前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的精细化工工艺流程主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词: 《精细化工工艺学》课程 精细化工 教学改革
《精细化工工艺学》课程是精细化工专业开设的一门专业必修课程。该课程是在学习了“四大”化学、《化工原理》、《精细有机合成单元反应》的基础上,介绍一些具体的典型精细化学品的生产工艺,包括反应原理、原料的选择与制备、反应设备的选择、最优合成路线的确定,工艺条件对产品性能、质量、收率的影响等内容。通过学习,学生从整体上对精细化工工艺有一个较为系统的了解和掌握。精细化工涉及范围非常广泛,人们的衣食住行都离不开它,按照日本1984年的分类,精细化工产品囊括35个大的门类[1],同时精细化工发展速度极快,新的产品层出不穷,日新月异。如何上好《精细化工工艺学》这门课,进行有效的课程改革一直是各个学校关注的问题。针对学生这种现状,笔者对《精细化工工艺学》课程进行了教学改革研究,充分调动了学生的学习积极性,更好地发挥了教师的主导作用和学生的主体作用,使学生的学习达到了事半功倍的效果,注重实际能力的培养,为学生毕业后从事精细化工产品的生产和新品种的开发奠定了必要的理论和技术基础。
1.立足地方经济服务,合理组织、精选教材内容
精细化工与其它专业课程有所不同,由于精细化工产品所包含的类别太多,难有结构统一和内容全面的教材,而且精细化工本身正在不断地发展,所以内容更新较快,教材内容很容易过时。笔者通过市场调查,根据地方经济精细化工产品的需要,确定农药、涂料、表面活性剂、高分子精细化学品为教材重点内容,对皮革化学品、石油化学品、信息存储材料、电子化工产品选讲或删除。教师对每一堂课的内容要进行深入的研究,精心地选取教材内容,做出合理的取舍,把握好重点和难点,切实地编写好每一个教案。对同一内容的多个配方或工艺,精讲一到两个典型的配方或工艺,可起到举一反三的作用。
《精细化工工艺》课程的教材,版本较多[1]-[5],内容各有差异,笔者选用的是刘德峥主编的《精细化工工艺学》[1]。但有些章节的编排顺序没有知识连贯性,不便于教学。笔者把教材中与日用化工联系紧密的一些章节:第六章“表面活性剂”、第九章“洗涤剂”和第十章“化妆品”放在了一起,增强了教材的系统性,而且有利于学生学习时的知识迁移,有利于学生的学习。
2.理实一体化、任务引领式教学模式,提高学生学习兴趣
高职类学生生源质量相对较差,而且没有养成良好的学习习惯。如何提高学生的学习兴趣?采用理实一体化、任务引领式教学模式,效果较佳。讲解过程中,以某一个典型精细化工产品的生产为任务,以生产原理、工艺过程、工艺技术、工艺设备、原料消耗、操作技术和产品用途为主线,逐一进行,对重点、难点要讲深讲透,引导学生从多角度、多层次去理解,讲授内容宽而新,以学科的发展为大背景,了解课程基本原理在大学科中的定位及其与学科最新发展的联系。同时为了使学生能更好地理解反应原理、工艺流程、操作要点及配方中各组分的作用,以促进学生对精细化工工艺课程的深入学习,笔者采用理实一体化模式,在课堂教学中引入了一些实验内容,使课堂教学与实验有机地结合起来,如讲解聚醋酸乙烯乳液胶粘剂时,首先引入实验内容聚醋酸乙烯乳液的合成[6]配方,并对配方进行剖析。从反应原理、各组分的作用及用量、聚合温度、单体的加入方式、pH控制、搅拌速度、产品性能与测试、产品用途等方面进行系统讲解,让学生对胶粘剂的组成有一个透彻的了解。接着让学生自己到实验室动手做胶粘剂,验证刚学过知识。把理论教学与实验教学有机地联系起来,增强了学生对精细化工理论的理解和把握,提高了学生学习兴趣。
3.改革教学手段,采用多媒体、仿真手段进行教学
《精细化工工艺学》教材中有许多的工艺流程图和众多的配方,用常规方法进行教学,既难板书,又费时间,课容量将大为减少,难以完成大纲规定的教学任务。改变低效率的、落后于课程要求的教学手段,采用先进的教学手段来施行教学,才能更好地完成教学任务。多媒体、仿真技术能用图、文、声、像和动态视频等效果直观地把传统媒体技术条件下难以表述的现象与过程主动而形象地显现出来,很好地符合了这一教学的目的、任务和要求。利用多媒体教学可以使各流程中物料的流向、产物的分离、设备的功用形象生动,在有限的时间里加大课容量,可以给学生提供更多的信息量,有效地完成教学任务。化工仿真实验室可以让学生模拟工厂进行生产工艺的操作,使学生有“身临其境”的感觉,并为后续的学生进厂实习打下基础。
4.注重实践教学,利用校内外实训基地,强化技能训练
精细化工工艺学是一门实践性较强的课程。对于高职学生来说,不宜讲过多过深的理论知识,而应着重于如何培养学生的动手实践及创新能力。这是高职教育的培养目标,而要培养学生的动手实践和创新能力,搞好实践教学是关键。精细化工很多实验属于复配技术的应用,为充分调动学生的主动性和积极性,有些实验如液体洗涤剂、洗发香波、胶粘剂等,可让学生自己设计配方与实验方案,以加强动手能力的培养,极大地提高学生的学习兴趣。
《精细化工工艺学》课程与精细化工生产实际联系紧密,学生仅依赖理论教学和实验教学来学习《精细化工工艺》课程是远远不够的,必须与工厂的化工实际生产结合起来,才能让学生从更深的层次上去理解化工生产。因此,实训基地建设对《精细化工工艺》课程的教学显得尤其重要。笔者依托董事会,校企合作,把学生带出去,在湘江涂料集团、湖南化工研究院试验工场实训基地进行生产实习,与化工生产实际结合起来,使学生更好地掌握了《精细化工工艺》课程基本内容,培养了学生的实际技能。
5.改革实效
改革后的精细化工工艺学教学模式,使学生真正感觉到理论与实践结合,对精细化工产品生产与开发有比较完整的概念,加深了基础理论的理解,加强了对学生知识、技能与态度的培养。精细化工实训的教学改革效果显著:该专业学生就业率、专业对口率高;我院选手连续三年在全国石油与化工职业院校化工技能大赛中荣获团体一等奖;专业课教师团队在2008年被评为省优秀教师团队。
参考文献:
[1]刘德峥.精细化工工艺学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[2]李和平,葛虹.精细化工工艺学[M].北京:科学出版社,1997.
[3]沈一丁.精细化工导论[M].北京:中国轻工业出版社,1998.
[4]钱旭红,徐玉芳,徐晓勇.精细化工概论[M].北京:化学工业出版社,2000.
指导老师:崔执应刘萍桂霞
时间:2011年6月
校外的实习就这样结束了,现在回想起来只一周校外实习给我们带来好多影响,让我们感觉对我们的专业有了更进一步的了解,首先我感觉我们学习的专业在社会上有一定的价值,通过我我们学习的专业知识可以创造社会的需要,从而也是社会对我们化工专业的认可,化工是我们生活中重要的一部分,也是不可缺少的一部分。非常感谢学校能给我们这样的一次机会让我们去三个不同性质的有关化工的工厂去实训,让我们亲自去感受我们的专业在社会中的位置,和生活中的需要。更重要的是让我们有对我们专业认识的念头,让我们对化工专业产生强烈的兴趣,让我们对我们学习专业有了明确的方向。首先介绍一下化工行业在中国的现状。
化工行业现状:.
化学工业是一个多品种的行业,许多产品产量小,生产企业多。绝大多数产品低水平重复建设严重,生产过剩,使国内市场长期严重供过于求,给我国化工产品出口市场造成很大的压力。同时,随着我国外贸体制改革的不断深化,越来越多的企业获得了自营进出口权,有力地推动了化工对外贸易的增长。但是,由于我国市场经济刚刚建立,许多配套改革尚未完善,又由于企业缺乏外贸人才和经验,因而在我国对外贸易中也出现了不少问题:多头对外,力量分散;低价销售,自相残杀;鱼目混珠,无序竞争。这不仅使我国化工对外贸易损失巨大,也极大地影响了我国对外贸易的形象。
化工是新材料产业的重要组成部分,我国已把发展精细化工作为战略重点。在刚过去的2011年里,由于受金融危机的冲击,国内各类化工品价格全年跌幅都超过20%,其中跌幅最大的是硫磺,跌幅高达82.50%,精细化工类的草甘膦跌幅在76%。化工品价跌的同时,2011年下半年我国整个精细化工行业发展明显放缓。目前我国精细化工生产企业约8000多家,主要分布在长江三角洲、珠江三角洲和环渤海湾地区,生产的产品品种数达30000种以上,年产量约1300多万吨,年产值约3900亿元,精细化率约为40%。然而,我国的化工技术水平仅相当于发达国家20世纪80年代末、90年代初的水平;企业规模小,产品品种少,市场精细化工产品仅能满足需求的45%,很多产品需要进口,精细化工的新领域亟待开发。
精细化工细分领域主要产品方面,2011年1至11月份,医药全行业收入完成6561亿元,同比增长26%,完成利润总额645亿元,同比增长29%,增速较XX年同期下降32个百分点;农药全行业总产量173.7万吨,同比增长14.9%,产品销售率达到97%,同比提高0.97个百分点,产销两旺;涂料制造业全行业产值688133万元,同比增长19.3%;油墨行业产值39.7万吨,同比增长12.8%;染料全行业收入659117万元,同比增长2%;专用化妆品制药业产值4384909万元,同比增长30.5%。2011年国内日用化工产品消费主流转向国产品牌,由于生产成本提高,国内外日用化工产品价格大幅上涨,2011年各类化妆品税率大部分同时下调至5%。随着我国宏观调控的政策改变,以及国内经济形势的变化,精细化工细分领域各产业市场前景依然看好。
农药、染料、涂料等传统精细化工领域快速发展的同时,一些新领域精细化工产品的生产和应用也取得了巨大进步。
展望未来,我国十分重视精细化工的发展,把精细化工、特别是新领域精细化工作为化学工业发展的战略重点之一和新材料的重要组成部分,列入多项国家计划中,从政策和资金上予以重点支持。《“十一五”化学工业科技发展纲要》将精细化工列为“十一五”期间优先发展的六大领域之一,并将功能涂料及水性涂料,染料新品种及其产业化技术,重要化工中间体绿色合成技术及新品种,造纸化学品,油田化学品,功能型食品添加剂等列为“十一五”精细化工技术开发和产业化的重点。可以预见,随着我国石油化工的蓬勃发展和化学工业由粗放型向精细化方向发展,以及高新技术的广泛应用,我国精细化工自主创新能力和产业技术能级将得到显著提高,成为世界精细化学品生产和消费大国。
通过对化工行业在中国形式的观察,让我们很清楚化工行业在生活中的重要性,然后就是我们在实习中亲自观察化工行业的发展,首先我就叙述一下我们去参观的三个化工厂,具体情况如下;
我们实习的第一个工厂——合肥立昌电镀表面处理有限公司
实习时间:6月9日
实习地点:合肥立昌电镀表面处理有限公司
1.公司概况
该公司创立于XX年,主要从事电镀加工,金属材料表面处理,机械加工。主营产品或服务:电镀加工,金属材料表面处理,机械加工。主营行业:金属表面处理及热处理业。
2.工艺流程
零件→化学去油→清洗→热水洗→电解去油→回收→清洗→酸洗→清洗→电镀→回收→清洗→出光→钝化→回收→清洗→热水洗→脱水→老化→检验包装
电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式,主要与待镀件的尺寸和批量有关。挂镀适用于一般尺寸的制品,如汽车的保险杠,自行车的车把等。滚镀适用于小件,如紧固件、垫圈、销子等。连续镀适用于成批生产的线材和带材。刷镀适用于局部镀或修复。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液,无论采用何种镀覆方式,与待镀制品和镀液接触的镀槽、挂具等应具有一定程度的通用性。
在电镀时,每个厂家对机械器件度层厚度的技术要求不一,电镀厂主要是通
在该厂我们主要参观了电镀锌的生产工艺流程(是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。)与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材)。目前,按电镀溶液分类,可分为四大类:1.氰化物镀锌;2.锌酸盐镀锌;3.氯化物镀锌;4.硫酸盐镀锌。
关键词:科技时代;化工工艺;优化策略;食用油
中图分类号:TU74文献标识码: A
在科技时代的推动下,人们的生活水平不断的提高,对于生活的食物等物品的使用都有着更高更严格的要求。近年来,化工工艺的出现,为人们的生活添姿添彩,让人们的生活真正的实现了科技化的生活。化工工艺是人们进步的一个重要的标志,化工工艺在人们的生活中无处不在,因此在科技时代的发展下,化工工艺的不断优化和完善是重要的举措。
一、科技时代下化工工艺的优化重要性
(一)化工工艺市场竞争激烈
在我国国民经济不断发展的时代下,化工工艺的发展也越来越快,人民生活水平的不断提高,对化工工艺的产品的需求也日益的增加。在化工工艺企业的不断扩大下,其化工市场的竞争也日益的激烈。若化工企业要想在竞争强烈的化工行业中立足谋求发展,就必须优化化工工艺,这便可以使化工企业得到稳定的发展。
(二)化工工艺市场需要与时俱进
在新时期的不断推动下,各行各业都在不断的完善和更新自身的技术水平,但化工工艺企业要想得到合理科学的发展,就必须先从确定其市场的稳定性下手,这就要求其必须对化工产品市场结构进行不断的调整,使其满足现代化的需求。在不断的对化工工艺产品市场进行结构上的完善与优化,不但可以有效的提高化工资源的利用率,也可以促进化工企业的经济利益。
(三)化工工艺成本的有效加强
近年来,在对化工工艺不断优化的过程中,一定要不断的加强化工人员对化工工艺成本工作进行科学有效的控制,这样才能保证化工工艺生产的顺利进行与其成本的合理性。在加强化工材料成本费用的管理时,要以不影响化工材料的质量为前提,从而开展一系列的成本管理工作。
二、化工工艺--食用油程序
食用油的化工工艺流程主要是:投料、水化、脱胶、脱杂、干燥、脱食色、过滤、脱臭、养晶、脱脂、脱蜡产品。
(一)预榨菜油精炼二级食用油工艺流程:毛油过滤水化脱磷真空干燥成品油。
(二)浸出菜籽油精炼二级食用油工艺流程:浸出菜油水化(或碱炼)脱溶成品油。
(三)预榨菜油精炼一级食用油工艺流程:毛油过滤碱炼水洗脱色脱臭成品油。
(四)浸出菜籽油精炼成精制菜籽油即色拉油工艺流程为:浸出毛油水化碱炼水洗脱色脱臭过滤成品油。
三、化工工艺管理的有效加强措施
(一)化工工艺设备的管理
在新时代的推进下,科技化已覆盖全球。因此利用先进的科学技术手段对化工工艺设备进行合理的管理,这是最有效的优化化工工艺的措施之一。在对化工设备进行科学管理时,管理人员首先要定期对化工设备的性能进行检查;其次对陈旧的化工设备进行更换;最后引进合理的先进设备。对化工工艺进行科学有效的管理,不仅可以提高化工工艺设备的工作效率,也可以为化工工艺企业创造巨大的利益。
(二)化工工艺设备管理体系的完善
化工工艺设备管理体系的不断完善与规范,是化工工艺得到有效优化的重要基本内容。因为在化工工艺优化的过程中,化工设备是化工工艺组成的重要部分,若是化工设备没有得到科学有效的管理,从而也就会给化工工艺带来质量问题,使其就会影响化工工艺的优化策略。
(三)化工工艺工作人员的技术提高
化工工艺工作过程中工作人员起到了主导地位,对于化工工艺工作人员的技术需要严格要求,必须具有专业技术,这样才能使化工工艺的工作过程变得更加顺畅。通过对化工工作人员进行专业技术水平培训,这可以使使化工工艺优化策略得到稳定发展。
四、化工产品生产的运营管理措施
(一)化工产品的成组技术应用
在化工产品生产的运营管理中,化工产品成组管理技术的应用,可以使化工工艺的不同设备与产品的类型都能得到科学有效的管理,这样在一定程度上可以提高化工产品的生产管理,从而促使化工工艺企业获取巨大的经济效益。
(二)化工工艺技术的不断创新加强
化工工艺的技术一定要与时俱进,在化工工艺生产的生产过程中,化工工艺技术施工人员需要不断的加强技术方面的创新,这样才能保证化工工艺生产技术符合新时期下的要求,做到与时俱进。与此同时,在对化工工艺技术进行创新的过程中,要以化工产品为标准,从而开展一系列的工艺技术创新,这样不仅可以节约化工工艺的生产成本,还可预防化工工艺存在质量问题。
(三)化工工艺设备的合理使用
据目前统计来看,我国现阶段的化工工艺大多数都是属于精密工艺,因此在化工工艺的生产过程中,对于使用的一些刀具和其它的设备工具都需要进行合理的使用,这样合理的使用可以提高化工工艺的施工进度。对于化工产品的设计工装工艺,化工管理人员要结合化工产品的特点,对产品设计工装过程进行严格的控制,从而确保化工产品的质量。
五、化工工艺单位加强监督管理
(一)单位计划管理
对于化工工艺单位来说,加强其企业内部的计划管理的力度,可以促进化工企业的经济效益,也可以为我国的国民经济发展奠定一定的基础。且内部管理人员通过加强员工的工作意识,从而可促进化工工艺结构的完善,这样也就提高了化工工艺的操作流程,降低化工工艺质量问题的发生。
(二)工艺产品的库存合理化
化工工艺的库存部门其主要的工作任务就是对,化工工艺生产出的产品进行有效科学的控制。但是在开展化工产品库存的过程中,若是化工产品量库存太多,从而就会影响到化工企业的周转资金,当但确保化工市场工序平衡,相反之若是化工产品库存量少,从而就会缓解化工产品的市场需求。因此要想对化工产品量进行合理的控制,化工管理人员就要对化工市场进行调查了解,使其准确知道化工产品市场的需求,从而确保化工工艺的生产的平衡。
(三)化工产品的质量管理提高
化工工艺所生产的化工产品中最重要的部分就是化工工艺材料,化工工艺的材料的好坏,直接影响了化工产品的质量的好坏。要想使化工产品的质量得到控制,化工管理人员就必须加强化材料质量管理的力度,并且对所有工作人员分化岗位职责,使其确保化工产品的质量得到控制。
六、化工工艺技术的优化
(一)生物技术优化策略
化工工艺技术的优化过程中,其生物技术的优化主要体现在,这种技术主要采用了科技水平手段对微生物进行试验,从而对化工工艺中的原材料进行分析和研究,检验其是否符合标准。而化学工艺中的微生物技术,通过把活细胞放在压力环境和温度环境下使其发酵,由此把原材料变换为先进新型化工产品。并也可通过酶催化剂和固定化酶化学材料,把微生物转换为新型化工产品,且这种工艺还相对的简单。通过运用酶催化剂和固定化酶方法对进行制作,使其可提高化学工艺的总质量,并还可降低化工工艺成本费用的支出。
(二)精细化工技术应用
在化工工艺技术中的精细化工技术已经被广泛的应用,这种精细化工技术具有一定的复杂性,但也具有很多优点,例如:功能齐全、技术含量高等等。通过用化工工艺中的精细化工技术对化工工艺和化工产品进行调整,可以使化工产品的产能与质量得到提高。而化工工艺中的精细化工技术,又分为新型粉体技术、新型分离技术、新型催化技术,这三种技术的特点就是都具备了科学计算含量,从而促进化工工艺的优化。
结束语:
伴随我国国民经济的不断进步,化工工艺的的不断优化与改进,已经成为我国科技生成的核心内容之一。化工工艺的优化可以提高化工工艺的质量,为人们的生活带来便捷,为化工企业带了可观的经济效益。
参考文献:
[1] 仪明国.科技时代下化工工艺的优化策略[J].化工管理,2013(24).
[2] 刘发贵.浅析科技时代下化工工艺的优化策略[J].化工管理,2014(20).
[3] 刘魁.陈煌.雷志敏等.风电叶片涂层性能影响和固化工艺的实验研究[J].涂料工业,2013,43(3).
关键词:草甘膦废水;微电解;臭氧-生物炭
中图分类号:X78 文献标识码:A
1 现有系统及工程分析
1.1 现有工艺流程
现有废水处理系统采用厌氧+好氧工艺。
流程说明:废水首先进入调节池,均匀水质水量;调节池废水经提升泵进入UASB系统,对污染物进行有效去除;UASB出水进入接触氧化系统,彻底去除有机污染物;生化出水经过滤池排放。
1.2 现有系统运行情况及分析
1.2.1 由于草甘膦废水盐份过高,水质不稳定,导致现有系统无法满足生产要求。总结现有系统工艺流程,存在以下问题:
(1)高盐份母液废水没有经过脱盐预处理,直接混合综合废水,导致生化系统崩溃,微生物无法存活、增殖。
(2)综合废水没有经过有效的物化预处理,系统负荷高,生化能力有限,无法满足达标排放要求。
(3)综合废水生化处理系统末端没有强化物化、生化处理措施,不能保证系统稳定达标,没有保证措施。
1.2.2 通过我单位技术人员现场调查,现有系统还存在工程设计和设备上的一些问题,主要表现以下几点:
(1)有些设备年久失修,已经不能满足生产要求,需要更换,比如部分生物填料、阀门、部分管道等。(2)板框压滤机的安装尚未完成,出水装置未安装完毕,另外,考虑到操作工人操作方便,板框压滤机需要增加基础抬高,并设置排水系统。(3)需要设置专门的药剂、污泥堆放场地,并设置防雨、排水措施。(4)风机的安装缺少出口消音器,噪声无法满足相关标准要求。(5)管道及部分设备防腐措施不够完善,比如进水管、UASB出水槽等。(6)沉淀池没有相应的污泥、污水消能装置(导流筒)以及出水堰等,会导致污泥沉淀不完全,出水携带大量悬浮物或者生化污泥。
1.3 改造工程重点、难点及应对措施
废水处理工程是一项系统工程,涉及多种学科技术,受各种影响因素制约。本研究小组在企业生产工艺以及废水排放情况进行深入调查基础上,总结该废水处理改造工程重点、难点如下:
(1)废水中有机物含量高,达标处理难度较大。(2)废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用,当废水中的氯根离子超过3000mg/L时,一些未经驯化的微生物的活性将受到抑制,COD去除率会明显下降;当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时,会造成污泥体积膨胀水面泛起大量泡沫,微生物相继死亡。(3)高浓度有机物浓度对生化系统中微生物具有一定的抑制性甚至毒性,严重影响生化效率。(4)现有处理设施常年不使用,有些设备陈旧、不完善,需要更换或者新增。(5)建设工期短,企业环保压力大,要求短时间内完成工程建设。
针对本工程重点难点分析,本小组结合大量工程实践经验,采用先进的废水处理技术,将微电解技术、催化氧化技术与生物技术结合,优化控制参数,主要从以下几方面着手满足工程需要:
(1)进行清污分流、浓淡分流,严格控制进水污染物浓度,特别是COD浓度不高于6000mg/L。
(2)将高含盐废水单独收集,单独处理,避免混合后对综合废水造成不良影响。
(3)采用先进的微电解技术,对综合废水进行预处理;后续催化氧化技术与生物活性炭技术作为废水处理保障措施,保证处理出水稳定达标;采用新型生物工艺,密切结合微生物固定化技术,引进高效菌种,提高生化效率,特别是脱氮效果。
(4)充分利用现有设备,对部分设备进行维修,更换部分设备。
(5)充分利用现在构筑物,不新建土建工程;优化施工组织设计方案,保质保量完成废水处理改造工程。
2 工艺选择
生物技术是精细化工废水处理的主要手段,传统的生物技术对有机物的脱除效率在60%~80%之间,还有相当一部分处理不能达到国家和地方排放标准,其主要原因是微生物收到这些有机污染物的毒害和抑制作用。
物化法成为精细化工废水必选的处理方法,正在精细化工行业环境保护中起着越来越重要的作用,许多新方法也在不断地涌现,他们为我国的环境保护和精细化工行业发展起到了都很大的促进作用。
母液废水含盐量较高,约在200000mg/L左右,考虑到废水的达标处理,并且结合废水中具有较大的氯化钠回收价值,故该废水需要进行脱盐处理。母液的蒸发处理保证冷凝水盐份低于1000mg/L。
微电解反应器技术主要作用机理为:(1)络合、混凝作用,微电解反应连续释放的Fe2+成为络合剂和高效混凝剂;(2)还原作用,微电解产生的新生态氢使某些染料的显色基团脱色;(3)氧化作用,微电解产生一定量的新生态氧具有很强的氧化性,可氧化一部分无机物和有机物。
臭氧生物活性炭采取先臭氧化后活性炭吸附,在活性炭吸附中又继续氧化,充分发挥活性炭吸附和臭氧氧化的作用。
3 工程设计
3.1 工艺流程说明
综合废水进入废水调节池,池内设置穿孔曝气管,鼓风曝气,改善废水生化特性。调节池废水经提升进入微电解池,池内保持酸性,利用铁碳微电池的作用去除废水中有机污染物。微电解出水中和、混凝反应,经沉淀池进行泥水分离。综合废水经提升进入A2/O生化处理系统,利用微生物的作用去除废水中有机污染物。厌氧工艺采用UASB形式,池底设置循环泵布水装置,池顶设置三相分离器,兼氧生化池、好氧生化池内设置高效生物填料,兼氧池内设置穿孔曝气管,好氧池设置风机等。生化反应泥水混合物在二沉池中分离,上清液进入后续混凝沉淀处理,底部污泥经污泥回流泵输送至前端生化系统,剩余污泥至污泥浓缩池。生化反应出水进入混凝沉淀池,彻底去除废水中胶体污染物及生物污泥碎片,确保达标排放。
3.2 技术特点
微电解技术作为预处理,能除部分有机物,提高废水可生化性,B/C比可提高0.2~0.3左右;采用A2/O工艺,具有脱氮除磷效果,利用缺氧微生物能耗低,提高废水生化性的特点,引入高效菌种,培养优势菌群;采用高效生物填料,利用生物固定化技术;引入高效脱氮菌,氨氮负荷达到0.2kg/m3od;采用催化氧化技术,氧化难生化降解有机物,提高生化性;采用生物活性炭技术,利用活性炭吸附和生物再生的双重作用,确保废水达标排放;设置高效滤池-吸附池结合技术,为达标排放提供保障。
参考文献
一、课程现状
目前多数高职化工工艺类课程的授课方式以教师的理论讲授为主,学生被动接受,对知识的感性认识不足;教材内容组织结构固定,不能体现地方化工企业工艺岗位群的知识需求,无法与地方化工企业主打产品的工艺形成良好对接:课程评价方法多以终结性的理论考试为主,考完就忘,谈不上对知识的理解运用。对此,为更好地贯彻“以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合的发展之路”的高职办学指导思想,形成能力本位的课程模式,笔者认为有必要对高职应用化工技术专业化工工艺类课程体系进行改革。
二、课程改革的思路
l.精选内容,整合课程,自编教材
本着高职教学“以应用为目的,必需够用为度,加强针对性实用性”的方针,建议将三门课程的传统内容进行整合,形成一门新的综合性化工工艺类课程,自编授课教材,
课程内容的选取以适应行业企业的需求为原则,.注重与学生职业能力的良好对接。具体实施上:①对院校周边各化工企业进行调研,广泛听取企业或行业专家的意见。②大量收集毕业生的就业反馈信息,明确化工工艺岗位群的知识需求。③最终以区域经济发展和学生就业为导向,确定有机、无机、精细三种工艺内容的比例。教材中可适当加入企业文化、企业工艺技术发展过程等内容的介绍,为学生提供就业面试信息的同时,兼顾学生职业道德和人文素质的培养。
2.完善校内外实习实训基地建设,增大实践教学比例
应用化工技术是典型的工科专业,就业岗位对实践技能的要求远远超过理论知识,化工工艺作为专业核心课程,是培养和锻炼学生实际动手能力的重要平台。因此,必须有完善配套的校内校外实习实训基地进行实践教学,尽可能地实现工艺生产过程的再现,让学生接触实际的生产工艺流程。基于化工行业的特殊性,在校内建设真实的工艺生产流程是不实际的,所以校内实训基地的建设可以单元操作模拟、仿真实验室为主,最重要地还是要多发展校企合作企业,与企业密切接触,大力发展“厂中校”,加大现场教学的力度。
3.改革教学方法与手段,实现“项目引导,教、学、做一体化”
教学方法上,课程整合后应由理论向实践逐步倾斜,注重专业技能的培养,使教学方法和模式更加符合技术应用型人才的培养目标。可综合采用动画演示、视频播放、仿真教学、现场教学等多种方式。如一些危险性较大的生产工艺,可采用视频播放和仿真教学的方式;其它工艺过程,在客观条件允许的情况下,尽可能地采用现场教学模式,以增强授课内容的直观性。具体教学实施过程,可将同一产品的生产工艺作为一个项目,充分利用校内外实习实训资源,理论教学与实践教学同步进行,或在完成理论教学之后,立即进行相关的实验或实训,理论与实践穿行。学生根据自己的就业倾向,可重点选修某些工艺项目,提高学习和就业针对性。
4.优化教师资源配置,提高授课效率
在教学团队的组成上,做到专兼职教师合理搭配。一方面充分发挥专职教师课堂理论教学的优势;另一方面,充分利用企业兼职教师丰富的实践工作经验,配合课程的现场教学。
5.建立合理有效的学生考核体系
新的课程体系、教学内容、实施手段必须有新的考核方式与之匹配。应改革传统的期中、期末考试制度,建立理论考试和实践动手相结合的学生评价体系。应重视学生的学习过程,在保留一定比例理论考试的基础上,引入实地流程讲解、流程设计分析、小论文、仿真操作等考核方式,将实践技能的学习与考核和谐统一。
三、课程改革的意义
通过对三门工艺课程的整合,削枝强干,提高了教学内容的实用性和针对性,学生学习目标更加明确。自编的综合性工艺教材,便于体现工艺类知识的整体性和联系性,启发学生对比认识不同工艺的特点,形成合理、互通的知识结构和认知结构。 “知识+技能”的全方位考核方式可弥补部分学生理论基础较差的现状,增加其学习的信心和动力。
校内外实践基地的建设,将理论教学、仿真训练、现场参观、实际操作融为一体,实现了“教、学、做一体化”的教学模式。理论知识和实践技能有机结合,增强了学生对生产工艺流程的感性认识,加深了对知识的理解,学习效率和教学效果大大提高。教师在组织和实施现场教学的过程中,有机会参与企业的各项生产经营活动,一方面提高实践能力,重构教学能力,提高双师素质:另一方面更加了解现代企业需要怎样的技术人才,使教学更加具有目的性、实用性。
关键词:化工废水;水解酸化;改良型卡鲁塞尔氧化沟;臭氧接触氧化
中图分类号:X703 文献标识码:A
某化工园区位于河南省东北部,濮阳市东侧,本污水处理工程服务区域主要为两个化工园区和临近的一个城镇三个区域,其中两个化工园区相邻,位于濮阳市和范县之间的过渡地带,临近城镇位于化工园区的南侧。由于靠近中原油田,两个化工园区的工业类型均以精细化工、玻璃制品、电光源、石油化工为主,临近城镇主要为居住区。本工程拟收集两个工业园区工业废水和临近城镇生活污水混合后处理,不但可以充分服务周围居民和企业,而且可以改善工业废水可生化性,减少污水处理工程的运行费用。
1 设计进、出水水质
1.1设计进水水质
根据污水量预测,确定工业废水量约占总污水量的90%(其中精细化工、石油化工类工业废水约占46%,造纸工业废水约占26%,其它各类型工业废水约占18%),生活污水量约占10%。根据园区规划环评资料以及工业企业项目环评批复,确定造纸工业废水执行《制浆造纸废水污染物排放标准》(GB3544-2001),石油化工、精细化工及其它类型企业废水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级标准,生活污水水质根据《室外排水设计规范》确定,根据各类型企业废水量和生活污水量所占总污水量比例以及污废水的执行标准情况,进行加权平均,并结合石油化工、精细化工废水可生化性低的实际情况,最终确定本工程设计进水水质,如下表所示:
1.2设计出水水质
本污水处理厂出水排入厂区北部的河道,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准,设计出水水质如下
2 污水处理工艺流程
2.1二级生化处理工艺
本工程进水中主要以工业污水为主。原水可生化性一般,因此需设计水解酸化工艺提高污水的可生化性。本工程二级生化处理单元采用“水解酸化+改良型卡鲁塞尔氧化沟”工艺。
水解酸化池可将原污水中大分子以及难生物降解物质被水解为小分子的有机物,如有机酸、醇等,缩短了后续好氧生物处理的水力停留时间,提高了处理效率,降低了溶解氧的需求量。相对其它厌氧反应,水解酸化适应条件更为宽松,水解酸化相比混合厌氧消化系统产气量可以忽略不计。由于微生物种群的差异,水解酸化―好氧处理工艺中的水解酸化段的最终产物为溶解性有机物,各种形态的有机酸和醇,以及二氧化碳,个别情况下,有极少量的甲烷。
改良型卡鲁塞尔氧化沟,是在普通卡鲁塞尔氧化沟前增加预反硝化区,由于其特殊的预反硝化区的设计,在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合;剩余部分包括好氧和缺氧区,用于进行同时硝化反硝化,也用于磷的富集吸收。沟内的表曝机,实现沟内水体的推流、混合和充氧。系统的供氧量可以通过控制沟内表曝机运行台数的多少进行调节,另外从节能的角度考虑,每座沟中还装有一定数量的推进器用于保证混合液具有一定的流速,以防止污泥在进水有机物含量低的情况下发生沉淀。
在改良型卡鲁塞尔氧化沟池中,混合液流经曝气好氧环境后,氨态氮发生硝化反应,转化为硝酸盐氮。随着水流在沟道中的流动,混合液逐渐进入缺氧状态。部分处于缺氧状态并富含硝酸盐的混合液通过沟道一侧的狭窄通道进入缺氧池(前反硝化区)。在缺氧池中,缺氧状态的混合液与污水原水混合,原水中富含的BOD作为碳源,驱动反硝化反应过程。在此过程中,硝酸盐氧化部分BOD,同时自身被还原,生成氮气散逸于空气中。
氧化沟好氧与缺氧段的控制是由自动控制系统控制,由溶解氧测定仪控制表面曝气机的运行、停止及调速来实现的。
改良型卡鲁塞尔氧化沟除具有一般氧化沟的优点:流程简单、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定和易于维护管理。其独特之处还在于:
① 出水水质好,除磷脱氮效果好,运行稳定,耐冲击负荷;
② 工艺简单,管理方便;
③ 污泥稳定,剩余量少;
④ 自动化要求程度相对较低。
2.2三级深度处理工艺
本工程三级深度处理单元拟采用“高效沉淀池+连续流动床过滤+臭氧接触氧化”工艺。
高密度沉淀池工艺是在传统的平流沉淀池的基础上,充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论,把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。主要基于四个机理:独特的一体化反应区设计、反应区到沉淀区较低的流速变化、沉淀区到反应区的污泥循环和采用斜管沉淀布置。反应池分为两个部分:快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。快速混凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央,在圆筒中间安装一个叶轮,该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合,并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能。矾花慢速地从预沉池进入到澄清池,这样可避免矾花破碎,并产生涡旋,使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层:上层为再循环污泥的浓缩,下层是产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽进行水力分布,斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄清池下部,形成的污泥也在这部分区域浓缩。
连续流动床过滤集絮凝、沉淀、过滤为一体,兼有絮凝和过滤的作用,连续流动床过滤基于逆流原理,原水自进水管进入,通过位于设备底部的布水器均匀布水进入过滤,逆流过滤,经过滤后的清水由过滤顶部溢流出水。截流污染物的脏砂从设备的锥形底部被空气提升泵运送到顶部的洗砂器,经紊流作用和机械作用使污染物从活性砂中分离出来,杂质通过清洗水口排出,净砂返回砂床。
连续流动床过滤工艺具有如下优缺点:
①由于循环使污泥和水之间的接触时间较长,从而使药耗量低于其他沉淀装置,与常规三段式工艺相比,可节省30%~40%的化学药剂;
②无需反冲洗水泵、风机及阀门等,系统简化,装机功率小,易管理维护、系统简化;
③模块化结构,结构紧凑,节约用地、易于改扩建。
④独特的结构形式,保证底部污染严重的滤料率先得以清洗,比传统的砂滤更有效率,减少自用水量;
⑤运行及维护费用低。
考虑到本次工程污水经二级三级处理后,仍存在难降解污染物的情况。同时参考国内同类型园区污水处理的情况,本次工程设计采用臭氧接触氧化法加强深度处理。
臭氧很不稳定,在常温下即可分解为氧气。臭氧、氯和二氧化氢的氧化势(还原电位)分别是2.07、1.36、1.28V,可见臭氧在处理水中是氧化力量最强的一种。臭氧的氧化作用导致不饱和的有机分子的破裂。使臭氧分子结合在有机分子的双键上,生成臭氧化物。臭氧化物的自发性分裂产生一个羧基化合物和带有酸性和碱性基的两性离子,后者是不稳定的,可分解成酸和醛。
臭氧与有机物以三种不同的方式反应:一是普通化学反应;二是生成过氧化物;三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物质二甲苯与臭氧反应后,生成无毒的水及二氧化碳。所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物的反应,是在有机化合物原来的双键的位置上发生反应,把其分子分裂为二。由于臭氧的氧化力极强,不但可以杀菌,而且还可以除去水中的色味等有机物,这是它的优点,然而它的自发性分解性、性能不稳,只能随用随生产,不适于储存和输送,这是它的缺点。当然,如果从净化水和净化空气的角度来看,由于其分解快而没有残留物质存在,又可以说成是臭氧的一大优点。
由于臭氧的强氧化性,在污水处理工程常用来去除污水中难生物降解部分COD,或提升污水可生物降解性能,即提高污水的B/C值。臭氧与水中的有机物反应是极其复杂的,通常是通过两条途径来进行,即臭氧的直接氧化反应和臭氧分解产生羟基自由基的间接反应。臭氧氧化可将水中部分有机物直接彻底氧化为CO2和H2O,表现为直接去除COD的作用;臭氧氧化亦能够改变有机物的结构特性,虽然有机物总量不会有所改变,但是大分子有机物降解为可生物降解的有机物,为臭氧氧化与其他生物处理工艺的组合创造了条件。
2.3消毒及污泥处理工艺
本工程消毒拟采用二氧化氯消毒,二氧化氯消毒不但杀菌效果好,无气味,现场制取,有定型产品,用量少,作用快,在水中的活性至少可维持48小时,而其有效期比氯长且不会产生有毒有害物质。
另外,由于臭氧也具有较强的杀菌效果,因此如果本工程三级深度处理单元臭氧接触氧化开启时,二氧化氯消毒段可不开启。
本工程污泥处理单元,采用带式浓缩脱水一体机对剩余污泥进行浓缩脱水,将含水率降至80%的剩余污泥运送至濮阳市污泥处置厂处理。
本工程污水处理工艺流程如下:
粗格栅、提升泵房细格栅、旋流沉砂池
调节池水解酸化池选择池厌氧池改良型卡鲁塞尔氧化沟二沉池高密度沉淀池连续流动床过滤
臭氧接触氧化二氧化氯消毒出水
3 主体处理工艺设计
3.1 水解酸化池
水解酸化池采用钢筋混凝土结构。一座四格。具体设计参数如下:
设计流量:1250m3/h
设计水力停留时间:6h
设计有效容积:7500 m3
配套高效脉冲布水器4台,单台水量8000 m3/d
3.2 改良型卡鲁塞尔氧化沟
改良型卡鲁塞尔氧化沟采用钢筋混凝土结构。共设置2座。具体设计参数如下:
设计流量:1250m3/h
设计水力停留时间:23h
设计单池有效容积:14375m3
设计渠道宽度:8m
设计混合液污泥浓度:3.5~4g/L
有机污泥负荷:0.047~0.054kgCOD/(kg
MLSS・d)
最大需氧量(SOR):760kgO2/h
设计污泥产率:1.2kgSS/kgBOD5
设计污泥回流比:100%
设计污泥龄:17.4d
配套设备:
①恒速型强化提升型立式倒伞表面曝气机2台,叶轮直径3.25米,充氧能力:≥2.1kgO2/kwh;
②调速型强化提升型立式倒伞表面曝气机2台,叶轮直径3.25米,充氧能力:≥2.1kgO2/kwh;
③潜水推流器12台,叶轮直径1.4米。
3.3二沉池
二沉池采用周边进水、周边出水的辐流式二沉池,排泥采用虹吸排泥。共设置2座。具体设计参数如下:
设计流量:1250m3/h
设计表面负荷:1.02m3/m2・h
设计单池内径:28m
设计有效水深:4.5m
配套设备:
中心传动单管吸泥机
3.4高密度沉淀池
共设置1座,2组。每组均可单独运行。每池均有独立的反应单元,由混合区、推流反应区、沉淀区和浓缩区组成。具体设计参数如下:
设计流量:1250m3/h
混合区混合时间:55.8s
絮凝反应区反应时间:8.8min
沉淀区和浓缩区表面负荷:8.3m/h
配套设备:
①快速搅拌器:1套,功率4kW;
②絮凝反应器:2套,功率3kW;
③絮凝反应筒:2套;
④浓缩刮泥机:2台,直径8.2米;
⑤污泥回流泵及剩余污泥泵:
6台,Q=16m3/h,H=20m,P=4kw
3.5连续流动床过滤池
连续流动床滤池采用连续冲洗连续过滤的连续砂过滤单元,共设置4组,每组共6个单元,且单元互通,过滤速度8.56m/h。组数可根据现场实际情况进行调整。共2座连续流动床过滤,高度H=2m。具体设计参数如下:
设计流量:1250m3/h
数量: 24个
过滤器面积:6.0m2/套
砂床高度:2000mm
3.6臭氧接触池
连续流动床过滤池的出水在接触池内进行高级氧化后,达标排放。若前期水质较好的情况下,污水经过连续流动床过滤池后,出水可满足达标排放的要求时,无需投加臭氧,仅在臭氧接触池加氯消毒处理。因此考虑臭氧接触池与接触池合建。具体设计参数如下:
数量一座
接触时间≥30min
有效水深h=5.6m
有效容积V=768m3
配套设备:
①臭氧发生器:2台,空气源,单台产气能力15kg/h,额定浓度30g/Nm3,功率P=240kW/台;
②空气压缩机:2台,13.8 Nm3/min,排气压力0.7Mpa;
③冷冻干燥机:2台,处理能力Q=17m3/min;
④冷却水循环泵:1台,流量120m3/h,扬程20m。
关键词:化工工艺;萃取剂;选择
在化工生产中,不断使用了很多的新兴技术,其中精细化工就是出现的新兴学科,而且得到了很大的发展。在化工分离技术方面萃取技术得到了很大的发展,这样不仅仅可以提升精细化工的技术水平,同时也能更好的完善相关的技术理论,使其得到更好的应用。在化工生产中,萃取就是利用化合物在两种不同的溶液中溶解度和分配系数不同,使化合物从一种溶液中转移到另外一种溶液中。在萃取的过程中,萃取剂的作用是非常大的,而且它可以决定萃取工艺的操作,同时对合理性和经济性也是有很大影响的。因此,在化工工艺中,为了保证萃取可以顺利的完成,对萃取剂的选择一定要特别的重视。
1 化工工艺流程简介
化工工艺流程就是将原材料通过化学反应的方式来进行转换,使之成为产品的过程。在化工工艺流程中,大致有三个步骤。第一步,要将原料和化学反应所需的规格状态相符,先要对使用的原料进行处理,因为不同的原料在进行处理的时候使用的方法是不同的。对原料的处理要有明确的针对性,这样才能更好的进行处理。第二步,要使处理过的原料在合适的压力和温度环境下进行化学反应,通过化学反应才能得到产品,在化学反应的过程中也是会有一定的转化率的,也就是对原料的投入和产出是一定的比例的。在进行化学反应的时候,采用的方式是有很大的不同的,有些原料要进行氧化,有些原料则是要进行还原,采用何种反应方式要根据原料和得到的产品来决定。第三步,要对化学反应出的产物进行精制,将混合物中的杂质进行分离,得到目标产品。在生产的过程中每个生产的环节都是有相应的操作条件和特定的设备的,这是化学工艺中的特殊性。但是在化学生产中对材料的使用和方法的选择或者是流程的组织都是有一定规律可以进行遵循的,这样就使得化工工艺在使用的时候也是有一定的共性的。化学工艺可以顺利的进行,一定要使用到很多的专业知识,在生产中,对原料的选择也是非常重要的,同时在化工工艺流程中,自动化生产也已经慢慢成为了发展的趋势。
2 选择萃取剂的基本原则
为了更好的进行化工工艺的操作,同时为了保证操作的质量,在生产中得到想要的产品,在进行萃取的时候,一定要选择好萃取剂,在选择萃取剂的时候一定要保证满足以下条件。选择的萃取剂要有良好的选择性,在进行物质分离的时候可以更好的保证分离的系数,分离的系数越大萃取剂就越好。选择的萃取剂要保证其具有良好的物力性质,同时要保证化学稳定性,只要这样在进行萃取的时候才能更好的保证质量。选择的萃取剂要保证良好的萃取速度,同时要保证物有所值,在选取萃取剂的时候,价格高的不一定效果就好。萃取剂在使用的时候一定要保证操作的安全,就是要保证萃取剂是没有毒的,而且要保证没有刺激,在使用的时候挥发效果要保证非常准。
萃取剂在使用的时候要做到有很强的反萃取能力,在使用萃取剂的时候一旦萃取的环境发生改变,萃取的物质也能非常容易从有机物质转化为水,这样就要求萃取剂的反向能力。萃取剂在萃取的过程中是非常重要的。萃取剂容易制备是保证萃取可以顺利进行的前提条件,但是现在可以完全具备萃取条件的萃取剂是非常少的,因此在选择萃取剂的时候一定要做到可以抓住关键的问题。要根据生产的实际需要和生产的条件来进行萃取剂的选择,同时在进行选择的时候,一定要确保选择的正确性。萃取剂的选择原则不仅仅可以适用于化工工艺中,在其他生产中也是可以得到应用的。为了更好的进行化工工艺流程中萃取剂的选择,可以对正规溶液理论进行分析,对萃取剂的选择进行更好的比较。正规溶液理论都是在一种很理想的情况下存在的,这种溶液都是经过很简单的形式,,同时是直接从纯物质中得到的,因此这种溶液在理论上是存在着很多问题的。但是正规溶液理论在使用范围上也是非常广的,在萃取剂的选择上也是非常有特点的。为了更好选择萃取剂,不管使用何种物质作为原料,一定要避免使用错误的萃取剂,导致错误的发生。
3 萃取剂选择过程中应当注意的问题
萃取作为一种经典的化工分离方法,在分离科学及化工领域占有十分重要的地位。实际上,其本质是利用萃取剂将物质由亲水性转化成疏水性,最终达到分离的目的。从这一点考虑,我们就可以看出萃取剂的重要性。因此,在选择萃取剂过程中我们除了要遵守以上基本原则外,还必须注意以下问题。
3.1 考虑萃取剂应有高的萃取容量。萃取容量就是在最优条件下,单位萃取剂的量能够保留一个强保留分离物的总量,反映的是单位浓度的萃取剂对被萃取物质的萃取能力。通常情况下,容量高的萃取剂能够从混合物中充分除去其他杂质,保留目标物质。因此,在选择萃取剂过程中应当充分考虑到这一点。比如,用萃取方式处理酸化后的废水能够有效消脱除废水中的有机物。环乙醇、环乙烷、苯等都是适合的萃取剂,应当选择哪一种才能具有良好的萃取效果呢?为了在三者之间选择萃取容量最高的萃取剂,本文用三种萃取剂分别对废水进行了实验验证,我们可以看出对酸化废水萃取效果较好的萃取剂是环己醇,COD,去除率几乎达到60%,足见其具有其他溶液不可比拟的萃取能力。因此,选择环己醇处理酸化后的废水效果较好。
3.2 萃取剂与料液的互溶性要低,与料液有一定的密度差。在这里,料液主要是指水。萃取剂的水溶性要小、油溶性要大,即在水相中溶解度小,在稀释剂中溶解度要大。这种条件下,萃取剂易与水相分层,不生成第三相、不发生乳化等现象。简单地说,与水密度差极大的萃取剂,不容易与水相溶,分离效果更好。比如,四氧化碳的密度为1.595g/m3,水的密度为1g/m3 (4℃);经过数字对比后发现两者密度相差较大,四氧化碳微溶于水。因此,利用四氧化碳萃取目标产物,不易与水相容可以选用。
3.3 保证萃取剂熔点低、沸点不宜太高、相对密度小、粘度低、腐蚀性低等具有这些化学性质的萃取剂通常具有良好的化学及热稳定性,良好的化学及热稳定性正是优秀萃取剂的必备条件。换言之,不具有这些优良化学性质的萃取剂应当发挥不了良好的分离效果。比如,煤化工污水含有较大比重的酚有害物质,需要进行利用萃取剂降低其含量。当前,煤化工溶剂有重苯溶剂油、重苯、粗笨、二异丙基醚等物质。这些萃取剂的萃取效率基本都高于90%,但由于二异丙基醚不易乳化、沸点较高不易挥发,其他物质不是宜乳化、易挥发,就是容易造成二次污染。综合考虑后,二异丙基醚成为煤化工酚水处理的最佳萃取剂选择。
4 结束语
在化工工艺流程中,萃取是非常重要的环节,在萃取中,萃取剂的选择是至关重要的。选择萃取剂的时候一定要做到非常的谨慎,只有这样才能更好的选择出萃取剂。为了保证化工工艺流程可以顺利进行,要选择具有化学及热稳定性高、选择性高、容量高、熔点低、相对密度小等优点的萃取剂,同时保证其具有良好的萃取速度和稳定的化学性能,以便得到充分的目标物质。
参考文献
关键词:化工行业;二氧化碳;两阶段核算模型;减排潜力;
作者简介:顾佰和(1987-),男(满族),辽宁丹东市人,中国科学院科技政策与管理科学研究所,博士研究生,研究方向:绿色低碳发展战略与政策分析.
1引言
化工行业是经济社会发展的支柱产业,同时也是耗能和温室气体排放大户。国际石油和化工联合会的统计数据显示,2005年世界二氧化碳排放量约为460亿吨,其中化学工业的二氧化碳排放为33亿吨,约占7.1%[1]。中国是世界上最大的化工制品国之一。其中合成氨、电石、硫酸、氮肥和磷肥的产量均排名世界第一[2]。2000年到2010年,中国的化工行业工业产值增长迅速,其中几种主要化工制品例如:乙烯、电石、烧碱、硫酸、甲醇、硝酸等产品的产量在此期间增长了50%以上。2000-2010年化学原料及化学制品制造业能源消费量逐年上升,年均增长8.86%[3],占全社会能源消费总量的比重基本保持在10%左右。
我国化工行业产品结构不合理,高消耗、粗加工、低附加值产品的比重偏高,精细化率偏低。美国、西欧和日本等发达国家和地区的化工行业精细化率已经达到60%~70%,而目前我国化工行业的精细化率不到40%。且我国化工行业工艺技术落后,高耗能基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右,因此我国化工行业存在较大的节能减排空间[4]。那么我国化工行业到底有多大的减排潜力,如何预测化工行业的温室气体减排潜力成为决策者和研究人员关注的焦点之一。
国内外学者围绕行业温室气体减排潜力评估展开了一系列研究,但研究集中于钢铁行业[5-6]、电力行业[7-8]、交通行业[9-10]、水泥行业[11-12]等产品结构较为单一的行业。而由于化工行业的产品种类繁多,且工艺流程各不相同,目前对于化工行业的温室气体减排潜力研究,从研究对象上主要集中于少数几种产品和部分工艺流程。Zhou[13]等全面细致的核算了中国合成氨生产带来的二氧化碳排放和未来的减排潜力,并据此提出了促进减排的政策措施。Neelis[14]等学者从能量守恒的角度研究了西欧和新西兰化工行业的68种主要工艺流程理论上的节能潜力。IEA[15-16]在八国集团的工作框架下,评估了化学和石油工业中49个工艺流程应用最佳实践技术(BestPracticeTechnology)短期内所带来的能效改善潜力。Patel[17]针对化学中间体和塑料等有机化学品给出了累积能源需求和累积二氧化碳排放量的核算流程和核算结果。
就关注的减排影响要素而言,主要涉及技术和成本两方面。技术层面上,Park[18]等通过调查五种节能减排的新技术,使用混合的SD-LEAP模型评估了韩国石油炼制行业的二氧化碳减排潜力;Zhu[19]从技术进步的视角采用情景分析方法从整个行业的层面研究了中国化工行业的二氧化碳减排潜力,并提出一系列促进化工行业碳减排的措施;卢春喜[20]重点概述了气-固环流技术在石油炼制领域中的研究与应用进展;王文堂[21]分析了目前化工企业节能技术进步所遇到的障碍,并对促进企业采取节能减排技术提出建议。成本方面,Ren[22]等对蒸汽裂解制烯烃和甲烷制烯烃两种方式的节能和碳减排成本进行了对比;戴文智等[23]将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分,构建了混合整数非线性规划(MINLP)模型,优化了多周期运行的石油化工企业蒸汽动力系统;高重密等[24]从综合效益角度出发提出了化工行业实施碳减排的相关建议以及化工园区实施碳减排的管理模式;何伟等[25]设计了节能绩效-减排绩效关系图及节能绩效、减排绩效与经济效益协调关系三角图。
在研究方法上,通过对以上文献的归纳,不难发现情景分析已成为行业温室气体减排潜力的主流分析框架。已有的国内外大部分相关研究都采用情景分析方法[5-12,13,18,19]。情景分析方法是在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上,通过对未来详细地、严密地推理和描述来构想未来各种可能的方案[26]。相比弹性系数法、趋势外推法、灰色预测法等传统的定量预测方法,情景分析法以多种假定情景为基础,强调定性与定量分析相结合。情景分析法在进行预测时,不仅可根据预测对象的内在产生机理从定量方法上进行推理与归纳,还可对各不确定因素(自变量)的几种典型的可能情况采取人为决策,从而更为合理地模拟现实。因此,情景分析法更加适用于影响因素众多、未来具有高度不确定性的问题的分析。此外,情景分析法与传统预测法还有一点显著不同。传统预测法试图勾绘被预测对象未来的最可能发生状况,以及这种可能程度的大小。而情景分析法采取的是一种多路径式的预测方式,研究各种假设条件下的被预测对象未来可能出现何种情况。在情景分析中,各种假设条件不一定会自然出现,但通过这样的分析,可帮助人们了解若要被研究对象出现某种结果需要采取哪些措施以及需要何种外部环境。
综观国内外学者的研究,有以下特点:从研究对象上来说,更多侧重于化工行业产品层面二氧化碳减排潜力的研究,而鲜有从行业整体层面的研究;从研究要素上来说,一般只考虑单一要素对二氧化碳减排的贡献,鲜有综合考虑化工行业内部结构调整、技术进步、政策变动等多因素的研究。鉴于此,本文结合化工行业的产品结构特点构建了一套化工行业二氧化碳减排潜力综合分析模型:首先结合化工行业产品种类繁多的特点,分别从行业和产品视角构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型;在此基础上,综合考虑化工行业的发展规模、结构调整、技术进步等因素,建立了化工行业二氧化碳减排潜力的情景分析方法,探索不同情景下化工行业的减排潜力和路径。最后运用该方法以中国西部唯一的直辖市、国家首批低碳试点城市———重庆市的化工行业为例进行应用分析。最后提出了我国化工行业低碳转型的对策建议。
2模型与分析方法
2.1核算边界
化工行业的二氧化碳排放包括两部分:一部分是由燃料燃烧产生的排放,另外一部分是工业过程和产品使用产生的排放。其中燃料燃烧产生的排放又分为化石燃料产生的直接排放以及电力、热力消耗产生的间接排放,为了体现化工行业对区域二氧化碳减排的贡献,本文将电力和热力消耗产生的间接排放也计算在内。此外,一些化工产品在生产活动中是吸碳的,例如尿素的生产,这部分被吸收的二氧化碳需要在计算中扣除。
2.2化工行业二氧化碳排放两阶段核算模型
为了能够得到化工行业全行业的二氧化碳排放量,同时能够综合考虑多种因素探索其二氧化碳减排潜力,本文针对化工行业特点构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型。模型中的主要参数名称及其含义见表1。
2.2.1基于全行业视角的核算方法
行业视角核算方法主要针对化工行业二氧化碳排放的历史和现状。本文所研究的化工行业包括国民经济行业分类中的化学原料及化学制品制造业、化学纤维制造业和橡胶制品业。化工行业是终端能源消费部门,通过能源平衡表,可以得到化工行业分能源品种的能源消耗量,根据2006年IPCC国家温室气体清单指南推荐的方法二,化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放量为:
部分产品在工业过程和产品使用中会产生二氧化碳排放,这部分排放量为:
此外,一些产品在生产过程中会吸收二氧化碳,被吸收的二氧化碳量为:
因此,基于行业视角核算的化工行业温室气体排放量为:
表1主要参数名称及其含义下载原表
表1主要参数名称及其含义
2.2.2基于产品视角的核算方法
化工行业产品种类虽多,但能耗相对集中在少数几种高耗能产品上,2007年,合成氨、乙烯、烧碱、纯碱、电石、甲醇这6种高耗能产品的能源消耗量占中国化工行业的54%[19]。现有的化工行业节能减排政策大部分集中在几种主要的高耗能产品上,因此从产品层面探讨化工行业的二氧化碳排放核算更具有现实意义。本文建立一种基于产品视角的核算方法来预测化工行业未来的二氧化碳排放。首先将化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放分为高耗能产品和其他产品两部分。某种高耗能产品的二氧化碳排放量为:
其中EMi为第i种高耗能产品单位产品的二氧化碳排放量,计算方法见式(6):
由于除主要耗能产品外的其他产品种类多,单个产品的能源消耗量不大,能源利用效率数据难以获得,所以难以从单位产品能耗的角度对这部分产品的二氧化碳排放进行核算,本文将这部分产品作为一个整体来考虑,引入单位产值的二氧化碳排放来解决这一问题。其他产品合计的二氧化碳排放量为:
工业过程和产品使用排放以及产品对二氧化碳的吸收同基于行业视角的核算方法。
因此,基于产品视角核算的化工行业温室气体排放量为:
2.3减排潜力情景分析模型
2.3.1减排潜力的定义
潜力就是存在于事物内部尚未显露出来的能力和力量。而减排潜力即存在于某一温室气体排放主体内尚未发掘的减排能力。为了能够量化表达,本文将减排潜力进一步定义为某一温室气体排放主体通过努力可以实现的减排量。
本文所关注的是化工行业未来的二氧化碳减排潜力,这里为化工行业设置多种不同的发展情景。不同情景下的行业内部结构、技术水平、所面临的宏观和微观政策各不相同,相应的会得到不同的二氧化碳排放路径。其中一种情景称之为BAU(BusinessAsUsual)情景,也叫照常发展情景,该情景下化工行业现有的能源消费和经济发展趋势与当前的发展趋势基本保持一致,沿用既有的节能减排政策和措施,不特别采取针对气候变化的对策。其他情景中化工行业分别针对气候变化做不同程度的努力。所谓化工行业的二氧化碳减排潜力,针对关注的指标不同,有两类不同的含义。一是绝对二氧化碳减排潜力,即目标年份中其他各情景的二氧化碳排放量相比BAU情景的减少量;二是相对二氧化碳减排潜力,即目标年份的二氧化碳排放强度相比基准年份降低的百分比。
通过同一年份各情景与BAU情景二氧化碳排放总量的横向比较,以及同一情景不同年份间二氧化碳排放强度的纵向比较,便可分别得到化工行业的绝对和相对二氧化碳减排潜力。
2.3.2情景分析模型
根据减排潜力的定义,y年份化工行业的绝对二氧化碳减排潜力为:
其中CEyBAU为y年份化工行业BAU情景的二氧化碳排放总量,CEly为y年份化工行业情景l下的二氧化碳排放总量。
相对二氧化碳减排潜力是针对二氧化碳排放强度设置的指标,化工行业的二氧化碳排放强度为:
,其中V为化工行业的工业增加值。由此可以得到,y年份化工行业的相对二氧化碳减排潜力为:
其中,为基准年化工行业的二氧化碳排放强度,CEIly为y年份化工行业在情景l下的二氧化碳排放强度。
3案例分析
3.1对象描述
本文应用上述模型方法以重庆市化工行业为例展开分析。化工行业是重庆市重要的支柱产业之一。2011年重庆市化工行业实现工业总产值902亿元,占重庆市工业总产值的比重达到7.6%。重庆市缺煤少油,但天然气资源丰富,重庆市是国内门类最齐全、产品最多,综合技术水平最高的天然气化工生产基地。但重庆市化工行业部分产品的工艺技术路线落后,产品结构有待调整优化。2009年重庆市化工行业的精细化率仅约20%,低于全国的30%-40%的平均水平,更低于发达国家的60%-70%的水平。
根据重庆市化工行业发展现状和趋势,本文选取了合成氨、烧碱、纯碱、甲醇、石油加工、乙烯和钛白粉这七种产品作为重庆市化工行业的主要耗能产品。其中,2005年合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种产品合计的二氧化碳排放占化工行业总体排放的46.5%,而石油加工、乙烯将是重庆市化工行业“十二五”期间重点发展的石油化工产业链中的上游产品。本文利用前文所述的化工行业二氧化碳减排潜力分析模型,分析了重庆市化工行业分别到2015年和2020年的二氧化碳排放变化情况,并通过不同情景间的比较得到其减排潜力。
3.2情景设置
化工行业的能源消耗和二氧化碳排放主要由以下几方面因素决定:产业发展规模,产业内部结构,高耗能产品的产量,技术结构的调整,产品的技术进步率等。本文根据以上这些因素为重庆市化工行业设计了三个发展情景。
在这三种情景中,重庆化工行业未来经济发展变化的基本趋势保持一致。2005—2011年重庆市化学工业总产值年均增长29.5%,未来重庆化工行业将继续保持比较高的经济增长速度。根据《重庆市化工行业三年振兴规划》,到2015年重庆市化工行业总产值将达到2000亿元。由此本文设定2011-2015年重庆市化学工业总产值的年均增长率为23.0%,2015-2020年年均增长率降低到20.0%。与此不同的是,为了支持这种经济的发展需求,三种情景分别设定了不同的能源消费增长和利用模式,具体描述如下。
表2情景定性描述表下载原表
表2情景定性描述表
3.3数据来源及处理过程
重庆市化工行业总产值和增加值现状数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012),化工行业未来总产值数据来自《重庆市化工行业三年振兴规划》;行业内部结构现状数据来自《重庆市化工行业统计公报》(2005-2010);化工行业分能源品种能源消耗量数据来自《中国能源统计年鉴》(2005-2012);各主要耗能产品产量数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012);各主要高耗能产品综合能耗参照《中国化学工业年鉴》、《中国低碳发展报告2011~2012》、高耗能产品能耗限额标准(由国家标准化管理委员会制定和颁布)和《能效及可再生能源项目融资指导手册(2008)》,各主要高耗能产品未来所采用的工艺比例和能源消耗参考《2050中国能源和碳排放报告》中的设置,不同的情景将设置不同的技术参数;各种一次能源的二氧化碳排放因子以及各主要耗能产品工业过程与产品使用的排放因子均来自《省级温室气体清单编制指南》,电力的二氧化碳排放因子参考中国国家发改委每年公布的“中国区域电网基准线排放因子的公告”,蒸汽的二氧化碳排放因子通过重庆市的能源平衡表间接计算得到,单位尿素吸收的二氧化碳量用尿素的碳含量(12/60)乘以二氧化碳与碳的转换因子(44/12)得到。主要耗能产品的单价参照中国化工产品网的报价。
3.4结果分析
3.4.1绝对减排潜力
(1)行业总体排放情况
通过模拟计算,重庆市化工行业未来的二氧化碳排放量如下图1所示。
图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量
图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量下载原图
随着石油化工的引进,未来重庆化工行业将进入一个飞速发展的阶段。三个情景的二氧化碳排放总量都呈明显的上升趋势,但由于所采取的结构调整和技术改进措施不同,二氧化碳排放总量上升的幅度有所不同。
BAU情景中,由于精细化工比例不高,到2020年只为45%,技术进步率有限,二氧化碳排放上升幅度最大。2015年和2020年的二氧化碳排放量分别为2005年的7.5和13.3倍。
节能情景中,化工行业的精细化工比例相比BAU情景有所提高,到2020年达到50%,工艺设备的技术进步也更显著。2015和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低492万吨和1338万吨。
低碳情景中,化工行业的精细化比例进一步提高,到2020年达到55%左右,主要耗能产品的技术水平达到或接近国际先进水平。2015年和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低985万吨和2644万吨。
(2)主要耗能产品排放情况
2005年,合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种主要耗能产品合计的二氧化碳排放量占重庆市化工行业总体二氧化碳排放的46.5%。未来由于化工行业产品结构的调整,高能耗产品产出占化工行业的比例越来越低,加上化工行业工艺技术的改善,尤其对主要耗能产品进行的技术改造,使得主要耗能产品的二氧化碳排放量在重庆化工行业二氧化碳排放总量中所占的比重越来越低,见下图2:
图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重
图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重下载原图
BAU情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为29.7%,到2020年降低到18.4%。
节能情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重降至26.2%,到2020年进一步降低到16.7%。
低碳情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为22.0%,到2020年进一步降低到15.2%。
虽然未来各情景主要耗能产品的二氧化碳排放占化工行业总体的比重有所下降,但仍在化工行业中占有重要的地位,未来在进行产品结构调整的同时,主要耗能产品的节能减排仍将是化工行业实现二氧化碳减排的重要方面。
3.4.2相对减排潜力
(1)行业总体相对减排潜力
重庆市化工行业未来的二氧化碳排放强度(万元GDP二氧化碳排放量)如下图3所示。
图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度
图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度下载原图
与排放总量显著上升形成鲜明对比的是,重庆化工行业的二氧化碳排放强度下降明显。原因在于重庆化工行业在未来十年将进入一个飞速发展的阶段,2020年重庆化工行业的增加值相比2005年将增加30倍。而由于对高耗能产品规模的控制,精细化工比例的大幅提高,化工行业内部结构得到不断优化;同时由于化工行业的能效水平不断提高,到2020年逐步接近或达到国际先进水平,使得三个情景中,2020年重庆化工行业的二氧化碳排放总量相比2005年分别只增加了13.3、11.6和9.9倍。从而导致三个情景化工行业的二氧化碳排放强度均有较大幅度的下降。各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低幅度见下表3。
表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比下载原表
表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比
(2)主要耗能产品相对减排潜力
随着节能减排技术的不断改进和推广,未来重庆市化工行业各主要耗能产品的单位二氧化碳排放量将不断降低,由于篇幅有限,本文仅以合成氨为例进行分析。
重庆市合成氨均以天然气为原料,2005年重庆市大型天然气制合成氨的比重仅为3.8%。单位合成氨二氧化碳排放量为3.0吨。若扣除末端尿素固碳量,则2005年单位合成氨二氧化碳排放量为2.7吨。未来由于大型天然气制合成氨所占比重越来越高,使得重庆市未来单位合成氨二氧化碳排放显著降低,见下图4和图5。
图4单位合成氨二氧化碳排放量
图4单位合成氨二氧化碳排放量下载原图
图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)
图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)下载原图
BAU情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到50%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的6.7%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.2吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到80%,合成氨二氧化碳排放只占化工行业总排放量的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.8吨。
节能情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到60%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的5.3%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.0吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到90%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的2.9%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.6吨。若扣除末端尿素固碳量,2015年和2020年重庆市合成氨的二氧化碳排放量分别可减少117.3万吨和146.7万吨,单位合成氨二氧化碳排放分别降低到1.1吨和0.7吨。
低碳情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到70%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放降低到1.8吨;2020年大型天然气制合成氨的比重将达到100%,合成氨二氧化碳排放总量仅占化工行业总排放的2.3%,吨合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.5吨。
4结语
关键词:化工工艺;工艺设计;安全危险
化工行业在国家的发展和居民的生活中都扮演着重要角色,化工行业不同于其他行业有其自身的特殊性。在整个化工生产过程中,因其总是伴随着安全问题,因此应当把安全生产放在首位。化工工艺作为指导整个生产的方案更是应该注重安全,设计人员要在熟悉整个生产流程的基础上,尊重原理,结合实际,以安全规范为准绳来设计化工工艺,进而达到安全与生产兼顾,安全的指导生产的顺利进行。下面我们就化工工艺设计中的一些安全注意事项进行讨论。
化工规范是根据生产所需的原科物理和化学特性、生产中的中间品和成品的物理化学特性以及保存的难易程度和对人造成的危害,是否容易发生事故以及一旦发生事故造成的危害等将安全等级进行划分。
1 工艺流程设计
1.1 前期准备设计
前期准备设计主要是为了从理论上推测工艺设计的可行性,从而指出下一阶段需要检测的项目和检测测试参数。
1.2 中期准备设计
中期准备设计为的是对前期准备设计确定的工艺设计进行试生产,看生产时生产能否按照预期持续进行,以及检测一些必要参数,看看生产时产生的中间杂质对工艺流程及对最终产品的影响。上述部分在中试中可以有选择行的进行检测,未必需要全部进行。
1.3 概略设计
概略设计是在经过概念设计、中试设计后选定的最佳方案。
1.4 初步设计
初步设计是精细化工工程设计的第一阶段。应按照概略设计进行工程总体布局规划和工程造价预算,对设计中的技术要求和资金规划有一个大概的方案,从而将概略设计变成具体的规划方案。方案要能包括所有施工前期的准备工作的规范和要求。
1.5 施工蓝图设计
施工蓝图设计是将审批后的初步设计变成明确标注有设备布局情况、尺寸和施工要求的图纸,并附带文字解释。
2 化工工艺设计难点
2.1 可供参考的资料不足
化工工艺设计时需要相关的资料做参考,而资料通常是由一些科研单位根据现有的数据和资料编制而成,这就造成无法得到可靠和完整的参考资料。
2.2 工艺流程独特
由于化工工业独立于其他常规产业,其化工装置自成体系,因此这就造成了在设计工艺时对装备设计和选型有特殊要求。
2.3 结构及布局复杂
设计工作量大:化工工业建设大都投资大,规模大,投产后使用时间长等特点。这就要求对管道的疲劳特性、耐温耐压性和抗腐蚀能力做出相应考虑。
2.4 时间短任务重
工程要求设计周期短,任务重。化工工艺设计往往要缩短正常的设计周期,从而为了能够尽快开工建设,工厂早日投产,有时会发生边开发边设计,边建设边更改设计的现象,这就为工艺设计中的安全问题提出了更高的要求。
2.5 影响因素众多
设计时可能会处于缩短设计和建设周期、节约资金等的考虑而未能完全按照规范规定。
以上这些影响因素,都会在设计中造成潜在的事故隐患。因此,化工工艺设计时对于潜在危险发现和控制就显得尤为突出。
3 潜在危险的发现和控制
潜在危险实际上就是生产中的安全隐患。潜在危险的发现就是通过对生产整个过程进行解剖,发现不易暴露出来的危险因素,并针对性的从它们产生的方式、种类、位置到产生的原因,并针对这些潜在危险提出相应的解决方案进行解决,并根据这一特性分析看是否还有同类危险,预防或降低危险发生的可能性。对装置的安全运行策提出措施及建议。要按照安全设计的规范设计管路,避免使用不成熟的工艺和不可靠的设计。如必须使用,应当在使用时附加的安全防护措施。设计时要注意以下几个方面:
3.1 工艺物料
要对生产所需的物料及生产过程中出现的中间产物从其理化性质、稳定性、化学反应活性、燃烧及爆炸特性、毒性及健康危害等方面进行分析和辨识,做的心中有数,对可能因为物料特性造成的安全问题做好针对性的设计。
3.2 工艺流程。工艺流程要尽量选取产生危险物质少的工艺流程。
3.3 化学反应容器。化工产业是通过一系列的化学反应从而得到所需的产物,而化学反应总是具有一定的危险性。化学反应的种类繁多,而且当反应速度快、放热量大,正是以上因素造成反应器设计的困难,由于缺少相关的数据,对如何应对反应时的突发事件无法做出及时而规范的应对,这些都是造成设计难度增大的因素。而反应所需要求的不一样也造成设计困难的原因之一,比如反应时的搅拌问题,反应物料的加入顺序问题,以及物料的加入量控制等,这些问题一旦设计不当就有可能造成反应的失控从而引发事故。
设备设计时对反应容器结构强度有一定的要求,要符合安全设计规范,避免因设计不当而造成的事故,而且一定要设计有足够的密封性,防止因密封不好而造成的泄露或空气进入影响反应的进行造成生产失败,而由于化工生产的物料可能为易燃易爆或有毒物质,泄漏可能导致火灾或中毒,造成人员或财产损失。对高压密封结构在设计时要符合相应的化工压力容器行业安全规范,做到在运行过程中不论温度和压力有何变化,仍要保持足够的密封性,如果容器由于超压而产生容器结构发生变化,进而引发破裂或爆裂等,造成人员和财产损失.因此在设计时要在容器上设计安全释放装置,在压力超过容器设定的安全警戒值时自动开启释放容器内多余的压力(这句话去掉),同时释放时还要注意安全问题,不能只是简单的释放入空气中而已。
3.4 管道及阀门
因化工工业管道输送的物料一般具有易燃、易爆、腐蚀和毒性,一旦破裂将会造成严重的后果,因此在选用管道时要选用相应的特性。而阀门装在管道上用来调节介质的流量或压力的一种装置,因介质的特殊性,一旦需要开启是不能及时开启或开启不到位将会造成事故轻则生产失败,重则造成安全事故,因此在阀门的选型时要注意选择具有易操作,耐腐蚀,使用可靠等特点。
3.5 电气
在设计电气时,要根据工艺的要求,在设计时要根据规范合理的设计电气线路,防止因设计不当而引起的安全事故。
3.6 化工产业园区的管理和布局
我国在化工产业园区的管理和布局虽然经过多年的学习和探索,事实上与国外还是具有一定的差距,存在监管滞后的现实,而针对这一现状,应当构建由政府、社会中介机构和企业三方组成的一体化的综合管理新模式,设立统一的安全监管和危机应急处理部门。建立三方连带责任追究机制,使管理者从意识上思想上对监管重视起来,尽最大的努力地把园区内的安全风险降到最低。通过对园区内的生产安全实行科学、规范、可视、高效的解决方案;时刻准备着应对突发事件的发生,将生产安全提高到新的转变上来,将安全问题由原来的被动应付型向主动保障型的转变。建设起全过程、全方位、空间立体的企业生产安全系统,尽最大的努力来提高园区的生产安全水平。
4 结束语
化工安全生产伴随着生产的全过程,要严格按照相关的法律法规,严抓化工工艺设计的安全,要及时发现设计缺陷并及时加以改进,绝不拖沓,从而将安全落到实处,如此才能保证生产的安全。
参考文献