操作、传热等过程组成。在特定的反应期间，温度和压力值需要保持在一个稳定的水平内。后续处理包括传质、相分离等过程。通过选择不同的化学加工方法，可以获得相同的化学产品。这是由于科学技术的不断发展和进步，使得可以挖掘不同的方案。在这些计划中，有隐含的社会经济损益，反映了社会效益中的成就，直观地展示了环境保护的水平。通过此过程，新技术可以在工作期间顺利集成到项目中。化工技术发展研究的最终结果是基础设计，基础设计是整个项目开发设计的主要参考。在具体的开发设计过程中，没有完全固定的步骤形式。

2化工生产工艺操作流程

2.1加工原材料

首先，在处理气体材料的过程中，要进行净化、加热、加压。其次，在处理固体物料的过程中，需要进行熔化和融合，而液体物料则需要进行过滤和蒸发。从化学反应的情况可以看出，很多反应很难有效消耗反应物，尤其是化工生产过程中产生的化学反应。基于此，原料的预处理在化工生产中起着决定性的作用。

2.2多种化学形成反应

在化学生产过程中，化学反应决定了最终产品的产量。然而，化学反应有很多种，即放热反应和吸热反应。因此，化学处理时遵循的条件也不同。有些化学反应需要冷却，而有些化学反应恰恰相反，只需要冷却。另外，不同的化学反应要从不同的催化剂等多方面考虑和探索。

2.3产品的分离和纯化

经过上述制备，得到化学产品。一般来说，得到的产品并不是化工中需要的最终产品，需要相关人员进行分离和提炼。只有这样才能得到最终的产品。而且分离出的产品中的杂质价值极高，可以回收再利用。可以看出，产品分离后，杂质不能作为废品处理。

3化工工艺过程开发及工艺路线选择

在化工生产中，同一产品有时可以用不同的原料加工。例如，乙醇可以通过发酵或乙烯水制备；甲烷（天然气）氯化或甲醇和HCl氯化可获得氯甲烷。同一原料经过不同的加工可以得到不同的产品。即使使用相同的原材料和相同的工艺，也可以在不同的工艺条件下获得不同的产品。由于原料路线、工艺路线和产品品种的多样性，在选择工艺路线和确定设计方案时需要考虑许多因素。在准备投资建设生产工厂时，一旦确定了工厂的生产能力，就必须确定与工厂投资和产品生产成本密切相关的工艺路线和工艺设计条件，以优化工厂的整体经济效益。

3.1原料与原料路线的确定

原材料是生产化工产品的基础。原料不仅直接影响产品的合成工艺路线，还带来了原料的资源、储存、运输、供应、价格、毒性和安全生产等一系列相关问题。不同原料和规格的使用直接影响到产品的生产能力、技术水平、质量、成本、反应条件和反应装置、资金投入和回收率。在化工产品的总成本中，原材料成本占很大比例（我国为60%-70%），因此选择合理的原材料路线非常重要。原料路线的选择必须考虑并满足产品生产的生存和发展需要。

3.2通过对科技文献的调查、分析、比较，确定合理的工艺路线

相关产品工艺路线的选择需要通过文献研究来完成。网络文献检索具有及时性和综合性的特点。它可以大大缩短侦查时间，是一种有效的侦查手段。根据调查获得的信息，如有必要，将通过实验补充部分数据进行工艺设计。通过对文献专利的调查，我们可以掌握总体技术趋势、现有工艺技术和近期可能的工艺技术。在具体的工艺设计过程中，应结合企业实际情况进行综合分析和创新。

3.3技术上可行、经济上合理

技术上可行是指项目建设投资后，能生产出产品，且质量指标、产量、运转的可靠性及安全性等既先进又符合国家标准。经济上合理指生产的产品具有经济效益，这样工厂才能正常运转。对有些特殊的产品，为了保证国家需要和人民的利益，主要考虑社会效益或环境效益，而经济效益相对较少，这种项目也需要建设，但其只能占工厂建设的一定比例，是工厂可以承受的，不影响工厂整个生产。以甲醛工业生产现状及工艺路线比较为例，甲醛几乎都是采用甲醇空气氧化的方法制取。按所用催化剂类型，甲醛工业生产方法分为两类：a.铁、钼催化剂法：用Fe2O3，MoO3作催化剂，还常加入铬和钴的氧化物作助催化剂，甲醇与过量空气混合，经净化，预热，在320~380

℃下反应生成甲醛。b.银催化剂法：用银丝网或铺成薄层的银粒为催化剂，控制甲醇过量，反应温度约为600~720℃。

3.4注重环境保护

化工生产也是环境污染的一个来源，尽管相关部门已经开始从各个方面减少和杜绝环境污染的问题。化学工艺过程中如果想要从根本上减少污染，就必须要重视两个问题：一是扩大装置，升级或者更换现在现有的装置；二是在对于终端处理的基础上把握机会。改进装置的方法主要有一下三点：①是提高产品在分离和转化过程中的转化率，降低损失，减少废物和废料的处理费用，增加自己的收益。②是提高生产过程中的化学反应效率；③是在原有的工艺设计的过程中，运用HEN分析方法减少水量，缩小装置的规模大小。在工艺设计过程中进行水资源的重复利用，将废水的生成量减少到最低标准，同步实现资源的再利用。

结束语

综上所述，通过对我国化工生产行业现状的了解和分析，我们发现化工生产过程中还存在许多问题需要研究和解决。如果我们想改进化学过程，我们需要不断探索科学。如果我们想让自然环境免受污染，我们需要找到一种更科学、更环保的方法来保护自然环境。这是一个考验人类生存和自然环境共同长期发展的重大问题。我们现在要做的就是认真探索，寻求突破和创新，研究和改进传统化工工艺中存在的问题，最终保证化工行业的绿色、健康、可持续发展，这样才能稳步推进社会建设。要想很好的了解化工生产过程，首先要收集相关的基础资料，然后根据设备铭牌和设备外形找到关键设备，依靠相应的管道和测量仪器，把整个过程由大变小，一个一个来。在我眼里，牛不是完整的牛，而是各种骨头和器官。最后，从小到大，从片面到全面，吃透制作流程。

参考文献：

[1]李珺瑶.化学工程中的化工生产工艺[J].化工管理，2017，（06）：90.

[2]罗泽鹏，刘森，都颖，刘思乐.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].黑龙江科技信息，2016，（02）：76.