化学工程中化工生产的工艺解析

吴林超

【摘 要】随着环保和节能减排等理念的发展，要求化工生产企业必须不断强化和创新化工生产工艺，从而在提高化工生产效率的基础上，保证化工生产达到环保和节能减排的要求，实现科学合理生产，解决化工生产中的污染问题。本文对化学工程中化学生产的工艺进行了分析探讨，仅供参考。

【关键词】化工生产；生产工艺；现存问题；有效途径

一、化学工程学科的发展特点趋势

1、化学工程与工艺特点

化学工程简称化工，是研究以化学为代表的相关工业，化学工程与工艺这门学科是一门工业特色十分显著学科，化学工程与工艺的研究范围广，是一门应用十分宽泛的专业。如一些食品加工业、印刷业、冶炼业、医药生产、材料化工等都是建立在化学工程与化学工艺的基础之上。化学工程与工艺这门课就是培养学习化学工程与化学工艺方面的理论知识，想要在这一门学科能够为我国各个行业都做出贡献，就必须要组织构建一个能够发展化学工程与工艺学科的研究基地。构建适合专业特点的，有利于人才培养的创新型体系。

2、化学工程与工艺研究对环境保护的意义

化学工程与工艺这门学科是一门工业特色明显的专业，它覆盖了原有的各种化学相关的专业。现阶段，环保已经是人们普遍追求的一种生活方式跟生活态度。化学工程与化学工艺的相关研究是实现环保节能这一理念的重要实现途径。

对于化学工程跟化学工艺的研究发现，人类在降低污染节约能源的时候可以实现利益的最大化，这样的前提条件下，人们都愿意进行节能环保方面的尝试。很多跨国大型企业都针对这种情况成立专门的科研小组，进行相关绿色环保方面的研究。社会的发展离不开科技的发展，科技发展不能以牺牲环境为代价。这就要求绿色环保的概念。科技的发展过程中化学工程与化学工艺的发展一定会占据重要位置。针对这样的情况，应该积极改变策略加大对化学工程与化学工艺方面的研究。

二、我国化工行业的现存问题

1、化工生产产率偏低

我国化工行业虽然取得了一定成绩，然而与西方发达国家相比其产率依然较低。由于化工生产针对温度和压力等条件要求较高，因此要求化工生产设备必须达到先进水平。然而我国许多化工企业为节约成本，大都应用老旧设备进行生产，化工生产时经常出现反应不充分、原料浪费严重、生产效率低下等问题，造成资源和能源的浪费，导致我国化工生产总体产率偏低。

2、化工生产污染严重

我国近年来的空气污染和环境污染异常严重，究其原因与化工生产环保能力低下不无关联，在诸多化工生产行业中，尤其以造纸、印刷、纺织、印染、重金属生产等行业对于环境的污染最为严重，有些污染甚至触目惊心。许多企业由于生产规模较小，人力、物力、财力有限，污染物没有得到处理就直接进行排放，这些行业产生的废水、废气、废弃物等污染物通常都重金属严重超标，对环境会造成无法估量的危害，给人类的饮水安全、土壤质量、生态环境等都不同程度的带来严重影响，导致我国环境污染指数迅速升高。

三、相关新兴化学工程与工艺的技术研究

1、绿色化学工程

绿色化学也就是现今的人们所说的环境友好化学，这种化学方面的术语是现如今最为流行的术语。绿色化学就是环保，降低污染，用一些化学方面的技术还有方法来减少对生态环境的影响，降低环境污染对人类健康的影响。运用化学工程与化学工艺减少一些有害的原料还有催化剂等的生产还有使用。从根本上杜绝环境污染的产生，绿色化学的技术就是从源头来阻止污染的产生，用无毒无害的原料，并且对一些废弃物进行回收再利用。

2、化学工程与化学工艺的分离工程

分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程，在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用，这是一个消耗能量的过程，并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法，我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验，但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进，蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率，降低蒸馏分离时间上，可以采用新型的吸收剂，吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响，因此，吸收剂的研究开发也是值得关注的。膜分离技术也是现今比较流行的分离技术，膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点，被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离，这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发，膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。

3、Supercritical Fluid，SCF（超临界流体）

Supercritical Fluid，SCF（超临界流体）是一种温度还有压力都在临界点之上的无气体液体的相界面，同时具有液体跟气体性质的一种流体。这一技术在化工、食品加工还有生物医药工程中都有非常广泛的应用。SCF质量高、工艺要求高。开发附加值高使其有着广阔的发展前景十分诱人的发展利润。近几年来，SCWO（超临界水氧化法）用于环境治疗保护方面的研究比较多，在化学工程与化学工艺方面的研究较少，还处于研究试验期。

四、提高化工生产工艺的有效途径

1、提高化工反应技术装置

化工生产过程中，化工反应技术和反应条件是基础环节，同时也是提高化工生产工艺质量的关键。化学反应条件充分才能确保达到预期反应结果，有效提高反应效率，降低废料产生率。例如精馏塔里的作用力变化过程中，回流比降低。但通过热泵蒸馏等技术可以降低分离过程的能量损耗。反应壓力降低时，气态反应物压缩作用随之明显降低。吸热的反应温度下降过程中，供热温度随之降低，从而可以限制副反应产生，降低产品反应与分离时的能耗损失。应用高效填料与传热装置，可以使传热性能、转换效率得以提升。应用新型隔热材料能够降低热能损失，因此应尽量应用高效节能设备。同时要求反应条件时材料齐全，质量达标，催化剂、反应器皿、反应设备等准备充分，从而确保化工生产能够高效运行，降低废水、废气、废渣的产生，实现相对环保生产。

2、优化化工生产工艺技术

优化化工生产工艺技术首先应探究化工反应的各种反应条件及其原理。例如乙烯包括裂解石油品、乙醇脱水、长碳链断裂为短碳链等多种合成方式，此时就应探究何种方式最能节约能源，最宜获取原料，何种工艺流程产率和经济效益最高等。原料不同生产方式也有所区别，因此要根据实际情况选择工艺流程，确保工艺流程符合工业化生产需求，从而确保化工生产的高效运行和绿色环保。换而言之，必须结合化工生产现状，创新化工生产工艺。

3、科学处理化工废弃物品

化工生产的反应条件及其反应环境虽然重要，然而废弃物品处理同样关键。只有科学处理化工废弃物才能有效避免环境污染。我国法律明显规定，化工生产所产生的重金属及其有毒污染物绝对不能直接向江河湖泊中排放，有毒废气应经过处理后方可到大气中排放，被污染水质必须严格进行化学处理达到标准指标后方可通过专用渠道向自然环境中排放。最简单的做法是应用基本反映而后沉淀的方式，把重金属离子转变为化合物进行沉淀，降低其危害程度，废气则需在排放装置中部、顶端设置有效的处理系统对有毒粉尘气体进行过滤。

结束语

近年来，我国化工行业迅猛发展，化工生产技术也迅速更新换代。而化工生产工艺作为化工生产中的重中之重，其直接关系到化工原材料的利用率高低、化工产品的质量好坏、生产污染对环境及生活的危害程度等问题，因此，研究如何强化和创新化工生产工艺显得尤为关键。本文分析了我国化工行业的现存问题，在此基础上给出了提高化工生产工艺的有效途径。

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