化学工艺与流程范文
时间:2024-04-08 15:53:44
导语:如何才能写好一篇化学工艺与流程,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、典型试题分析
例1.(2009年江苏省扬州市)下图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4 粉的工艺流程简图,根据要求回答问题。
(1)铁的另两种常见氧化物的化学式是、。
(2)加水溶解过程中,在实验室里通常要使用的玻璃仪器有烧杯和,操作A的名称 是。
(3)副产品P是,由溶液N获得该副产品的操作顺序是bd。
a.过滤
b.加热浓缩
c.冷却结晶
d.晶体加热至完全失去结晶水
(4)通空气时的化学方程式是4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,由沉淀M获得Fe3O 4的过程中发生的反应为Fe(OH)2+ 2Fe(OH)3ΔFe3O4+4H2O, 控制“一定量空气”的目的是,沉淀M中Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比 为。[相对分子质量:Fe(OH)2―90,Fe(OH)3―107]
解析:本题考查了元素及其化合物知识、实验基本操作能力,考查学生能够从试题 提供的新信息中,准确地提取有用信息并与已有知识和能力整合,重组为解决问题的新知识 的能力。本题以工业生产为背景,提供了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的 工艺流程简图,生产的关键是除杂和Fe(OH)2的生成与氧化,最后获得产品和副产品。第 一小题要学生写出铁的氧化物的化学式为FeO、Fe2O3。第二小题考查的是学生实验基本 操作能力,溶解过程需要烧杯和玻璃棒,玻璃棒的作用是搅拌加速溶解;根据流程图分析操 作A得到了沉淀M和溶液N,所以操作A的名称是过滤。第三小题根据流程图可以得出溶液N中 溶质为FeSO4和NaOH反应产物中的可溶物质Na2SO4,而根据获得副产品的操作顺序第 一步和最后一步可知中间的顺序为c、a。第四小题是本题的难点,由题中的信息可以看出Fe 3O4是由Fe(OH)2、Fe(OH)3反应制得的,所以要将Fe(OH)2部分氧化为Fe(OH) 3,所以控制“一定量空气”的目的是防止Fe(OH )2完全转化为Fe(OH)3,又根据 第二个化学方程式,Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比应该是恰好完全反应时的质量比, 这样原料利用率最高,所以答案为90∶214。最后一问主要考查了学生信息加工能力,可运 用所获信息与质量守恒定律整合获得答案。
例2.(2009年山东省青岛市)海水经过晒盐后得到粗盐和苦卤,重结晶后的食盐 中还含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性杂质,他们在溶液中主要以SO2-4、Ca 2+、Mg2+的形式存在,为将这些杂质离子除净,应加入过量的氯化钡、氢氧化 钠、碳酸钠等物质将其转化为沉淀,过滤除去;再加入适量的盐酸,得到精盐水,最后经蒸 发即得精盐。以下是某化工厂对海水进行综合利用的示意图:
(1)在苦卤制镁的过程中加入了石灰乳(主要成分是氢氧化钙),石灰乳是用生石灰制得 的,请写出制取石灰乳的化学方程式:。
(2)在制备精盐的过程中,氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序是否可以颠倒?,理由是 。
(3)在利用粗盐制备精盐过程的第⑥步操作中,加入适量盐酸的目的是。
解析:本题考查了学生对酸碱盐性质的掌握及化学方程式书写能力、物质提 纯和除杂的能力。本题提供了海水综合利用的工艺流程图,这里有两条工艺流程,一条为海 水得到粗盐并进行除杂提纯得到精盐的过程,另一条流程以苦卤为原料制备镁和氯气。生 产精 盐的过程主要是除杂,题目中给出信息杂质是硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性物质,分别 加入过量的BaCl2、NaOH、Na2CO3等物质将其转化为沉淀,过滤除去;再加入适量的 盐酸,得到精盐水,最后经蒸发即得精盐。其中BaCl2除去SO2-4,NaOH除去Mg 2+,Na2CO3除去Ca2+和过量的Ba2+,过量的目的是确保将杂质除尽, 所以氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序不可以颠倒。最后在滤液中加入盐酸的目的是除去过量 的氢氧化钠和碳酸钠,第一小题与流程关系不大,答案为CaO + H2O
Ca(OH) 2。
二、突破策略点拨
1.审题分析
化学工艺流程题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题 的能力。解此类型题目的基本步骤是:①从题干中获取有用信息,了解生产的产品。②分析 流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么;B.发生了什么反应;C.该反应 造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点是一切反应或操作都是为获得产 品 而服务。③从问题中获取信息,帮助解题。
2.规范答题
了解流程后着手答题。认真分析试题,寻找关键词,逐题推敲,一定要弄清下列问题:命题 人的意图是什么?有哪些依据?解答问题的关键是什么?要点是什么?如何解答才能拿全分 数?然后认真回答问题,要使答案有针对性,切忌答非所问,还要注意语言表达的简明、规 范、准确,尤其在说原因时要做到思路清晰、思维缜密、条理分明、直奔主题,切忌拐弯抹 角。
篇2
一、试题结构
化学工艺流程题的结构一般分为题引、题干和题设三个部分。题引主要是以引导性的语言,简单介绍该工艺生产的目的、原料、产品,有时还提供相关表格、图像等参考数据或信息;题干主要是以框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题设是根据生产过程中涉及的化学知识设计成的一系列问题,要求学生依据化学原理进行分析解答。
化学工艺流程题的一般结构如下:
箭头:进入的是投料(反应物),出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质可循环使用。
二、解题思路
要准确、顺利地解答化学工艺流程题,除了必须掌握物质的性质和物质之间相互作 用的基本知识,以及除杂、分离、提纯物质的基本技能外,最关键的是要掌握和具备分析工艺生产流程的方法和能力。因此,解题思路通 常是: [审题][析题][答题][①阅读题目的背景材料;
②提供的原料;
③物料或操作流程;
④提供的条件和图表;
⑤化工流程图的类型;
⑥重要的操作。
][①从目的和反应原理切入;
②从原料和产品切入;
③从生产要求和条件切入;
④从产品分离提纯切入;
⑤从绿色化工思想切入;
⑥注意问题表达;
⑦注意每问提供的答题区域大小。
][①弄清目的和原理;
②弄清各步骤的目的;
③如何运用条件;
④问题突破口与隐含条件;
⑤建立解题思路与方法。]
答题顺序一般按题号的先后顺序作答,但要注意前后问题一般没有“株连效应”,遇到难题时不妨先放一放,先做后面的题;若时间不够用,还可以不看流程图,先做与流程图无关的题,能抓几分就抓几分。
三、相关知识储备
1.除杂提纯
化学工艺流程的目的之一是从混合物中除杂、分离、提纯某一物质,因此,掌握好中学化学中常见的除杂、提纯方法是解答好工艺流程题的第一把钥匙。
(1)常见的化工术语。
(2)常见工艺流程题中添加化学试剂的作用。
(3)常见工艺流程题中除杂、提纯的方法。
①常用的物理方法:根据物质物理性质上的差异分离、提纯物质。主要有:过滤、蒸发结晶(重结晶)、蒸馏或分馏、萃取分液、渗析、盐析等。
②常用的化学方法:根据物质化学性质上的差异分离、提纯物质。主要有:生成沉淀法、生成气体法、氧化还原法、正盐与酸式盐相互转化法、利用物质的两性除去杂质法、离子交换法。
(4)常见离子的检验。离子的检验是进行物质鉴别、推断的重要基础,因此,掌握常见离子(如H+、Na+、K+、、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、Cu2+、Al3+、OH-、、、S2-、Cl-、Br-、I-、)的检验方法是十分必要的,特别是Na+、K+、、Fe3+、Al3+、、、Cl-的检验,更要熟练掌握。
2.实验操作
化学工艺流程题的另一个目的是利用某些物质制备另一种物质,其中必然涉及不少实验操作,因此,熟练掌握中学阶段常见的实验操作是解题的又一把钥匙。
(1)洗涤沉淀:沿玻璃棒向过滤器的沉淀上加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使其全部滤出,重复此操作2~3次。
[特别提醒]有机物最好用冷水洗涤,无机盐最好用酒精洗涤,以减少晶体溶解。
(2)是否洗净:取最后一次洗涤液于试管中,加入某种能检验沉淀上吸附离子的试剂。
(3)从溶液中得到晶体:蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。
(4)水浴加热的优点:受热均匀,便于控制温度。
(5)使用时不需要润洗的实验仪器:中和滴定中装待测液的锥形瓶,配制溶液时的容量瓶等。
(6)中和滴定终点的判断:当滴入最后一滴标准液时,溶液颜色突然变化,且在半分钟内不恢复原色。
(7)趁热过滤的目的:防止其他溶质析出;抽滤的目的:较快、较干燥地得到固体。
3.平衡原理
化学工艺流程题从本质上说,就是将中学的知识运用到实际工艺流程中,指导具体实际生产,而平衡原理是中学的重要理论,用好平衡这把钥匙对答好工艺流程题是很有帮助的。
化学工艺流程题中运用平衡原理要特别掌握以下几点:
(1)根据勒夏特列原理选择合适的工业生产条件,包括温度、压强、反应物配比、反应时间等。
(2)侯氏制碱法是工艺流程题的热点,要掌握氨气和二氧化碳通入的顺序、NaHCO3析出条件的控制。
(3)重视水解平衡的应用,如水解对溶液pH的影响,易水解盐的配制,水解对盐溶液蒸干的影响,利用水解除杂、制备Fe(OH)3胶体。
(4)沉淀溶解平衡是工艺流程题的热点,要求能根据表达式进行简单计算,能根据图像选择合适的溶质析出温度,能运用原理解释生产中的一些现象等。
4.中学化学中重要的化工生产
高中教材中涉及的化工生产主要有:①氯碱工业;②工业制硫酸(接触法);③侯德榜制碱;④合成氨工业;⑤工业制硝酸;⑥金属钠、镁、铝、铁、铜等的冶炼;⑦海水提溴;⑧硅酸盐工业;⑨粗铜精炼等。
篇3
1.化学工艺任务特性研究依据化学工程与工艺流程进行科学审视,涉及细化的工艺任务主要是应用专业理论和人员技能标准进行同步开发、设计的,因为科学工程的大力支持,使得单位人员基础操作活动越来越正规,基本能够依据企业生产流程进行优化模拟训练,将节点更新指标落到实处。关于这部分学科研究领域众多,工艺专业需要人员充分掌握应用理念前提下,结合各自行业实际管理状况进行创新领域开创,进而形成独具特色的专业归控体系。
2.化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的核心内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实核心催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。
另一方面,合成化学作为既定学科的核心要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。
二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析
传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。
三、结语
篇4
关键词:化工生产;工艺流程;详细分析
我国已经逐渐的进入到小康社会,在经济迅速发展下,需要对化工生产行业更加的重视,化工市场的前景也十分的广阔,现在社会的生产效率是极高的,在短时间内生产技术就有了突飞猛进的发展。随着科技的发展,产品更新的速度也在加快,在这样的情况下,化工生产工艺流程就变得越来越重要。
1 原料的前期准备工作
化工生产过程主要是以化学反应为加工的核心,只有化学反应是科学的,化工生产才能够满足化工行业的基本要求。在化学反应之前,需要对相应的原料进行处理,只有将化学反应的原料准备好,才能够达到化学生产的基本条件。在化学生产的过程中,无论是产前、产中还是在产后,都要将材料中的杂质处理好,正确的按照相关的工艺进行提纯处理,这样就能够将杂质的数量最大限度的减少,从而提高参与化学反应的质量。有些化学反应后会存在着很多的原料,这些参与的原料可以重新的作为下一轮化学反应的原材料投入到化学生产中,还要对原材料进行充分的调整,在残余的原材料下还可以加入其它的原材料,这样产生多余的材料就能循环的再利用,不会出现浪费的现象。在化学反应之前就对原材料进行基本的处理,这是化工生产之前需要做的准备工作,将准备工作做好就可以提高生产的效率。因此在化工生产的过程中,要想提高原材料的利用率,就要对原材料进行预处理,避免在化学反应的过程中,出现反应效率下降的情况。
2 化工生产中的化学反应
在化工生产的过程中,化学反应必须要根据反应的特点和条件将化学反应进行分类,可以分为不可逆反应和可逆反应、吸热反应和放热反应,化学反应的差异对化学条件的要求也是不同的,在同一个化学反应中,不同的化学反应与环境和温度有着关系,在反应速度上也有着一定的差别。化学反应在发生的过程中,需要通过具体的反应才能够知道能否达到化工生产的基本要求,这也是化学研究的重点之一。不同的化学反应在反应的过程上也有着明显的差异,因此在实际的生产中,需要根据具体的化学反应进行调整,在反应环境中添加适量的催化剂,这样能够帮助原材料发生化学反应,或者是使化学反应更加的剧烈,面对这样的化学实验,就要使用比较安全的反应器皿。在化学反应的过程中,一定要将具体的化学流程充分的了解,科学的把握每一个流程,详细的了解化学反应的每一个步骤,使化学反应可以达到最佳的反应效果。现在的化学反应有很多,原材料在处理方式上也不同,因此会出现各种各样的变化,除此之外,在化学工艺流程上也有着显著的差异,尽管是同一种化学产品,在化学生产的过程中,对杂质和化学反应的质量也是不同的。
3 化工生产工艺流程的配置
在化学生产的过程中,工艺流程的配置是应该重点关注的问题,也是整个化工生产中的重要环节,在产品生产的过程中,按照产品的具体生活参需要,对各个单元操作和单元过程进行充分的了解,选择正确的操作工具、组合方式和设备的使用顺序,还要以图解的形式表示出生产全貌的过程。包括工艺路线技术先进、生产操作安全可靠、经济指标合理有利在满足产品性能和规格的要求下,要采用先进的生产技术选用的工艺路线必须具备现代化生产条件,反映在生产过程中应体现出物料损耗少、循环量小、能量消耗低,备投资少、生产能力大、生产效率高物料和能量利用充分、合理。
在配置流程时,要从四方面来把握:首先要尽量提高原料的转化率和主反应的选择性采用先进的技术、合理的单元、有效的最适宜的工艺条件和高效的催化剂,再有就是要充分利用分离、回收等措施循环使用未反应物料,以提高总转化率反应,副产物也应加工成副产品。第三,在流程配置中要对冷热物流合理匹配,充分利用自身热能和冷量减少外部供热或供冷,以达到节能的目的;第四,要尽力构筑物质和能量的闭路循环,尽力实现绿色生产过程;单元操作适宜,要根据单元反应过程的需要,正确选择适宜的单元操作,确定每一个单元操作中的流程方案及所需设备的型式,合理配置各项操作与设备的先后顺序。同时还要考虑整个工艺流程的操作弹性和各个设备的利用率,并通过调查研究和生产实践来确定操作弹性的适应幅度,尽可能使各台设备的生产能力相匹配,以免造成不必要的浪费。
4 生成产物的分离与提纯
从原料开始,物料流经一系列设备的加工,包括物质和能量转换的加工,最后得到预期的产品。如果在加工过程中采用的加工方法或工艺路线出现混杂,就会造成产品中有着不同数量的杂质与副产品使化工产品的质量相应下降,降低化工厂的利益。产物的分离与提纯可以说是化工生产过程中的一大要点。再有副产品不一定就是没用的杂质,也可以经过加工变废为宝,提高原料的利用率。生产过程可以通过综合化、产品的网络化管理使资源和能源得到充分合理的利用,将副产物和废料转化成有用产品,可以将副产物和废料作为另外的化工原料经过合理规划在化工厂自身在建造过程中形成一条从基本原材料到能将材料完全利用的完整生产体系,实现真正的零排放生产流程,这样对化工行业的发展是极为有利的,有利于化工行业实现可持续发展,对生态环境也是极为有利的,在化学工业生产的过程中,分离和提存是非常重要的两个环节,任何的化学生产中,涉及到分离和提纯工艺都是极为复杂的,但是这一环节也是极为关键的环节,在化学生产的过程中是极为关键的。
结束语
化工生产是一个复杂的流程,在其生产过程中不光能得到所需产品,可能得到许多副产品,所以在实际的生产过程中,生产厂家要坚持走可持续发展、科学发展循环经济的道路,实现化工产品生产过程的综合化、产品的网络化开发新技术、新工艺,同时也要尽可能的保证化工产品的绿色环保,能够尽可能的将废物充分利用,形成化工生产的零排放。运用先进的、有自身特色的化工生产工艺流程来为自身赢得更大的优势。
参考文献
[1]赵志强.化工工艺过程开发及工艺路线选择[J].黑龙江科技信息.2012(06).
[2]刘伟男.谈化工生产工艺流程配置的反应系统[J].民营科技.2012(03).
[3]王芳.谈化工生产工流程的配置原则[J].民营科技.2012(03).
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注:本文中所面对的领域主要为数字电影制作领域,提到的视频系统主要指高清晰度电视系统
现代影视制作流程
无论是传统影视制作工艺还是现代影视制作工艺,其制作过程基本都可分为三大阶段:影像与声音的获取(acquisition);影像与声音的后期处理(post production);影片的发行与放映(distribu-tion and projection)。对于传统影视制作来讲,在三个阶段所用的载体均为胶片,后期制作所应用的工艺为化学工艺。而现代影视制作的显著特点是数字技术在三个阶段的大量应用,最早是在后期制作中,现在又逐渐触及到前期拍摄与最终发行和放映的环节。而随着数字技术不断的飞速发展,在各个阶段中数字技术应用的范围还在不断扩展,程度不断深入,并可预见的是,在未来的某一天,数字技术将完全取代传统的化学工艺,而成为支撑影视制作的技术平台。
不过,不可否认的是,在当前,胶片在以下几个方面还存在着很大优势:
一是前期拍摄时的成像质量:在宽容度方面胶片比ccd或cmos感光器件还略高;在清晰度方面胶片尚存在较大优势, 35mm胶片的理想清晰度可达4k,而目前数字电影拍摄所用的器件的成像清晰度为2k。
二是作为长期保存的介质,胶片已经经过了上百年的历程,在存储条件良好的情况下许多胶片可以保存70年之久
三是对于最终发行放映来讲,胶片拷贝还是一种性能价格比较高的手段
由于胶片在以上几个方面尚存在的一些长处,因此,现在许多影片的现代影视制作流程中的许多工艺环节中还有胶片的参与,这就形成了当前比较复杂的影视制作流程。如图1-1所示:
而对于未来影视制作,则没有了化学工艺的参与,整个制作流程完全是数字化的,如图1-2所示。
现代影视制作设备组成
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关键词:粉状MAP 磷酸浓缩 中和浓缩 料浆法
作为一种对各种农作物有明显增产效果的高浓度氮磷复合肥,磷酸铵是目前国际公认的最重要的复合肥料品种,并且随着现代化肥工业的发展,复合肥料也逐渐取代单一化肥,成为现代化肥工业的新发展方向。我国拥有丰富的磷矿资源,大力发展磷铵工业,对于促进我国现代化肥工业的发展和推动我国农业的现代化都具有非常重要的意义和价值[1]。
一、SAI流程料浆浓缩法磷铵新工艺为代表
SAI流程是英国苏格兰农用工业公司生产磷酸一铵的主要工艺,该方法生产分两个步骤:第一步是用浓度为50%P2O5的湿法磷酸与气氨中和,得到NH3∶H3PO4摩尔比为1.35的料浆;第二步加入磷酸、硫酸,使NH3∶H3PO4摩尔比为1.0,反应热可以除去水分,这个过程是在特别设计的类似于混料机的双轴混合器中进行。这样经二次水分蒸发,得到含11%N、49%水溶性P2O5、6%H2O的典型产品[2]。
二、Minifos流程
费森公司生产磷酸一铵的工艺常称Minifos流程。其流程特点是加压反应:约50%P2O5浓度的磷酸与表压为0.21MPa的气氨在反应器内加压反应,温度为170℃。采用加压反应是为升高中和溶液的沸点,增加磷铵溶解度,以求得到高浓度料浆,便于喷雾干燥。当液滴流下通过上升的空气流得到冷却和凝固时,更多水被闪蒸出并蒸发。产品约含6%H2O、10~12%N、50~56%P2O5。
三、斯威夫特流程
这种方法的特点是采用喷射反应器进行氨化反应。液氨进入喷嘴中心管,50% P2O5磷酸进入套管,经螺旋喷头,以3.8m/s线速与氨完全混合进行反应,生成粉状磷酸一铵进入21m高的塔中分离蒸汽。成品于塔底收集,1t P2O5发生反应热量为105.43×104kJ,磷酸中水分生成过热蒸汽,反应温度130℃[3]。
四、中和料浆浓缩法磷铵新工艺
中和料浆浓缩法磷铵工艺是我国根据磷矿资源储藏量丰富但整体品质不高的特点自主开发的磷铵生产新工艺。从20世纪80年代初开始,我国磷铵研究历经了实验室研究、中间试验、工业放大等重要研究开发阶段,目前中和料浆浓缩法磷铵工艺已十分成熟和完善,具有对磷矿适应性强、能量利用率高、设备材质要求低、装备完全国产化、流程简短、运行稳定、投资省、产品成本低等优点,生产规模与技术水平均居国际先进行列。
1.工艺说明
传统方法是以蒸汽为热源先将稀磷酸进行浓缩得到浓磷酸,再用氨中和得到浓磷铵料浆,经过干燥,生产磷铵;料浆法是先将稀磷酸与氨中和,所得稀磷铵料浆再以蒸汽为热源进行浓缩,所得浓磷铵料浆经干燥,得到固体磷铵产品。由于不进行磷酸浓缩,使得该工艺具有结垢少,易清洗的显著优越性。两种方法与湿法磷酸和磷铵的干燥及后续工序产品的粉状生产方法无关,只是被浓缩的物料不同,以及浓缩与中和先后顺序的区别[4,5]。
2.磷酸氨化设备
料浆浓缩磷铵新工艺中和工段的常用设备为中和槽、快速氨化蒸发器。现分述于下。
2.1中和槽
中和槽是最早使用的磷酸氨化设备,具有易于设计和放大的特点,在我国料浆浓缩磷铵工艺中和工段,中和槽首先被采用,也是目前国内使用最多的反应器。中和槽为圆柱容器,装有一个搅拌器,搅拌桨为透平式,并由设备顶部通入两根氨管至搅拌器桨叶边侧。槽体开有溢流口和底流口,槽内壁装有挡板以减少旋流,槽盖上开有抽气口、磷酸与氨入口及测pH的锑电极安装口。
2.2外环流氨化反应器
外环流反应器是利用上升管和下降管中物料的宏观密度差使物料循环流动。在料浆法磷按生产中,外环流反应器内的物料循环比一般在15左右[6]。在这种情况下,反应器内物料流型接近于全混流模型,也就是说在无机械搅拌的情况下外环流反应器接近于一个全混流反应器。
3.氨化料浆浓缩
磷铵料浆浓缩目前主要采用双效和三效蒸发流程。现分述于下。
3.1双效蒸发流程
蒸发流程为:循环泵将中和料浆送入二效加热器,然后加料泵将料浆由蒸发给料槽送入二效蒸发闪蒸室,在闪蒸室进行浓缩,蒸发一部分水分。经初步浓缩的料浆由料浆泵送入一效蒸发器闪蒸室,经进一步浓缩达指定浓度后,借助蒸发器内自身压力将料浆放入缓冲槽,再经料浆泵送往相应干燥装置。双效流程比较简单,投资省,操作控制也比较容易,因而应用广泛[7,8]。
3.2三效蒸发流程
磷酸经氨化中和后进入中和料浆储槽,再用泵送入三效蒸发器,然后经过料浆泵依次逆流送入第二、第一效蒸发闪蒸室,第一效蒸发用一次蒸汽加热,二效蒸发和三效蒸发由二次蒸汽加热。相比二效蒸发,三效蒸发更节约蒸汽,但其投资大、能耗高及设备维护费用高。因此,对蒸汽富裕的厂而言,采用双效蒸发更经济。
五、展望
中和料浆浓缩法磷铵工艺是“料浆法”磷铵关键的创新技术,是区别于磷酸浓缩传统工艺的核心[9,10]。它不仅解决了传统工艺采用杂质含量较高的中品位磷矿无法生产磷铵的难题,为利用我国丰富的中品位磷矿资源生产高效磷复肥开辟了一条新途径,还降低了物料浓缩过程的腐蚀性,提高了原料的利用率,不需用特殊材料制作蒸发浓缩设备,降低了设备要求,提高了设备的使用寿命和运行稳定性,具有较强的技术适应性和生存能力[11]。但其废热利用、生产自动化程度还不够高,“三废”排放亦不合理。因此,节能降耗、清洁生产、开发新材料以及生产的大型化与集团化是今后的主要发展方向。
参考文献
[1]钟本和,张允湘,应建康.料浆法磷铵工艺的发展和展望[J].四川大学学报(工程科学版),2003,35(2):1-2.
[2]化工部化肥司、中国磷肥工业协会编写组.磷酸磷铵的生产工艺[M].成都:成都科技大学出版社,1991.
[3][美] F.T尼尔逊著,黄广惠等译.肥料加工手册[M].北京:化学工业出版社,1992.
[4]钟本和,赵红.料浆浓缩法磷铵工艺[J].成都科技大学学报,1990,2(5),33-34.
[5]化学工业部建设协调司,化工部硫酸和磷肥设计技术中心组织编写.磷酸,磷铵,重钙技术与设计手册[M].北京:化学工业出版社,1997.
[16]成都科技大学,四川绵竹磷肥厂.外环流氨化反应器研究技术鉴定资料之一[M].成都:成都科技大学出版社,1991.
[7]四川银山磷肥厂,成都科技大学.料浆浓缩法制固体链中试报告.1984.
[8]刘军.四种磷铵料浆蒸发系统的模拟评比[D].成都:四川联合大学化工系,1998.
[9]钟本和,张允湘,梁斌.化学肥料技术与设备[M].北京:化学工业出版社,1999.
篇7
【关键词】绿色化学工艺;开发;应用
最近一段时间以来,很多大城市都笼罩在雾霾的世界里,空气质量严重下降,能见度差,甚至对人们的日常出行与交通车辆的正常通行都带来了不同程度的影响,造成这种现象的一个重要原因就是化工企业的废气排放,面对这样的形势,绿色化学成为各大企业正在研究的项目,通过发展与优化化学工艺,改善化学反应过程的内在属性来控制其产生的危害,实现对人类健康,社会安定的维护是化工发展的大势所趋,绿色化学工艺已经成为众多企业研发的对象。
1.绿色化学工艺的研发
自从上个世纪,国际组织就已经提出了“绿色科技”的概念,其内涵表现为:要对环境污染进行控制,在源头上免除生产带来的污染,传统化学工艺无法从根本上改善污染,污染仍然处于一个惨痛的境地。然而,绿色化学工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制化工污染的最根本的方法。最佳的绿色化学工艺就是使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,也就是说在反应过程中不会出现额外的废物产品,达到反应原料的充分利用。
第一,研制“原子经济”反应。这一反应最早起于20世纪90年代,主要内容为:化学反应中的一切原子都变化成生产物,达到反应物中原子的百分百利用,其实,原子经济与反应类别有关系,一些反应就没有杂物的产生,例如:加成反应。一切反应物质都会被利用。原子经济反应是绿色化学工艺首要研发的反应类型,要改善反应中的催化剂,这样才能确保反应的节能、高效。
第二,确保反应的选择性。在石化产业中会经常选用烃类选择性氧化反应,会产生一些不稳定的中间体,他们容易被进一步氧化,所以,这一类反应不会用作催化剂,最新的研究表明:不仅要依照各种烃类氧化反应类型来选取性能高,载氧能力好的新型催化剂,还要依照催化剂的反映特征,研发出对应的反应工艺。
例如:苯乙烯最广泛用的工艺为:乙苯脱氢,一些企业已经研发了丁二烯作为原料的苯乙烯工艺来替代乙苯工艺,其内部的中间产物的转化率为90%,采用的催化剂能够把内部的体验转化为苯乙烯单位的选择性大于92%,另有一些海外企业所研制甲苯歧化工艺,也是利用了最新的硅改性催化剂,其中的选择性也达到了98%以上。
第三,利用无毒害的原料。在化学反应中首要的选取原料,原料的性质就在一定程度上决定了生产过程与方法。绿色化学工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,国际知名企业研制了用二乙醇胺做原料,在催化脱氢的作用下生成氨基二乙酸钠,这一最新工艺大大改善了曾经的利用甲醛、盐酸—作为原料的二步合成工艺,减少了毒害。
要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质。将糖类植物转化为乙酰丙酸,对谷物进行开发获得葡萄糖。
例如:以往的乙二酸是用苯作为原料生产的,苯对人体的伤害极大,改为葡萄糖后,在通过微生物进行转化,极大地提高了反应的绿化效果,减少了毒害物质的出现。
第四,利用清洁工艺。化学工艺的研发要想达到绿色环保的效果,就需要选择情节工艺,要优先设计出能够有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的循环体系,在具体的生产中,不但要利用无毒害、无污染的原料,而且还要尽量利用高端、先进、低消耗的工艺流程,而且也要尽量避免废弃物的出现。
2.绿色化学工艺的应用
2.1生物技术的应用
与化学工业不同,生物技术中涵盖了基因、微生物等方面的科学技术,为了提高化工生产的绿化效果,近年来,生物技术被大量利用在化工生产中,因为生物酶作为催化剂具有高效、选择性好的优势特征。将生物技术利用在化学合成中,可以说是绿色化学工艺发展的一大趋势。
早期的化工合成都的利用生物自然资源,经过发展煤、石油等矿物成为了化学生产的原料,但是这些矿物资源是不可再生的,要想有效节省能源,达到环保的效果就要减少对这些矿物资源的利用,而是要回归到酶时代,继续利用酶来作为催化剂。
2.2绿色生产技术的应用
绿色技术主要体现为清洁生产,它的特点是没有毒害作用,没有废物的产生,常见的绿色生产技术体现为:煤气化技术、脱硫或者脱碳技术,城市垃圾无害处理等技术,以及太阳能技术、沼气等绿色节能技术。
常见的绿色节能生产技术主要有:生物工程技术,其中的细胞、基因工程等工程技术。辐射加工技术,例如:离子束—他们的特征就是在一定的温度与压力下能够引起化学反应,无需高温与高压的苛刻条件。
2.3生产绿色产品
绿色化学工艺利用的终极目标为:制造一些对环境有利的产品,其中的典型代表为:能够取代氟氯昂的化学产品,减少对臭氧层的破坏,不含有磷的洗涤用品,不含铅的化妆品,燃油代替品能够控制对汽车对污染气体的排放,可以利用价格低廉、质量较好的二甲醚来代替汽油,来减少城市汽车污染物的排放,各个化工企业要尽量生产那些能够达到国家环保标准的产品,来保护生态系统。
当今世界上,已经生产出来了一系列的环境产品,其中已经包括:高分子、有机以及精细化工等多种产品,例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。
3.总结
要想有效降低化工污染对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。
【参考文献】
[1]仲祟立.绿色化学导论[M].北京:化学工业出版杜,2000:3-5,31-60,109-123.
[2]粱红涛主编.最新化工生产工艺设计与化工产品检测技术手辑[S].镊声音像出版社,2004,52-61,1522-1532.
[3]陈五平,方文骥,俞裕国.无机化工工艺学[M](上册).第三版.北京:化学工业出版社,2002,139-145.
[4]国家发改委外事司.巴西南非替代能源发展之路[J].中国经贸导刊,2006,(19):49.
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安全是任何工作开始的前提条件,对于化工工艺的设计当然也不例外。因此在设计之前,必须要通过分析提前确定可能出现的危险因素并加以防范,将危险因素在设计时就消除。
关键词:
化工工艺设计;危险识别;控制
现代社会的文明程度越来越高,对于安全的意识也越来越强。在当下的化工设计工作中,对于安全问题的强调也越来越突出。我们对于安全问题有了全新的认识,以往总是将如何解决突发问题放在首要的位置,但现在我们更侧重于防患于未然,采用“问题发现式”的预测方法,将化工装置的设计阶段作为保障化工装置安全运行的第一步,在设计中规避安全隐患。
1化工工艺设计
在设计之初,我们必须要清楚化工设计的原则以及精神,并且将其切实的贯彻到实践当中去。在进行化工工艺设计时,我们就可以对一些细节和关键点采用灵活的处理方式,既可以保证不会违反规范,又可以不影响生产,最重要的是可以规避一定风险。由于化学工艺中危险的发生往往是不经意的,因此我们必须要对每一步工艺的安全性能进行全面深入的剖析,以保证工作人员的生命安全以及相关单位的财产安全。首先,我们必须清楚地了解所用到的原材料以及产品的化学性质、物理性质以及他们之间会不会在某种条件下发生有危害性的化学反应。《建设设计防火规范》GB50016-2014把物品的危险等级分为五个等级(甲乙丙丁戊),其主要从原料、中间品以及成品的物化性质、存放数量以及火灾爆炸危险程度来进行划分的。根据不同的等级我们要设置不同的防爆以及防火措施,这些信息对于设计时的设备选择、操作方式以及安全保护措施都有十分重要的意义。化工工艺设计具体涉及的对象包括设备、管道、泵阀、仪表及自动化等等。
2化工工艺设计的特点
化工工艺与其他的生产工艺不太相同,化工工艺往往含有比较新型的生产技术,并且工艺的流程与其他生产过程相比要更加复杂和严谨,一般有一下几个特点:第一,由于化工装置的工艺流程一般都比较独特,针对不同的化学产品需要有与之匹配的装置进行生产,因此,无论是对于功能化还是标准化的设计,在设备选用方面都给设计人员提出了更高的要求。第二,化工设计的工作量往往非常大。在设计时要针对不同的化学原料进行调研,确定其各种性能,然后才能对其有下一步的设计。另外,化工工艺设计的预算往往要超出其他工艺流程的设计,由于原材料多为特殊产品,不管是生产设备还是后续的处理设备,都需要做特殊考虑。并且许多企业为了能够提前抢占市场,往往采用开发与设计同步的方式,一边开发设备以及工艺,一边将开发出的东西进行调整和优化。因此在预算中往往含有大量的科研经费,因此这使得预算与其他工艺设计相比增加不少。第三,化工工艺设计的工艺条件多样性和复杂性。化工工艺设计时往往要考虑化工装置的工艺条件,比如温度、压力、液位等等,有的化工装置需要多个工艺条件结合起来控制,才能形成完整的工艺装置,最终生产出产品来。这些工艺条件需要进行不断的调试和关联,这个过程也往往比较复杂。从以上几个特点中可以发现,化工工艺设计因为工作繁琐、投资量大以及产品原材料危险性大,往往更容易在设计时出现事故隐患。因此,化工工艺设计的危险识别和控制就显得尤为重要并越来越为人们所重视。
3危险识别与控制
危险识别与控制,主要就是对生产工艺的全过程中可能包含的危险点进行排查,在设计阶段提前摸清可能出现危险的地方,并且针对不同原因做出不同的应对策略,最大程度上增强生产流程运行的安全性。(1)物料。在生产的过程中,原材料的变化往往是多样且快速的。原材料可以分为几个演变过程,即原料、材料、半成品、中间产品、副产品以及成品,它们可能以不同的形态存在,具有的化学以及物理性质也不尽相同。因此全面的了解他们的性质是识别危险以及对危险进行分析和评价的基础。评价的方面主要应该有物料和产品的稳定性、化学反应活性、燃烧以及爆炸特性、毒性及健康危害等方面。(2)工艺路线。在实际的生产过程中,要尽量使用安全性高的原材料代替安全性低的,同时也要考虑化学反应产生的一些副产品是否有毒有害。另外,对有害的副产品要进行必要的处理,或者稀释或者中和。在进行工艺运行的时候,减少设备链中原材料的储存,并且尽量做到物尽其用,减少浪费以及对环境的污染。(3)化学反应装置。作为化学反应装置的核心,化学反应往往有着举足轻重的地位,许多产品都需要通过化学反应来得到。但是与化学反应相对应的是不安全因素。因此,在进行工艺设计的时候,要在最开始就预想好在工艺链运行过程中可能出现的最严重的事故是怎样的,以此为出发点,进行反应器以及搅拌器的选择。(4)管道。瓶瓶罐罐是化学实验中最常见的东西,同样,管道也是连接整个化学生产工艺链的媒介。通过管道输送的物质往往有易燃易爆、腐蚀性或有毒的特点,因此,如果管道不能完全的封闭,可能会导致这些有害物质泄露,对生产人员造成生命财产的威胁。在管道设计时,应该尽可能的对可能发生的泄露进行预想,并且从材料选择、管道连接以及受力分析等多方面规避泄漏问题的发生。在实施生产之前,要提前对控制管道的阀门材质以及密闭性进行检查,并且对管道布置的位置进行合理分析,防治由于管道震动导致的有害物质泄露。易燃易爆原料应该尽量不要经过拐弯处的管道,并且所有的管道支架都应尽可能的接地。(5)安全防护装置。在化工生产的现场,必须要有相应型号的灭火器,以便在原材料因化学反应导致起火的时候能有尽快处理。另外,对于一些危险性比较大的生产工艺,相关工作人员还需着防护服进行操作。高危实验应尽量保证全自动生产。
4结束语
化工工艺设计是保证化工生产能共正常进行的前提,在保证符合国家现行设计规范时,还应该在设计时就将预防危险发生这一理念融入到工艺设计中,并且不断对设计进行完善,保证将事故发生的可能性降到最低,实现本质安全的目的。
参考文献:
[1]催克清,张礼敬,陶刚.化工安全设计[M].北京:化学工业出版社,2004.
[2]王红林,陈砺.化工设计简明手册[K].华南理工大学出版社,2005.
[3]廖学品.化工过程危险性分析[M].北京:化学工业出版社,2000.
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一、为什么选折化学工程与工艺专业
化学工程与工艺专业作为我们学习的专业,不禁会对自己的未来产生思考,之后的篇幅便是介绍本专业的未来发展路线:技术型路线、销售型路线及复合型路线。通过对三者的一一描述,产生纵向的说明展望及横向的对比思考。全篇从对化工专业的了解开始,止于对个人发展的归纳展望,展现化学工程与工艺专业的巨大潜能及良好的未来发展态势。化工科学体系庞大,其包括材料化学、材料物理、化学工程与工艺、环境工程、精细化工、生物工程等近二十个专业。而有调查显示,目前企业需求最大的三个抓也中,化学工程与工艺以19%的比例占据第一,其次是均为14%的高分子材料与工程和精细化工专业。由此可见,化学工程与工艺专业人才的市场需求大,就业前景好,对社会的贡献也大。选择化学工程与工艺专业的我们,也必将在祖国的建设中大展拳脚。
二、如何更好学习化学工程与工艺专业知识
学习化学工程与工艺专业的知识,我们可获得多方面的知识及能力。首先,我们可以掌握化学工程、化学工艺及应用化本文由收集整理学等学科的基础理论知识,掌握化工装置工艺与设备设计方法,掌握化工过程模拟优化的方法;其次,我们还可以熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针,政策和法规,了解化学工程学的理论前沿,了解新工艺、新技术、新技术与新设备的发展动态;最重要的是,我们学会了文献检索、资料查询的基本方法,具有一定得科学研究和实际工作能力,具有创新的意识及独立获取新知识的能力。
三、应该学会用所学知识解决实际问题
化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。其一重要的任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大的效应。以解决关于过程开发、装置设计和操作理论和方法等问题。它以物理学、化学和教学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。
化学工程包括单元操作、化学反应工程、化工热力学、化学系统工程、过程动态学及控制等方面,其研究对象通常是非常复杂的,主要表现在过程本身的复杂,物理的复杂及物系流动时边界的复杂性。而化学工程的研究范围也包括装置的大型化和新产品、新工艺工业化的问题,且化学工程在国民经济中的重要作用也是非常明显的。同时,化学工程也向着两个方向发展:一方面随着学科的成熟,不断向学科深度发展,另一方面是不断向新的领域渗透,研究和解决新领域的新问题。
化学工艺即化工技术或化学生产技术,指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这一转变的全部措施。化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤:1原料处理;2化学反应;3产品精制。而以上的三步骤都需要在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学和物理得转变。而化学生产技术一般是对一定的产品或原料提出的,所以,它具有个
别生产的特殊性,但其内容所涉及的方面一般有:原料和生产方法的则用,流程组织;所用设备的作用,结构和操作;催化剂及其它物料的影响,操作条件的确定,生产控制,产品规格及副产品的分离和利用,以及安全技术和技术经济等问题。
现代化学生产的实现,应用了基础科学理论(化学、物理和数学等),化学工程原理和方法以及其他有关的工程学科的知识及技术。而现代化学生产技术的主要发展趋势是:基础化学生产的大型化,原料和副产品的充分利用,新原料路线和新催化剂的采用,能源消耗的降低;环境污染的防止,生产控制自动化,生产的最优化等。
四、在了解了化学工程与工艺专业可以有哪些就业路线
1.技术型路线:技术员-工程师-总工程师(或创业)
化工行业是个讲究资历和积累的行业,很少有“一飞冲天”的特别机遇,初毕业的我们可以做些技术类的工作,踏踏实实,一步步积累技术资本和经验,然后到了一定程度后,便能获得比较好的机遇和地位。化学工程与工艺工作,一般需要一个相当长的时间来让自己的理论和实践得以充分的结合后,才能谋取个人职业的发展基础。所以,若要走技术路线,对于刚毕业的我们,必须在寂寞与微薄的薪水中提升自己,技术和经验是化学工程师的资本,基本可以替代金融资本进行创业,这也是工作最开始几年的寂寞和低收入换来的回报。有技术在手,想有高薪或者是创业,都不是问题。
2.销售型路线:业务员-销售主管-区域经理-销售总监
化工原材料的辨别必须是建立在扎实的专业基础之上,否则无法向客户解释产品的优劣。所以,化工贸易人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知外贸规则和单位业务,还必须具备贸易人才的耐心细致,语言表达能力强,开朗乐观,能吃苦耐劳等素质,若你具备以上的素质,那便在你涉足该行业做销售时,努力地工作。工作的前两年是收入和职业发展的关键期,因为,销售过程中最重要的渠道(人脉)和技巧在两年内基本定型。好的销售人才永远都不用发愁企业或行业的不景气,因为销售技能的通用性,跳槽转行都是非常轻松的。
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关键词:化工工艺流程 萃取剂 选择方法
一、引言
随着精细化工和生命科学的发展与演变,化工分离手段在现代化化工生产流程中得到了广泛的应用,逐渐完善了相关科学理论,使生产技术和水平不断提升。萃取是一种广泛使用的分离方法,在萃取剂的作用下,将亲水性物质转化为疏水性物质,实现物质分离的目的。萃取剂选择的合理性直接影响着萃取操作能否正常进行,因此在化工生产流程中,若想提高萃取工作的效率,确保萃取的有效性和可靠性,就必须遵循萃取剂选择的原则,选择恰当、合适的萃取剂,从而实现物质分离的预期目标,确保化工生产顺利进行。
二、化工工艺流程简介
化工工艺流程实质就是化工生产技术,是将原料通过化学反应转化为实际产品的过程、方法以及全过程采取的措施。化学生产过程一般分为以下三个步骤:
1.原料处理:根据化工生产实际情况,不同原料往往需要经过净化、混合、乳化等多道工序的预处理,这样才能使原料尽可能符合进行化学反应所要求的规格与状态。
2.化学反应:化工生产中,化学反应作为生产的关键步骤,在特定的温度、压强等条件下,将经过预处理的原料进行化学反应,以期达到所要求的反应转换率。化学反应的类型较多,一般包括还原、氧化、聚合、碳化、复分解等,通过这些化学反应,可以获得目的产物或者混合物。
3.产品精制:这个工序主要是将由化学反应得到了混合物进行分离,从而除去部分杂质和副产物,以便获得符合规格和组成的产品。
化学工艺生产流程的每一道工序都必须在特定的设备和一定的操作条件下完成所要求的化学反应和物理反应。化学生产技术具有个别生产的特殊性,其涉及到的内容一般需要选择适合的生产方法和原料,比如流程组织、各种仪器的作用、催化剂的影响、操作条件的确定、产品规格以及技术经济等问题。
三、化学工艺流程中萃取剂的选择原则与方法
1.选择原则
1.1.确保萃取剂良好的物理性质
化学生产中所选用的萃取剂不仅需要具备良好的化学性质,还需要稳定的物理性质,这样有利于确保物质的萃取质量,提高萃取剂选择的有效性。
1.2.确保萃取剂良好的选择性
在化工工艺中,萃取剂的选择直接关系到萃取操作工序是否能顺利进行。因此在选择萃取剂时,应确保其具有良好的选择性,保证物质分离系数,以便顺利的完成物体的分离。通常情况下,物质分离系数越大,萃取剂选择的优良性就越好。
1.3.确保萃取剂良好的萃取速度
在萃取工序中,所选择的萃取剂必须具备良好的萃取速度,以符合物质萃取的要求。在选择萃取剂中,并不是价格越高就越好,反而有些价格相对低廉的萃取剂萃取效果更好,因此需要根据化学生产实际情况进行选择。
1.4.确保萃取剂的无毒性
在实施每一道化工生产工艺中,都必须坚持“安全至上”的原则。因此在萃取剂选择中,必须控制好萃取的安全,确保所选用的萃取剂的无毒无害的,避免在化工生产过程中发生安全事故。
2.选择方法
2.1.运用正规溶液理论对溶剂进行选择
由于萃取形式和过程比较简单,可以从纯物质的性质对混合物性质进行预测,因此正规溶剂理论备受关注。由于物质分子间的力比较复杂,对于分子力为色散力的极性分子来讲,该理论比较适用。但是对于一般极性分子来说,正规溶液理论应用误差较大。
2.2.使用基团贡献法模型对溶剂进行选择
有机物总类繁多,往往由几十种基团组成。基团贡献法往往分为两个概念,即局部组成概念和基团溶液。局部组成概念是通过诸多学者共同研究,不断改进和补充,不断提高模型预测的精准度的选择方式。这种方式比较简单,能方便地得到体系内某组分无限稀释活度系数,在溶剂的选择上比较便利。而基团溶液概念是建立在基团构建模式基础上的。
四、对化工工艺流程中萃取剂选择的几点思考
1.考虑萃取剂与料液的互溶性
在选择萃取剂时,往往涉及到的料液是水,萃取剂的水溶性要小、油溶性要大,也就是说在水中的溶解度要小,而在稀释剂中的溶解度要大。在这样的条件下,萃取剂容易与水分层,避免产生乳化现象,这样有利于提高分离效果。
2.考虑萃取剂具有稳定的化学特性
选用的萃取剂应具备沸点熔点低、相对密度小、腐蚀性低等性质,具有这些性质的萃取剂往往化学及热稳定性较好,有利于萃取剂发挥更好的分离效果。比如煤化工污水中含有大量的酚有害物质,需要采用恰当的萃取剂进行分离,以降低其含量,避免造成环境污染。目前煤化工溶剂油重苯、二异丙基醚、重苯溶剂油等,这些萃取剂的萃取效率能高达90%。由于二异丙基醚沸点高不以发挥,其他物质易发挥,容易造成二次污染,综合考虑后选用二异丙基醚为煤化工污水处理的最佳萃取剂。
五、结束语
在化工工艺生产过程中,萃取剂选择的合理性直接决定了萃取操作能否正常进行。因此在萃取剂选择过程中,应时刻遵循选择的原则和方式,根据化工生产实际特点,选择化学性质和物理性质、低互溶性和具有较高萃取容量的萃取剂。同时严格遵守安全生产流程,改进萃取工序的效率和质量,促使化工萃取工艺经济性和合理性得到进一步提高。
参考文献:
[1]苗连萍.浅谈关于化工工艺流程中萃取剂的选择[J].黑龙江科技信息,2010(09).