浅析化工工艺过程开发及工艺路线选择

浅析化工工艺过程开发及工艺路线选择
摘要：化工生产技术的发展是化工生产发展的必然趋势。

由于大部分化工生
产过程都会给周边环境带来一定的污染，因此，在低碳环保和节能减排的驱动下，绿色化工生产过程的研究得到了越来越多的关注。

为响应国家可持续发展战略，
采取有效措施减少或减少化工生产带来的环境污染已迫在眉睫。

关键词：化工工艺；过程开发；工艺路线；
引言
因为原材料的选择、工艺开发的方向以及产品的类型都是多种多样的，而且
存在着大量的变化因素，所以在决定最终工艺开发的方向与路线时，必须考虑到
多种因素。

当一个完整的生产设备建立起来后，在确定它的功能定位之后，接下
来的工作流程就必须认真考虑如何实施工艺发展路线，这关系到投资成本以及相
关的方案设计。

一、工艺开发过程中涉及的程序
一般而言，这项工作的生产过程需要经过预处理，生成化学反应，物化处理
等几道工序。

预处理通常包括机械操作，传热等工序。

在某一反应过程中，必须
将温度、压力值维持在稳定的范围内。

后处理涉及传质和相分离等工序。

采用不
同的化学处理方法，可得到同样的化学制品。

这是因为科技的发展与进步，使人
们能够发掘出各种方案。

在这些规划中，存在着隐性的社会经济利益得失，反映
出社会所取得的成绩，并以直观的方式显示出环保的程度。

通过这一过程，新的
技术能够顺利地与项目融合在一起。

基础设计是化工技术开发研究的最终成果，
也是整个项目开发设计过程中最重要的参考依据。

在具体的开发设计过程中，并
不存在一成不变的步骤形式。

二、化工生产工艺操作流程
（一）加工原材料
首先对气体材料进行处理，要对其进行净化、加热与加压。

其次，在对固体
物料进行处理时，需要对其进行熔化与融合，对液体物料则需要对其进行过滤，
然后再进行蒸发。

从化学反应的情况来看，许多反应都难以有效地消耗反应物。

从这一点来看，原料的预处理是决定化工生产质量的重要因素。

（二）多种化学反应形成
在化学生产中，化学反应是决定产品产量的关键因素。

但是，化学反应的种
类很多，有吸热反应与放热反应两种。

因此，在进行化学处理时所遵循的条件是
不一样的。

一些化学反应需要降温，另一些则正好相反，只要降温就够了。

此外，对于不同的化学反应，还应从不同的催化剂等方面进行考虑与探讨。

（三）产品的分离和纯化
经上述制备后，制得了相应的化学产品。

通常情况下，所得到的产品并非化
工所需要的最终产品，还需要相关人员对其进行分离与精炼。

这是唯一获得最终
产品的方法。

而分离出来的产品，杂质含量极高，还能循环使用。

结果表明，分
离出的产品中的杂质不能作为废品处理。

三、化工工艺过程开发及工艺路线选择
在化工生产中，有时同一种产品可能由不同的原料加工而成。

举例来说，乙
醇可由发酵或乙烯水来生产；氯甲烷是由甲烷（天然气）氯化或甲醇、HCl氯化
得到的。

同一种原料，经过不同的处理，可生产出不同的产品。

同样的原料，同
样的生产过程，不同的工艺条件，得到的产品也不一样。

由于原料路线、工艺路
线及产品种类繁多，因此在选择工艺路线及设计方案时，需综合考虑多种因素。

在准备投资建厂时，一旦确定了工厂的生产能力，就要确定与工厂投资及产品生
产成本有密切关系的工艺路线及工艺设计条件，使工厂的总体经济效益达到最优。

（一）原料与原料路线的确定
原材料是生产化工产品的基础。

原料不仅直接影响着产品的生产过程，而且
还会产生一系列与原料来源、存储、运输、价格、毒性以及安全生产相关联的问题。

不同的原料及规格的选用，直接影响着产品的生产能力、技术水平、质量、
成本、反应条件及反应设备、投资及回收率等。

原料是化工产品生产成本的重要
组成部分（我国约60%-70%)，因此，选择合适的原料路线至关重要。

原料路线的
选择，要考虑到产品生产的生存与发展需求，同时也要考虑到产品生产的需要。

（二）通过对科技文献的调查、分析、比较，确定合理的工艺路线
有关产品的工艺路线的选择，需结合文献资料进行研究。

网络文献检索是一
种时效性、全面性的检索。

它能极大地缩短侦破时间，是一种行之有效的侦查方法。

在此基础上，根据所得到的信息，在必要的情况下，通过实验来补充工艺设
计所需的数据。

通过对专利文献的研究，可以了解专利的整体发展趋势，现有技
术以及未来可能出现的新技术。

在具体的工艺设计过程中，要结合企业的实际情况，进行全面地分析与创新。

（三）技术上可行、经济上合理
在技术可行性上，在项目建设投资后，可以生产出产品，并且在质量指标、
产量、运行的可靠性和安全性等方面都是先进的，并且与国家标准相一致。

经济
合理性是指所生产的产品有一定的经济效益，使工厂能够正常运行。

对于一些特
殊的产品，为了保证国家的需要和人民的利益，以社会效益或环境效益为主要考
虑因素，而经济效益相对较低，这类项目也需要建设，但它只能占工厂建设的一
定比例，工厂可以承担，不会影响到工厂的整体生产。

以甲醛工业化生产现状和
工艺路线对比为例，目前甲醛生产主要采用甲醇空气氧化法。

按照所使用的催化
剂类型，甲醛工业生产方法可以分为两大类：a.铁、钼催化剂法：使用
Fe2O3,MoO3作为催化剂，通常还会加入铬和钴的氧化物作为助催化剂，将甲醇与
过量空气混合，经过净化，预热，在320~380℃下反应生成甲醛。

b.银催化法：
采用银丝网或铺成薄层的银粒作催化剂，在600-720℃范围内控制甲醇的过量用量。

（四）注重环境保护
虽然有关部门已开始从各方面减少或消除环境污染，但化工生产仍是环境污
染的重要来源之一。

在化工生产过程中，要想减少污染，首先要注意两点：一是
扩大装置规模，对现有装置进行升级或更换；二是基于对终端的处理，抓住机会。

改进装置的方法主要有三个方面：①是提高产品在分离和转化过程中的转化率，减少损失，降低废物和废料的处理费用，增加自己的收入。

②在生产过程中，提高化学反应的效率；③是利用HEN分析法，在原工艺设计过程中减少了用水量，缩小了装置的尺寸。

在工艺设计阶段，充分利用水资源，使废水产生量降至最小水平，同时实现了资源的再利用。

（五）确保安全生产
在化工厂的生产管理中，安全生产至关重要。

化学工业是一个容易发生火灾和爆炸的行业，所以从设备上、技术上、管理上都要保证安全，严格制定规章制度，对员工进行安全培训，这是安全生产的关键。

同样，对于有毒化工产品或在化工生产过程中产生的有毒气体、液体或固体，应该采取相应的措施来防止其外泄，以达到安全生产的目的。

结语
总之，在了解和分析了我国化工生产行业的现状后，我们发现在化工行业中仍然存在着很多亟待解决的问题。

要想提高化学工艺，就必须对科学进行不断地探索。

要想使自然环境免遭污染，就必须找出一种更加科学，更加环保的保护方式。

这是对人类生存与自然环境长期协调发展的考验。

目前，我们需要做的就是认真地探讨，寻求突破与创新，对传统化工工艺中存在的问题进行研究并加以改进，最终确保化工行业的绿色、健康、可持续发展，只有这样，才能稳步推进社会建设。

参考文献
[1]李珺瑶.化学工程中的化工生产工艺[J].化工管理，2017，（06）：90.
[2]罗泽鹏，刘森，都颖，刘思乐.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].黑龙江科技信息，2016，（02）：76.。