化学工程技术在石化中的应用分析

化学工程技术在石化中的应用分析

王羡

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摘要：传统的化学工程的分支学科如分离工程，反应工程，传递工程系统工程等近年来都有很大的发展它们与石化工业某些过程相结合产生了一些新的过程和技术提出了一些有希望的发展方向另外近年来在某些分支学科 的结合点上产生了一些化学工程的一些新的生长点 它们对今后的炼油或石化工业可能有更大的影响。

关键词：化学工程；石化；应用；技术

引言

化学工程技术是石油化学工业技术的基础，它对石化企业生产过程的经济、高效、安全运行有着十分重要的影响。首先化学工程技术在成套技术的开发中起着至关重要的作用，它是新的工艺技术转化成生产力的桥梁。其次，化学工程技术也直接关系到生产装置的能耗、物耗、总收率等技术经济指标，所以化学工程技术的发展促进了石化工业的技术进步，反过来石化工艺的新要求也推动着化学工程技术不断向前发展。与此同时，传统化工工艺在实际应用中存在高能耗、高污染等问题，与当前所提倡的环保化工生产理念不相符。而化学工程技术是继传统化工技术优点所形成的具有节能降耗、环保等特点的新型技术，能够弥补传统化工技术的不足，减少化工生产环节污染物，为化工行业的整体发展提供新的发展路径和方向，所以，在化工工程中应用该技术具有一定现实意义。

1化学工程在石化工业中的应用

1.1分离工程在石化工业 中的应用

1.1.1吸附分离技术

吸附分离是物料分离的另一种方法包括变温吸附和变压吸附这两种方法，在我国石化工业中也正在得到应用，例如石油化工总公司利用变温吸附从催化裂化干气中回收乙烯的中试已经通过了鉴定化工部西南研 究院利用变压 吸附分离气体制取纯气体取得了很大成绩已 建成和 正 在建设 的工业装置约190套可从合成氨尾气甲醇尾气等各种含氢混合气中制纯氢从含或混合气中制纯从空气中制富氧纯氮等

1.1.2膜 分 离技 术

膜分离是分离技术的又一项新的突破其原理是利用不同物质对特定 膜的透过速率不同将混合物一次或多次通过从而达到流体分离的目的膜分离技术在工业中已广泛用于海水淡化污水处理以及生物产

品和气体的分离等方面

1.2一些特殊 的化学工程技术

1.2.1反 应 过 程 与分 离过 程 的 结 合

反应过程与分离过程的结合即在一个设备中同时完成反应和分离两 个过程目前在石化工业中应用的有反应蒸馏其中最成功的技术是甲醇与异丁烯合成甲基叔丁基醚。该反应是一个可逆反应平衡转化率不很高反应产物生成两个共沸物分离比较困难当采用一个置有催化剂 的反应蒸馏塔时便可取代原有的两个多管式固定式反应器两个蒸馏塔和一个甲醇水洗塔等 个设备使甲醇转化率不受平衡转化率的制约 在蒸馏过程 中避免出现共沸物 反 应热可供蒸馏使用显著节省投资和能耗，美国一公司专门研催化蒸馏技术相继开发出了等催化蒸馏技术石油化工总公司也已开 发出了催化蒸馏生燕山石化公司万催化蒸馏制的生产装置已开车成功目前正在研究中的还有催化蒸馏制异丙苯和乙苯术等对于醋化醚化烃化水合等过程只要反应条件和分离条件比较接近都可能采用反应蒸馏所以应加强对反应蒸馏在石化工业中应用的研究

2化学工程的发展方向

2.1多个分离过程 的结合

开发此过程的目的是强化分离效果增加回收率节约能耗近年来研究较多且实用前景较好，有渗透蒸发即膜分离与蒸发过程相结合膜萃取即膜分离与萃取过程相结合支撑液膜萃取也就是萃取与反萃取结合萃取与结晶相结合浸渍树脂即萃取与吸附相结合旋风分离与固体颗粒过滤相结合过滤与沉降分离相结合在高离心力场下进行蒸馏或萃取在电场作用下的膜渗析等都开始从研究走向实用阶段

2.2优化化工动态过程

这是在计算机技术高度发展以及快速高精度

分析和监测仪器和方法产生的基础上才可能发展起来的技术主要内容包括有以下方面分批操作的动态模拟和过程的优化对开工停工和变换操作条件时实现最优化控制利用动态响应过程以快速研究传质过程和测定相应的传递参数也可以研究反应机理和测定吸附和反应动力学方程与相关的参数各种过渡应答技术催化反应色谱等技术都 已取得广泛的应用并取得了许多用传统定态法不易得到的研究结果

2.3新型多级分步结晶技术

新型多级分步结晶技术是重复地运用部分凝固部分熔融利用原料中不同组分间凝固点的差异或者说是利用液一固两相平衡时的浓度差 而实现分离由于物质的气化热一般都大于熔融热加上这种技术仅需数个平衡级即可得到高纯产品回流与蒸馏相比能耗可大幅度下降设备费也低于蒸馏多级分步结晶技术在我国从 年代初期起步 已用于混合二氯苯硝基氯苯的分离 精蔡 的生产 均 四 甲苯提取和蜡油分离等工业生产中

2.4提高反应的选择性

反应选择性的提高可降低原材料消耗通常原材料成本约占石化生产总成本的因此应用化学反应工程优化反应条件开发新型催化剂以提高反应的选择性就成为提高石化产品市场竟争力的核心间题正是由于上述原因不少生产工艺粉眼于提高反应的选择性有时虽然单程转化率较低导致投资和能耗增加但由于选择性高而使原料消耗少，这样的技术是可行的像乙烯氧化制环氧乙烷 即为此类生产工艺的例证。当然在选择性和单程转化率有矛盾时要进行技术经济比较有时为了提高单程转化率适当牺牲选择性也是可取的

3加强化学工程与工艺的结合促进石化工业的发展为了早日把石化工业建设成国民经济的支柱产业在大力推进石化科技进步工作中要注意加强化学工程技术与工艺的结合推动化学工程在石化工业中的应 用为此提出如下意见第一在石油化工装置消除瓶颈制约的技术改造中大面积地推广应用工程新技术如新型塔板高效填料高效换热器提高加热炉热效率等技术以期较大程度地 实现节能降耗降低成本达到提高经济效益的目的第二在研究开发一项新的工艺技术过程中要从实验室研究到工业转化自始至终注意化学工程和化工工艺 的结合以便使开发出的工艺技术能完善配套并有较高的技术水平第三要加强化学工 程 技术在催化剂研究制备过程中的应用在催化剂的研究开发工作中要加强化学工程与研制工艺的结合切实提高催化剂制备的技术水平第四持续组织好化学工程新技术的研究开发工作以便有源源不断的化学工程新技术应用到化工工艺过程中提高化工工艺技术的水平

结语

为了实现九五计划5年规划纲要中对石化工业提出的宏伟目标石化工业科技进步的任务十分艰巨我们要一方面 用化学工程新技术改进现有工艺的同时开发新的工艺技术另一方面要从实践中提出一些共性问题进行研究以解决更为复杂的工 艺技术问题实现化学工程 与石化工艺的密切结合为促进石化工业的发展作出更大的贡献传统化工企业在生产过程中过分强调效益，忽视了资源、环境等问题给生态环境，人类带来一些负面影响，一定程度阻碍了化工行业的可持续发展。因此，在化学工程工艺中应用环保化工技术具有一定的可行性，将环保化工理念融入化工生产的各环节，对化工原料和催化剂质量进行把控，优化化工工艺流程、设备以及整个反应过程，在保证化工产品质量的同时，尽可能地降低对环境的污染，为环保化学工程发展打下基础

参考文献

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