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【關(guān)鍵詞】化學(xué)反應(yīng)工程 應(yīng)用 教學(xué)改革
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)16-0056-02
化學(xué)反應(yīng)工程是一門涉及高等數(shù)學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工傳遞過程、化工分析與合成等多學(xué)科、多領(lǐng)域的科學(xué),也是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的學(xué)科。化學(xué)反應(yīng)工程是我校化學(xué)工程與工藝本專科的核心課程,目的是將實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)可靠地移植到工業(yè)生產(chǎn)中,并且就所確定的反應(yīng)與預(yù)期的生產(chǎn)能力對(duì)反應(yīng)器的形狀、尺寸及操作方式進(jìn)行設(shè)計(jì),其應(yīng)用遍及化學(xué)、石油化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)藥、冶金及輕工業(yè)等許多工業(yè)部門。
一 化學(xué)反應(yīng)工程在化工工程中的應(yīng)用
1.化工工程是否具有可行性是一個(gè)最直接、最根本的問題,而解決這一問題的基礎(chǔ)是先要了解各反應(yīng)的速率
對(duì)于具有工程意義的系統(tǒng)來說,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)無法用理論計(jì)算,而必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。所謂的反應(yīng)進(jìn)行分析,即通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)并對(duì)之進(jìn)行數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián),從而獲得反應(yīng)速度方程。因?yàn)榇蠖鄶?shù)重要的工業(yè)反應(yīng)都不是在充分混合的均相中進(jìn)行的,傳熱和傳質(zhì)過程對(duì)這些反應(yīng)的進(jìn)行也有相當(dāng)大的影響。因此,傳遞過程動(dòng)力學(xué)與化學(xué)動(dòng)力學(xué)的共同作用在化學(xué)反應(yīng)工程中具有非常重要的意義。
化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)中的動(dòng)力學(xué)就是專門闡明化學(xué)反應(yīng)速度與各個(gè)物理因素之間的定量關(guān)系。有些從熱力學(xué)分析認(rèn)為可行的,如常壓、低溫合成氨,由于速度太慢而實(shí)際上是不可行的,只有研究出好的催化劑才能在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο乱燥@著速度進(jìn)行反應(yīng),這就是動(dòng)力學(xué)的問題。還有一些過程,從熱力學(xué)分析認(rèn)為是不當(dāng)?shù)模缂淄榱呀庵埔胰玻?500℃左右的高溫下,乙炔極不穩(wěn)定,最終似乎只可以得到碳和氫。但如果使它在極短時(shí)間(如0.001秒)內(nèi)反應(yīng)并立刻淬冷到低溫,那就能獲得乙炔,工業(yè)上也就是這樣來實(shí)施的,所以在實(shí)際應(yīng)用上起決定性作用的往往是動(dòng)力學(xué)因素。為了實(shí)現(xiàn)某一反應(yīng),需要選定合適的條件、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式以及確定反應(yīng)器的尺寸和處理能力等,這些都緊緊依賴于對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的認(rèn)識(shí)。動(dòng)力學(xué)是反應(yīng)工程的一個(gè)重要基礎(chǔ),更是化工工程的一個(gè)重要基礎(chǔ)。
2.化工工程需要工業(yè)反應(yīng)器,而反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算、開發(fā)與放大是化學(xué)反應(yīng)工程的一個(gè)重要內(nèi)容
盡管各種產(chǎn)品有不同的生產(chǎn)過程,但作為化工生產(chǎn)的核心——化學(xué)反應(yīng)器是必不可少的。各種不同類型的化學(xué)反應(yīng)器具有不同的反應(yīng)工程性質(zhì),因?yàn)樵谶@些反應(yīng)器中的流體力學(xué)及熱力學(xué)狀況可能完全不同。這就要求在進(jìn)行反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí),要以質(zhì)量、能量及動(dòng)量的基本守恒方程式為基礎(chǔ)。除了化學(xué)動(dòng)力學(xué)以及質(zhì)量和熱量的交換外,反應(yīng)器中的流體力學(xué)及溫度變化類型對(duì)于反應(yīng)器的生產(chǎn)能力也會(huì)產(chǎn)生影響。
工業(yè)裝置上采用的反應(yīng)條件,不一定與小試或中試的一致。如在實(shí)驗(yàn)室的小裝置內(nèi),反應(yīng)器的直徑很小,床層也薄,一般又常以氣體通過床層的空間速度作為反應(yīng)條件的一種標(biāo)志。但在放大后,床層的高徑比往往就不一樣了。如要保持相同的空間速度,線速度就需改變,而線速度的大小又影響到壓降、流體的混合和傳熱等情況,從而導(dǎo)致反應(yīng)的結(jié)果不再與小試相同。又如,在小裝置中進(jìn)行某些放熱反應(yīng)時(shí),溫度容易控制,但在大裝置中,傳熱和控溫往往成為頭等難題,甚至根本不可能達(dá)到與小裝置相同的溫度條件,所有這些導(dǎo)致出現(xiàn)“放大效應(yīng)”。因此,工業(yè)裝置的反應(yīng)條件必須結(jié)合工程上的考慮才能最合理地確定。在化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以前,工業(yè)界廣泛采用的方法是逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大的方法,中間試驗(yàn)往往耗資大、歷時(shí)久。化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以后,逐步形成一套新的數(shù)學(xué)模型方法。目前,逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大和數(shù)學(xué)模型兩種方法同時(shí)并存,各有適用范圍,但是,即使是逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大的方法,也常是以化學(xué)反應(yīng)工程的理論為指導(dǎo),而不再是純經(jīng)驗(yàn)性的了。
3.工業(yè)反應(yīng)過程的優(yōu)化操作以及反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)是反應(yīng)工程在工業(yè)方面的重要應(yīng)用
化工產(chǎn)品只有在反應(yīng)器中才能產(chǎn)生,想提高產(chǎn)品的產(chǎn)量必然要對(duì)反應(yīng)器的操作條件進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)際工業(yè)反應(yīng)過程未必在最優(yōu)的條件下操作,即使設(shè)計(jì)是優(yōu)化的,在實(shí)施時(shí)往往有許多難以預(yù)料的因素,使原定的優(yōu)化設(shè)計(jì)條件在實(shí)際操作中未必是優(yōu)化的。運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)工程理論對(duì)現(xiàn)行的工業(yè)反應(yīng)過程進(jìn)行分析,結(jié)合模擬研究,可找出薄弱環(huán)節(jié)和進(jìn)一步調(diào)優(yōu)的方向,通過調(diào)節(jié)和改造以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可知,在化工工程中,老廠的增產(chǎn)挖潛、新廠的設(shè)計(jì)、新工藝、新產(chǎn)品以及新設(shè)備的付諸實(shí)踐,化學(xué)反應(yīng)工程都起著重要的指導(dǎo)作用。反應(yīng)工程的理論為新反應(yīng)器和新反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)指明了方向,研究者可據(jù)此尋找合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作方法。近年來出現(xiàn)的新的石油化工裂解技術(shù)和各種新型技術(shù),都得益于反應(yīng)工程理論的指導(dǎo)。在工業(yè)應(yīng)用中,在定性指導(dǎo)方面已發(fā)揮了很大的作用。但是,與理論研究相比,反應(yīng)器內(nèi)傳遞過程的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)積累還很薄弱,特別是對(duì)于化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的多相流動(dòng)體系的研究還不足。因此,反應(yīng)工程的研究需要與多相流體力學(xué)和多相傳遞過程的研究相結(jié)合,以便相輔相成。同時(shí),化學(xué)反應(yīng)工程向生化、冶金等領(lǐng)域擴(kuò)展時(shí)還會(huì)出現(xiàn)新問題,這就需要進(jìn)一步的研究。
二 化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)改革
針對(duì)目前的高校教學(xué),我認(rèn)為在此門課程教學(xué)與學(xué)習(xí)中應(yīng)對(duì)以下幾方面進(jìn)行加強(qiáng):
1.強(qiáng)化計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
氣固相催化反應(yīng)器是用數(shù)學(xué)模型法設(shè)計(jì)計(jì)算最成功的實(shí)
例之一,常用擬均相模型求解。對(duì)擬均相一維模型可以得到微分方程組,此微分方程組可以用數(shù)值法求解,常用的數(shù)值法有歐拉法、改進(jìn)歐拉法、龍格—庫(kù)塔法等。另外要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)“化工計(jì)算機(jī)應(yīng)用”的課程內(nèi)容,采用VB計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行編程,對(duì)各種計(jì)算方法、邊界條件、步長(zhǎng)等進(jìn)行比較,使計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
如返混是不同停留時(shí)間的物料混合,返混降低了反應(yīng)器中反應(yīng)物料濃度,影響反應(yīng)速度、轉(zhuǎn)化率及選擇性,所以返混對(duì)化學(xué)反應(yīng)結(jié)果影響特別大。通過開設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn),可以從中看到返混對(duì)反應(yīng)物濃度的影響及停留時(shí)間分布的特征,反應(yīng)器的空速等操作條件對(duì)返混程度的影響,對(duì)串聯(lián)全混釜模型與軸向分散模型有了深刻的理解。根據(jù)流動(dòng)模型參數(shù),結(jié)合在其中進(jìn)行反應(yīng)的特征參數(shù),計(jì)算或預(yù)測(cè)非理想流動(dòng)狀態(tài)下反應(yīng)實(shí)際可達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。
3.與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合
本課程以工業(yè)反應(yīng)過程及反應(yīng)器設(shè)備為研究對(duì)象,安排學(xué)生到工廠實(shí)習(xí),這對(duì)本課程的學(xué)習(xí)非常重要。我們連續(xù)幾年安排學(xué)生到中石化茂名分公司實(shí)習(xí),在實(shí)習(xí)前,我們要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)“石油煉制工藝學(xué)”課程內(nèi)容,并針對(duì)自己實(shí)習(xí)的車間查閱相關(guān)資料,了解反應(yīng)原料組成和來源;掌握裝置的反應(yīng)過程原理和工藝條件,熟悉裝置的設(shè)備。在實(shí)習(xí)基地先組織聽取技術(shù)人員的安全知識(shí)講座。然后在實(shí)習(xí)中了解主要裝置的工藝流程,熟悉現(xiàn)場(chǎng)的管線——泵——反應(yīng)器——儲(chǔ)罐等的走向,認(rèn)清部分工藝的簡(jiǎn)易流程,了解化工生產(chǎn)中所用到的各類反應(yīng)器、換熱器、罐及輔助設(shè)備等,使學(xué)生對(duì)各類反應(yīng)過程及所涉及的設(shè)備有感性認(rèn)識(shí)。通過進(jìn)廠實(shí)習(xí)也進(jìn)一步證明理論與實(shí)踐密不可分,有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
三 結(jié)論
化學(xué)反應(yīng)工程是一門工程類學(xué)科,與工程實(shí)際緊密聯(lián)系,數(shù)學(xué)模型復(fù)雜,實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)。課程改革通過結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)方法與手段,引入專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié),加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力及工程意識(shí),提高了分析、解決工程問題的能力,適應(yīng)了新世紀(jì)人才培養(yǎng)模式的需求。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)工程 教學(xué)改革 工程概念 創(chuàng)新能力
化學(xué)反應(yīng)工程是關(guān)于工業(yè)化學(xué)反應(yīng)過程的科學(xué),是化學(xué)工程學(xué)科的一個(gè)主要分支,屬于工程科學(xué),其研究?jī)?nèi)容主要是反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析。化學(xué)反應(yīng)工程課程與數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等基礎(chǔ)課密切相關(guān),也與熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和傳遞過程等存在著交叉關(guān)系,加之獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的基礎(chǔ)本身較弱,使得該課程的教學(xué)難度更大,普通的授課方式很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果,必須采用科學(xué)、適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,因材施教,以提高教學(xué)質(zhì)量。本文圍繞獨(dú)立學(xué)院對(duì)化工類人才培養(yǎng)的要求,提出了化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)方法的選擇與應(yīng)用原則,探討了“互動(dòng)式、啟發(fā)式”教學(xué)方式,并與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式,以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)工程課程改革和教學(xué)方法創(chuàng)新。
一、堅(jiān)持“方法論”的教育理念與工程意識(shí)相結(jié)合的教學(xué)思想
化學(xué)反應(yīng)工程是一門綜合性非常強(qiáng)的課程,并且與工程實(shí)踐緊密相聯(lián)。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)大綱,要求學(xué)生在掌握基本原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)和難點(diǎn)則應(yīng)放在分析與解決實(shí)際問題的方法論上。在理論教學(xué)中,應(yīng)向?qū)W生介紹化學(xué)反應(yīng)工程中的基本原理和化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析的基本方法,同時(shí)也注重讓學(xué)生了解這些知識(shí)如何指導(dǎo)工程實(shí)際。在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)“方法論”教學(xué)[1],提倡采用“工程分析方法”,融入化學(xué)反應(yīng)工程的基本觀點(diǎn)和工程思維方法,培養(yǎng)學(xué)生分析工程問題的實(shí)際能力,運(yùn)用以“物質(zhì)的傳遞與轉(zhuǎn)化”、“能量的傳遞與轉(zhuǎn)化”和 “信息的傳遞與轉(zhuǎn)化”所組成的“三傳三轉(zhuǎn)”[2]的新模式進(jìn)行反應(yīng)器的優(yōu)化和放大,解決工程實(shí)踐問題。在教學(xué)過后中堅(jiān)持“方法論”的教育理念與工程意識(shí)相結(jié)合的教學(xué)思想。
二、教學(xué)方法的改革
教學(xué)是一門藝術(shù),屬于雙向行為。教學(xué)的主體對(duì)象是學(xué)生,學(xué)生應(yīng)積極參與、發(fā)揮主體能動(dòng)性并將知識(shí)內(nèi)化為自身能力。作為引導(dǎo)者的教師應(yīng)以科學(xué)的方法論為指導(dǎo),貫徹“少而精、重基礎(chǔ)”和“適用、夠用和會(huì)用”的教學(xué)原則,通過“預(yù)習(xí)一聽課一提問一討論”的教學(xué)模式[3],采用啟發(fā)式、提問式、互動(dòng)式、討論式等教學(xué)方法,最大限度地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí),課堂上隨時(shí)觀察學(xué)生表情,注重彰顯學(xué)生的主體地位和個(gè)性發(fā)展。課后主動(dòng)了解學(xué)生聽課效果和學(xué)習(xí)難點(diǎn),及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。對(duì)于學(xué)生普遍反映“課堂能聽懂,聽后難做題”等現(xiàn)象,適當(dāng)安排習(xí)題課。對(duì)學(xué)生作業(yè)中存在問題進(jìn)行重點(diǎn)講解,歸納解題思路和方法,鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)。師生通過教學(xué)過程的雙向互動(dòng),達(dá)到“教”與“學(xué)”的最佳結(jié)合。
三、教學(xué)手段的改革
由于化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的研究對(duì)象內(nèi)在規(guī)律較復(fù)雜,一般使用數(shù)學(xué)模型方法或簡(jiǎn)化反應(yīng)過程,若采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)手段,學(xué)生很難想象,不好學(xué)。從而形成了“灌輸式”教學(xué)方式,讓學(xué)生感覺這門課程枯燥無味,產(chǎn)生厭學(xué)情緒。為了適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的需要,滿足教學(xué)手段改革的需求,通過多年的教學(xué)實(shí)踐總結(jié),在化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)過程中,既要積極開發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)媒體,又要繼承傳統(tǒng)教學(xué)媒體中的合理成分。在教學(xué)過程中,采用集文字、實(shí)物照片、動(dòng)畫于一體的多媒體課件,利用動(dòng)畫效果把抽象概念形象化,動(dòng)態(tài)地展示設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作原理、物料流動(dòng)情況,使教學(xué)內(nèi)容更直觀、生動(dòng),提高學(xué)生興趣,降低教學(xué)難度。與傳統(tǒng)的板書教學(xué)手段相比,多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)“動(dòng)態(tài)的問題形象化”,“微觀的問題宏觀化”,“抽象的問題具體化”,“表達(dá)方式的多樣化”,提高教學(xué)效果[4]。
四、考試制度的改革
考試不僅具有檢測(cè)教師教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用,更具有引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的“無形指揮棒”作用[5]。考試制度的改革應(yīng)促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革。通過幾年的教學(xué)實(shí)踐,針對(duì)傳統(tǒng)考試中所出現(xiàn)的種種問題,采用課內(nèi)考試和課外設(shè)計(jì)相結(jié)合等多種考核方式相結(jié)合的考試方案,不僅有效引導(dǎo)學(xué)生掌握課程的基本內(nèi)容,而且在課程教學(xué)中加強(qiáng)了實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本課程主要采用撰寫課程小論文、 開展小型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)型或操作型問題的訓(xùn)練與考核,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力、提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
五、課堂教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合
化學(xué)反應(yīng)工程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,首先,課堂教學(xué)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。注重從理論到實(shí)踐,再到理論的過程,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力[6]。在教學(xué)過程中我們充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)工程與化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一性,掌握好理論知識(shí)能指導(dǎo)實(shí)踐,而科學(xué)實(shí)踐能幫助我們更好地認(rèn)識(shí)、理解、掌握理論知識(shí),將感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)后,再運(yùn)用到實(shí)踐中去。其次,在教學(xué)過程中與化工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。該課程主要以工業(yè)反應(yīng)過程及反應(yīng)器設(shè)備為研究對(duì)象,以達(dá)到反應(yīng)器的開發(fā)、設(shè)計(jì)和放大以及優(yōu)化操作的目的。因此,安排學(xué)生到相應(yīng)企業(yè)實(shí)習(xí)是非常有必要的。近幾年,我們已建立了多家化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地,安排學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí),了解化工生產(chǎn)中所用到的各類反應(yīng)器及輔助設(shè)備等,了解主要裝置的工藝流程及操作,使學(xué)生對(duì)各類反應(yīng)過程及所涉及的設(shè)備有了感性認(rèn)識(shí),更容易接受理論教學(xué),有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
六、課堂教學(xué)與仿真教學(xué)相結(jié)合
仿真教學(xué)是理論和實(shí)踐間的橋梁,實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)與創(chuàng)造能力的有機(jī)結(jié)合,既是實(shí)踐教學(xué)手段,也是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容[7]。仿真技術(shù)在工程實(shí)踐教學(xué)中的廣泛應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和手段,對(duì)于學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合起到了重要作用。我們通過化工生產(chǎn)中具有代表性的大型合成氨裝置的過程模擬,將化工單元操作、化學(xué)反應(yīng)、過程控制、能源綜合利用等現(xiàn)代化工過程進(jìn)行整合模擬訓(xùn)練,為拓展學(xué)生的思維空間,培養(yǎng)創(chuàng)新能力,提供了良好的教學(xué)環(huán)境。
七、結(jié)語
化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程,理論抽象,數(shù)學(xué)模型復(fù)雜,實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)。采用多種教學(xué)方法相結(jié)合,傳統(tǒng)教學(xué)手段和多媒體教學(xué)手段相結(jié)合的方式,充分提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性與學(xué)習(xí)效率。將理論教學(xué)與仿真教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合,加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,提高了分析、解決工程問題的能力。結(jié)合時(shí)展需求,積極更新教育觀念,培養(yǎng)滿足化學(xué)工業(yè)發(fā)展所需的應(yīng)用型人才。
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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);工程工藝;化學(xué)工業(yè)節(jié);應(yīng)用
工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展,對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)也提出了更高的要求。然而,當(dāng)前我國(guó)工業(yè)發(fā)展面臨著資源價(jià)格飛漲,環(huán)境污染日益嚴(yán)峻的情況,這也使得全社會(huì)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)越來越關(guān)注。怎樣有效的處理好工業(yè)污染物,防止其對(duì)環(huán)境的二次污染,怎么有效的利用好數(shù)量龐大的生活廢品,是當(dāng)前許多學(xué)者都在研究的問題。綠色化學(xué)工程是在社會(huì)迫切需要的情況下誕生的新型項(xiàng)目,這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是:對(duì)日常化學(xué)生產(chǎn)當(dāng)中的一些資源浪費(fèi)及環(huán)境污染進(jìn)行有效的處理,從而使得化工污染得到有效緩解,化工生產(chǎn)過程中的資源浪費(fèi)得到很大的改善。
一、綠色化學(xué)工業(yè)的概念
綠色化學(xué)又被稱為無污染化學(xué),以此為理念而開發(fā)出的技術(shù)就是綠色化學(xué)工程技術(shù),采用化學(xué)原理從根本上降低化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境造成的破壞。化工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)是綠色化學(xué)工程,它已成為了未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展方向的重要研究目標(biāo)之一,綠色化學(xué)具有以下兩種特性:首先,綠色化學(xué)的根本思想在于保護(hù)環(huán)境,使自然資源可持續(xù)發(fā)展,讓人與自然之間的關(guān)系和諧,人們對(duì)環(huán)境造成的破壞促使了對(duì)綠色化學(xué)的研究;其次,綠色化學(xué)是將環(huán)境改變的技術(shù),發(fā)展下的綠色化學(xué)技術(shù)以逐漸可以應(yīng)付各種環(huán)境下對(duì)自然的破壞。從根本上來說,綠色化學(xué)是預(yù)防環(huán)境污染;而環(huán)境化學(xué)則是對(duì)污染后的環(huán)境進(jìn)行改善和治理。兩者之間是根本不一樣的,在最終目的上也是千差萬別的。
目前,對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行研究的重要發(fā)現(xiàn)和實(shí)踐活動(dòng)為綠色化工技術(shù)。基本原理是采用原料中的原子進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這就使化學(xué)工業(yè)在進(jìn)行工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生污染物,達(dá)到對(duì)化學(xué)工業(yè)污染物的零排放。并且,在進(jìn)行化學(xué)工業(yè)工作時(shí),不使用任何具有危害性和毒性的原材料,這樣可以生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境不造成破壞的產(chǎn)品。這種技術(shù)目前處于理論狀況,但是在眾多科研人員的努力探索下,還是可以逐漸實(shí)現(xiàn)此種設(shè)想的。
二、綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)
在傳統(tǒng)化學(xué)的生產(chǎn)過程中,在有毒、有害物質(zhì)的處理上存在較為嚴(yán)重的滯后性,因此導(dǎo)致化學(xué)工藝一直處于被動(dòng)生產(chǎn)。應(yīng)用這樣的化學(xué)工藝對(duì)污染物進(jìn)行處理無法取得理想的效果,資源優(yōu)化也無法得到有效實(shí)現(xiàn)。化學(xué)工藝的應(yīng)用不但導(dǎo)致化學(xué)生產(chǎn)污染物成本提高,還導(dǎo)致污染物處理效率嚴(yán)重下降。綠色化學(xué)工程的應(yīng)用可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)化學(xué)工程中存在的缺陷,其通過對(duì)相關(guān)科學(xué)技術(shù)及先進(jìn)方法的利用,對(duì)化工生產(chǎn)相關(guān)污染物進(jìn)行除塵、脫硫等處理。綠色化學(xué)工程與工藝具體實(shí)施方法主要有以下幾種。
(一)采用綠色化學(xué)原料
在化工生產(chǎn)工藝及具體流程中,化學(xué)生產(chǎn)原料是起著決定性作用的主要因素,在傳統(tǒng)化學(xué)工程中,所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國(guó)家不可再生能源的消耗,同時(shí)還導(dǎo)致污染物的排放量大大增加,加重生態(tài)環(huán)境污染程度。將綠色化學(xué)原料作為化工生產(chǎn)材料是綠色化學(xué)工程重要研發(fā)內(nèi)容之一。在化工生產(chǎn)過程中,可使用綠色化學(xué)物質(zhì)、自然物質(zhì)等無染污、可再生的化學(xué)原料。典型的綠色化學(xué)原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產(chǎn)過程中,可使其轉(zhuǎn)化為酮、醇、酸類等多種化學(xué)品。在整個(gè)轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中,這些原料僅會(huì)產(chǎn)生一定量的氫氣,而不會(huì)有任何一種有害、有毒的物質(zhì)產(chǎn)生。
(二)提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性
在化學(xué)工程的物質(zhì)反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學(xué)原料的轉(zhuǎn)化均是需要化學(xué)反應(yīng)才能得以實(shí)現(xiàn)。在化工生產(chǎn)過程中,合理選擇有效的化學(xué)反應(yīng)形式可有效促進(jìn)化學(xué)工程生產(chǎn)效率及質(zhì)量得到提高。對(duì)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素有很多種,反應(yīng)原料、環(huán)境、時(shí)間、特點(diǎn)等均會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不同程度的影響。在化學(xué)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為普遍的反應(yīng)形式為氧化反應(yīng)。在氧化反應(yīng)過程中會(huì)有大量的熱產(chǎn)生,所有化學(xué)原料均會(huì)在熱的催化作用下發(fā)生變質(zhì),因此會(huì)大大降低化學(xué)品的生產(chǎn)質(zhì)量。在綠色化學(xué)工程中,應(yīng)用新型的反應(yīng)形式,這種新型反應(yīng)形式為烴類氧化反應(yīng)。這種反應(yīng)形式的應(yīng)用不僅可促進(jìn)催化物反應(yīng)催化能力得到提高,同時(shí)還可有效促進(jìn)生產(chǎn)物同分異構(gòu)反應(yīng)時(shí)間增加。
(三)使用無毒無害催化原料
隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展速度的不斷加快,將化學(xué)反應(yīng)合理的應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中已經(jīng)成為促進(jìn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。在化學(xué)反應(yīng)過程中均離不開催化劑的使用。將催化劑應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過程中,可有效加快反應(yīng)速度,縮短法寧時(shí)間。所以,在化工生產(chǎn)過程中使用無毒無害的催化原料成為推動(dòng)綠色化學(xué)工程與工藝不斷深入發(fā)展的重要前提條件之一。目前,我國(guó)相關(guān)部門已經(jīng)高度重視對(duì)催化原料的選擇及應(yīng)用進(jìn)行深入研究。越來越多的催化劑得到開發(fā)和研制,化學(xué)反應(yīng)過程中使用的催化原料不斷得到改善,分子篩除催化劑等優(yōu)良催化原料在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛。無毒無害催化原料的應(yīng)用可有效提高化學(xué)反應(yīng)效率,降低能源消耗量,同時(shí)也可減少環(huán)境污染。
三、結(jié)論
化學(xué)工程與工藝的發(fā)展不僅影響著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,而且有助于環(huán)境友好型社會(huì)的構(gòu)建。當(dāng)前世界面臨著資源和能源的短缺,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價(jià),這就需要化學(xué)工程與化學(xué)工藝共同發(fā)展,滿足我國(guó)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的需要。化學(xué)工程與工藝的行業(yè)領(lǐng)域需要積極配合國(guó)家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。轉(zhuǎn)變可持續(xù)發(fā)展的概念。重視化學(xué)工程與工藝發(fā)展的環(huán)保性,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝,減少環(huán)境的污染,積極開發(fā)新能源,走環(huán)境友好型道路。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:化學(xué)生產(chǎn);化工生產(chǎn)工藝;化工技術(shù)
化學(xué)工程通常就是指為達(dá)到一定效果在理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的一系列化學(xué)生產(chǎn)活動(dòng),它是將理論應(yīng)用于實(shí)踐的一個(gè)過程。現(xiàn)如今化工行業(yè)除了包括石油化工、催化制造等傳統(tǒng)化工,還囊括了生物制藥、納米技術(shù)等現(xiàn)代化工。但目前化工生產(chǎn)行業(yè)還是主要以化石燃料等傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)為動(dòng)力,但是燃燒化石燃料不僅使得不可再生資源的減少,更對(duì)自然環(huán)境造成重大的污染。很顯然,這和人們?nèi)諠u追求綠色環(huán)保的觀念產(chǎn)生矛盾。因此,面對(duì)化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題,及時(shí)地做出科學(xué)合理的改進(jìn)措施已經(jīng)變得至關(guān)重要。
1化工生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)前現(xiàn)狀
1.1對(duì)環(huán)境造成重大污染
化工行業(yè)是目前當(dāng)今世界最主要的污染源之一。首先,化工生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生很多的廢水。廢氣和固體廢棄物,如果不加以合理處理直接排放到水源里,那么對(duì)當(dāng)?shù)氐牡叵滤鷳B(tài)系統(tǒng)造成的后果將不堪設(shè)想。其次,化工行業(yè)在生產(chǎn)大量日常生活品為人們帶來便利的同時(shí),也帶來了大量的生活垃圾,由于很多生活垃圾都是高分子化學(xué)材料,處理起來非常困難,如果將它們直接采取填埋的方式處理,將很長(zhǎng)時(shí)間難以降解,這會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重的污染。化工生產(chǎn)過程中不僅會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)、水源造成污染,而且對(duì)空氣也會(huì)有很嚴(yán)重的影響。化工行業(yè)主要以燃燒化石燃料為主。燃燒化石燃料會(huì)生成大量的二氧化碳、二氧化硫和固態(tài)顆粒物,不僅會(huì)造成溫室效應(yīng)加劇的后果,還會(huì)形成霧霾、酸雨等惡劣現(xiàn)象,給人們經(jīng)濟(jì)和健康帶來巨大的損失。
1.2化工生產(chǎn)效率太低
隨著人們生活水平的提高,傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)工藝已經(jīng)無法最大限度地滿足人們的日常需要了,這是由于化工生產(chǎn)工藝本身的缺陷造成的。化工生產(chǎn)工藝是將理論的化學(xué)反應(yīng)放大應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)過程中,因此在具體工藝中會(huì)遇到很多問題。例如化學(xué)反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化率太低,化工生產(chǎn)過程中連續(xù)性較低等。這些問題都可能導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)不充分,最終造成化工生產(chǎn)效率比較低。另外,反應(yīng)設(shè)備的效率太低也是造成化工生產(chǎn)過程中效率比較低的一個(gè)重要原因。
2化工生產(chǎn)行業(yè)改進(jìn)措施
2.1優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)環(huán)境
每一個(gè)化工工藝都是化學(xué)反應(yīng)的放大過程,但是又要比簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜得多。就像化學(xué)反應(yīng)的各個(gè)參數(shù)一樣,反應(yīng)條件也是化工生產(chǎn)中最為重要的環(huán)節(jié)。而每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都會(huì)有其最佳的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù),同理,化工生產(chǎn)過程中的最佳反應(yīng)條件決定著化工生產(chǎn)過程中的質(zhì)量。因此,要想實(shí)現(xiàn)提高化工生產(chǎn)過程效率的目的,也應(yīng)該最大限度地創(chuàng)造一個(gè)最佳的化工反應(yīng)環(huán)境,同時(shí)應(yīng)該盡可能避免各種副反應(yīng)的出現(xiàn)。另外,在適當(dāng)?shù)那闆r下,也要使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┮蕴岣呋どa(chǎn)過程中的速率。
2.2改進(jìn)化工生產(chǎn)工藝
在化工工藝的改進(jìn)方面,不僅要提高反應(yīng)生產(chǎn)過程的效率,更應(yīng)該注重化工生產(chǎn)工藝的綠色安全環(huán)保。通過調(diào)整化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)參數(shù)和條件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)過程中效率的改進(jìn)。而化工工藝要想實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保,就需要尋求一些新的途徑,例如,更加綠色環(huán)保的化學(xué)反應(yīng),使用最少的生產(chǎn)原料,生成對(duì)環(huán)境友好的產(chǎn)物等。在日趨崇尚綠色環(huán)保的當(dāng)今社會(huì),化工生產(chǎn)工藝走向綠色安全是大勢(shì)所趨,而綠色安全環(huán)保的生產(chǎn)工藝也能帶領(lǐng)化工行業(yè)走上新的輝煌。
2.3合理處置生產(chǎn)廢料
化工生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和固體廢棄物,而這些廢料通常都是對(duì)自然環(huán)境和人體有嚴(yán)重危害的。所以在處置這些化工生產(chǎn)過程中的廢料時(shí)應(yīng)該格外注意。通常處理這些廢料主要采用物理法和化學(xué)法,但是二者各有利弊,物理法較為環(huán)保,而化學(xué)法較為徹底,具體是由廢料的種類來決定采用哪種方法處置。另外,生物法處理化工廢料也逐漸受到科學(xué)家們的關(guān)注,生物法處理化工廢料既綠色環(huán)保又反應(yīng)徹底,是一種較為理想的處理辦法。綜上所述,無論采取何種方法處理化工廢料,都應(yīng)該秉持綠色安全的原則,將其對(duì)環(huán)境和人類的危害降到最低。
2.4尋求化工新能源
當(dāng)今化工生產(chǎn)行業(yè)仍然是主要以燃燒化石燃料為主。但是化石燃料作為不可再生資源已經(jīng)面臨很多的問題,而且大量燃燒化石燃料也會(huì)對(duì)自然環(huán)境和我們?nèi)祟惖慕】祹砭薮笥绊懀虼藢で髣e的能源來替代不可再生的化石燃料已經(jīng)迫在眉睫。新的可再生能源不僅保障了化工生產(chǎn)的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展,也避免了傳統(tǒng)化工行業(yè)對(duì)人類和自然環(huán)境帶來的惡劣影響。而科學(xué)家們也在這一方面取得了較好的成果,例如,電化工、生物化工、納米技術(shù)等。我們有理由相信在科學(xué)家們的不懈努力下,將新能源大量普及并應(yīng)用于化工領(lǐng)域指日可待。
3結(jié)束語
通過對(duì)我國(guó)當(dāng)前化工生產(chǎn)行業(yè)現(xiàn)狀的了解和分析,我們發(fā)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中還存在很多的問題正待我們?nèi)パ芯亢徒鉀Q。我們要想改良化工工藝就需要對(duì)科學(xué)進(jìn)行不斷探索,要想維持自然環(huán)境的不被污染,就需要找到更加科學(xué)環(huán)保的辦法保護(hù)自然環(huán)境,這是考驗(yàn)人類生存和自然環(huán)境共同長(zhǎng)久發(fā)展的重大課題。而現(xiàn)在的我們要做的就是認(rèn)真探索,尋求突破創(chuàng)新,對(duì)傳統(tǒng)化工工藝中存在的問題進(jìn)行研究并改進(jìn),最終保障化工行業(yè)的綠色健康可持續(xù)發(fā)展,這樣我們才能穩(wěn)定的推動(dòng)社會(huì)建設(shè)。
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[關(guān)鍵詞]化工工藝;化工設(shè)備;安全評(píng)價(jià);定性
中圖分類號(hào):X937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)29-0127-01
我國(guó)化肥、染料、農(nóng)藥、純堿、硫酸、燒堿、合成橡膠乙烯等的產(chǎn)量已經(jīng)位于世界前列,石油加工能力達(dá)到世界第四。化工生產(chǎn)的最大特點(diǎn)是工藝比較復(fù)雜,且生產(chǎn)中安全隱患多,一旦形成安全事故損失無法估量。基于這樣的行業(yè)背景,對(duì)化工生產(chǎn)的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)已成為整個(gè)化工產(chǎn)業(yè)的研究重點(diǎn)。《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》、《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》和《安全生產(chǎn)許可證條例》都對(duì)生產(chǎn)、儲(chǔ)存危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目的安全條件論證和安全評(píng)價(jià)也做出了明確的規(guī)定。根據(jù)我國(guó)的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)技術(shù),已經(jīng)建立了比較健全的系統(tǒng)和方式,但對(duì)判別工藝風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備安全方面,還沒有建立較為系統(tǒng)的評(píng)價(jià)模式。
1 化工工藝概念及安全性評(píng)價(jià)
1.1 化工工藝概念
化工工藝是指利用化工生產(chǎn)技術(shù),將原材料通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程和方法。主要包含3個(gè)過程:原料處理、化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)品精制。原料處理是指根據(jù)不同情況將原料通過提純、凈化、混合和乳化等工藝的預(yù)處理,已達(dá)到滿足化學(xué)反應(yīng)的純度或濃度。化學(xué)反應(yīng),是化工過程的關(guān)鍵生產(chǎn)步驟,滿足化學(xué)反應(yīng)的原料在一定溫度和壓力作用通過化學(xué)催化劑的影響下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),以達(dá)到所需的目標(biāo)產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化率。常見的化學(xué)反應(yīng)包括:氧化、還原,聚合、分解、異構(gòu)化、焙燒等。產(chǎn)品精制是指將化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離提純,出去非目標(biāo)產(chǎn)品的中間物質(zhì)或雜質(zhì),以得到符合規(guī)格的目標(biāo)產(chǎn)品。
1.2 化工工藝安全性評(píng)價(jià)
化工生產(chǎn)過程中多伴有易燃易爆有毒性腐g性介質(zhì)的產(chǎn)生,化工事故也往往具有災(zāi)難性、瞬間性的特點(diǎn)。化工生產(chǎn)潛在重大的危險(xiǎn)性,現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外的研究員對(duì)化工生產(chǎn)過程中的中毒、爆炸等事故做了定量分析,分級(jí)并制定了“危險(xiǎn)工藝辨識(shí)取值表”。該表內(nèi)容主要包括化工工藝的危險(xiǎn)程度由化工物質(zhì)的溫度、壓力、性質(zhì)和腐蝕等內(nèi)容組成,危險(xiǎn)程度分為不嚴(yán)重、嚴(yán)重、比較嚴(yán)重和十分嚴(yán)重四個(gè)等級(jí),從而確定化工工藝的危險(xiǎn)程度。其風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的重點(diǎn)在于對(duì)危險(xiǎn)源的分析,主要包括以下三個(gè)方面:(1)危險(xiǎn)化學(xué)品,主要危險(xiǎn)與其化學(xué)反應(yīng)和自身的物理性質(zhì)相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)相對(duì)危險(xiǎn)性最大的是液化氣體,常見的危險(xiǎn)液化氣體有NH3、H2S、液化石油等。例如液化石油,既可以作為生產(chǎn)原料也可以作為燃料,揮發(fā)性極強(qiáng)、受熱易膨脹,屬于易燃易爆氣體,人體大量吸入也會(huì)造成窒息中毒危及生命。(2)工藝線路危險(xiǎn)性,在化工生產(chǎn)過程中盡量選擇污染少、危害低的生產(chǎn)材料,改進(jìn)和優(yōu)化工藝設(shè)計(jì),提高材料使用率,建立完善的污染處理系統(tǒng),減少對(duì)環(huán)境的污染。(3)反應(yīng)過程中的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,這是工藝風(fēng)險(xiǎn)中最關(guān)鍵的內(nèi)容。首先反應(yīng)過程關(guān)乎生產(chǎn)效率,其次化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)和穩(wěn)定性對(duì)其反應(yīng)設(shè)備影響巨大。反應(yīng)中風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的重點(diǎn)在原材料的審核上,在保障質(zhì)量的前提下,盡量選擇毒性小、反應(yīng)溫和的原料,并事先最好安全防范措施,避免外界因素對(duì)反應(yīng)過程的影響。
2 化工設(shè)備的安全性評(píng)價(jià)及影響因素
2.1 化工設(shè)備的安全評(píng)價(jià)
化工設(shè)備的安全性評(píng)價(jià)較為復(fù)雜,涉及到設(shè)備的選材、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、使用運(yùn)行等等方面,任何一個(gè)環(huán)節(jié)都可能造成漏氣、漏液、毒氣、火災(zāi)等不安全因素的發(fā)生。比如設(shè)計(jì)階段對(duì)設(shè)備材質(zhì)的選擇一般從疲勞強(qiáng)度、載荷、抗腐蝕能力等方面角度考慮,兼顧性能和經(jīng)濟(jì)性。選材后下一步就是要根據(jù)工藝參數(shù)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的合理性。易燃易爆危險(xiǎn)物質(zhì)參與反應(yīng)的設(shè)備就不能選用玻璃材質(zhì)反應(yīng)器;充分考慮料液的極限濃度、溫度和壓力,留有足夠的腐蝕裕度;高溫運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)配有報(bào)警連鎖溫控系統(tǒng)等。例如:分餾塔塔板的選擇的合理性應(yīng)從填料的材料、形狀等方面綜合考量;換熱器中如果過料液中的氯離子含量過高,則板式換熱器的泄露概率就比管式換熱器小很多。
2.2 化工設(shè)備安全評(píng)價(jià)的人為因素
設(shè)備的操作和維保是較容易被忽視的化工設(shè)備的安全評(píng)價(jià)因素,但其對(duì)設(shè)備的安全性能影響卻意義重大。任何一個(gè)微小的失誤違規(guī)操作造成的非自然停車可能造成上百萬的經(jīng)濟(jì)損失,給設(shè)備帶來的安全隱患也常常是巨大的。因此對(duì)化工設(shè)備的安全評(píng)價(jià)必須引入操作員工的技能素養(yǎng)這一因素,分析這一因素的可能性發(fā)生情況,在模擬設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該與足夠的權(quán)重系數(shù)。設(shè)備維保的目的是將設(shè)備隱患消除于萌芽之中,根據(jù)設(shè)備操作維保說明書結(jié)合實(shí)際重要部件運(yùn)行情況制定日維護(hù)、周維護(hù)、月維護(hù)、季度和年維護(hù)周期表,并認(rèn)真執(zhí)行。任何大的事故都是多個(gè)隱患堆積而成,設(shè)備的操作和維保這兩個(gè)不確定的人為因素,在化工設(shè)備的安全評(píng)價(jià)中應(yīng)給予足夠的重視。
3 化工工藝與設(shè)備安全評(píng)價(jià)的綜合影響
每種化學(xué)反應(yīng)是都有多種工藝路線,工藝選擇是盡量選用危害小的路徑。采用無毒害的、危險(xiǎn)度低的原料,降低反應(yīng)要求。例如用催化劑稀釋反應(yīng)原料中的危險(xiǎn)物,用以降低反應(yīng)劇烈程度,減輕對(duì)化工設(shè)備的腐蝕和應(yīng)力作用。在化工原料的混合、干燥以及過濾等過程中,反應(yīng)器內(nèi)不僅進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),還會(huì)伴有液體流動(dòng)和能量傳播等,因此化工設(shè)備的操作穩(wěn)定性對(duì)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行也有相應(yīng)影響。但工藝不一樣對(duì)應(yīng)的反應(yīng)特點(diǎn)必然也有差異,因此間歇工藝過程相對(duì)就更精確簡(jiǎn)便,同時(shí)可操作空間就相對(duì)大一些。輔的儀器儀表的使用對(duì)化工工藝和設(shè)備2者兼具保護(hù)作用,有時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)情況不正常,會(huì)出現(xiàn)高溫、高壓現(xiàn)象。及時(shí)調(diào)整恢復(fù)到正常范圍內(nèi),對(duì)產(chǎn)品的合格率和設(shè)備的安全性都具有積極意義。
4 結(jié)束語
化工工藝和設(shè)備安全評(píng)價(jià)是繁雜系統(tǒng)性的技術(shù)工作,所涉及的知識(shí)面非常廣泛。其安全評(píng)價(jià)的合理使用,對(duì)保證火災(zāi)、爆炸、毒性事故風(fēng)險(xiǎn)定量結(jié)論的真實(shí)性和可靠性起著舉足輕重的決定性作用。評(píng)價(jià)人員需有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、正確的評(píng)價(jià)方法和高度的責(zé)任心,才能完成好這一工作。本文對(duì)化工工藝和設(shè)備安全性定性評(píng)價(jià)初步討論,希望能起到拋磚引玉的作用。
參考文獻(xiàn)
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