化工工艺设计的现状及存在的问题探讨

化工工艺设计的现状及存在的问题探讨
摘要：化学工艺设计是化学生产的前提和基础，要引起高度的重视。

本文重点分析了化学工艺设计存在的问题以及改进措施，并对未来发展进行展望，以供参考。

关键词：化工工艺；问题；对策；发展
一、前言
化工的生产需要很高的技术，因此要做好对化工工艺的管理，从设计入手严格进行控制，保证生产的安全稳定。

二、化工工艺设计过程中的主要问题
1、化工生产过程中的安全生产问题
安全生产是化工企业生产的重中之重，因此，化工工艺的设计不但要追求化工生产过程中的经济效益还要重视化工生产中的安全性设计。

这样才能及时的发现问题、解决问题，防止化工生产过程中事故的发生，从而达到安全生产的目的。

为了确保化工工艺设计的安全性，在化工工艺设计的过程中，我们有必要对其工艺路线、生产装置、以及管道和阀门等方面进行设计。

在工艺路线的设计方面，设计者们应该考虑怎样才能最大限度的减少、降低危险物品的使用量。

一旦反应中要大量使用易燃、易爆物品，那么即使这个化工工艺路线设计的再合理，我们也不应该继续采纳这个设计路线。

2、化工设计中的设备安装问题
在化工设计中设备的设计安装问题，是一个必须引起重视的问题。

在化工生产之前，设备的安装设计问题没有处理好，就会给化工生产带来不必要的损失。

但是在化工工艺设计的过程中，设备的安装问题往往容易被设计者忽视，其实设备的安装设计在化工工艺设计中起着非常重要的作用。

工艺设计人员切不可为了跟进施工的进度而忽视对设备安装的设计，这样只会因小失大，最终无法保证整个工程的质量。

因此，在化工工艺设计的过程中，设计者应该将设备的安装检修问题考虑到工艺设计中去，以保证化工生产更加高效的进行。

三、化工工艺设计问题的改进
1、要能体现降低能耗
尽管在实际的设计生产中，很多人把能源成本当作生产总成本之中的一个重要部分，但是这种想法是错误的。

将基建投资高和能量消耗大这两个问题解决，能有效的提高生产效益，降低生产成本，减低能效和与之相关的投资课题一般来
说颇为有效，比如在许多大型的分离装置上运用超临界流体。

通过对当前资料和实际应用的研究可以看出，一些系统能源费用比很多常用的技术要低，比如恒沸蒸馏以及蒸馏的获取。

降低能耗是工艺设计与研究需要重视的一部分。

2、要能体现降低基本建设投资
由于化学工艺属于密集型产业，如果没有化学研究上的重大成果让主要的产品生产工艺得到提升和完善，那么一般来说，要改进以及提高化学工艺设计就需要通过解决瓶颈问题、改造现有装置、扩大产能的方式的来解决，这些方式可以有效地减少在基本建设上的投资。

3、要能体现改善环境行为
根据社会各界相关人士的研究得出，回收利用、减少污染源、终端处理等手段能够解决污染的问题。

从化学工艺过程上要达到减少环境污染的摸底就需要重视两个设计战略上的问题：第一个是在2020年之前再多数装置上扩大和升级现有装置；第二个是在终端处理的应用上可能会出现多数机遇。

而在工艺过程自身的基础上改进装置也有以下几种方式：
（l）提高分离效率和产品转化率达到降低损失的目的，并且减少废料处理费来提高收益；
（2）提高化学反应效率；
（3）运用HEN分析法减少用水量，缩小装置的规模。

在工艺过程的设计中进行水资源再次利用，将废水量降到最低。

四、对未来化工工艺设计的展望
1、化工工艺设计要体现低能耗
在化工生产中，大部分人将能源成本看成是生产总成本中的一个重要组成部分，其实在实际生产过程中并非如此。

因为人们只要解决了基建投资高和能量消耗大这两个问题，就能有效的提高生产效率，从而实现生产成本的降低。

因此，如何降低化工生产过程中的能量消耗和与之相关的课题研究，才是化工工艺设计的关键。

例如，将超临界流体应用于一些大型的分离装置上。

通过对当前一些资料的分析以及相关的研究数据显示，一些系统的能源费用比一些常用的技术要低，例如蒸馏、恒温共沸等。

在化工工艺设计过程中降低能耗，是一个降低生产成本、提高生产效率的有效措施。

2、化工工业设计要体现低的基建投资
化工工艺是一种密集型产业，一般很少进行生产工艺的改革，除非在其化学研究成果上有重大的突破，能使化学工艺得到完善与提升，否则只是通过改进现
有的设备装置、扩大生产能力等方式来提升生产效益。

如通过优化工艺过程、减少设备尺寸等方式实现低的基建投资。

例如，Higee化工工艺设计，可以应用于蒸馏塔的改造，从而有效的提高了蒸馏效果，使得化工生产取得了良好的经济效益。

五、实现绿色化工的途径
1、推动绿色化工技术的革新
绿色化工是高新科技的研究前沿，同时也是衡量一个国家的科学技术发展和综合国力的重要标志之一，因此，化工产品的设计绿色化成为了必然的趋势，也是可持续发展的必然要求。

要实现化工工艺的绿色化就必须革新化工技术，采用全新的化工技术，如新催化技术、声化学技术、光化学技术、生物技术、微波化学技术等等。

此外，合成工艺的改革和创新也是21世纪的可持续发展要求，合成工艺应用于医药、农用化学品、香料、光电材料等众多领域，合成工艺的改革和创新具有重大意义。

要实现绿色化工技术的革新，首先要加大科研开发和科技创新的力度，进行品种创新和技术创新，加快发展我国绿色化工的步伐。

其次，与时俱进，加强自主创新，培养科研人才，指导化工绿色化的研究和开发，突破关键技术，加快科技转化和工业应用。

2、提高原子利用率
提高原子的利用率是从根本上控制化工污染的有效途径。

理想的原子利用率是原子转化率达到100%，即所有原料全部都转化为产品，并且不产生任何副产品或废物，从而达到零排放、零污染的理想愿望。

要实现原子经济性反应，可以借鉴国外先进的化工技术，比如国际上流行的提供特定分子理论合成路线软件辅助设计新产品，利用这种先进的软件找出减少污染的最佳方法和途径，同时还能对估计成本、潜在危险等等进行综合考虑，从而设计出最能符合环境的绿色化工工艺路线。

3、延长产业链，开发绿色公益产品
近些年来，由于人们环保意识的不断增强和社会对环保的需求不断增加，人们越来越深刻地认识到传统化工产品对环境的危害，政府也开始密切关注和治理环境污染问题。

为了减缓环境污染、迎合社会的发展和要求，化工行业开始革新传统的化工产品体系，积极开发和研究新产品或替代品，以及延长产业链，开发绿色公益产品。

4、原料、溶剂和催化剂无害化
原料是化工产品的主要组成部分，原料的好坏影响着整个化工产品的制造、加工、使用等过程，也决定着是否对环境有危害。

由于自然资源的不可再生性和人们的过度开发以及浪费，自然资源在日益枯竭，原料的可再生性成为实现可持续发展的有效途径，也是绿色化工的必然要求。

此外，原料的可再生性是降低产
品成本、延长产业链的前提，在产品生产过程中应尽量选择对环境和人体危害最小的材料，尽量采用可降解、能再生循环使用的原材料。

实现原料的可再生性是远远不够的，溶剂也与由化学品产生的环境污染有关。

溶剂大多由挥发性有机物组成，在其使用过程中可能会造成臭氧层的破坏，水源和空气的污染，因此，实现溶剂的绿色化是实现绿色化工的迫切要求。

溶剂的绿色化首先要淘汰传统的对环境有害的有机类溶剂，采用无毒无害化的溶剂或替代品，此外，要尽快对溶剂实现封闭循环，加快开发研究水作为溶剂或无溶剂系统的新技术。

无论是使用绿色原料或者是绿色溶剂，都涉及到催化剂，高效无害催化剂的设计和使用成为绿色化工的重要内容。

选择性的高低是决定催化剂是否高效和无害化的重要指标，提高催化剂的选择性能减少能量和废物的产生量，同时是开发化学新领域的重要因素。

六、结束语
综上所述，我们必须要认真分析化工工艺设计存在的问题，并采取有效的措施给予解决，防止给生产造成不必要的损失。

参考文献
[1]任巍.化工工艺设计的现状及存在的问题探讨[J]-中国石油和化工标准与质量2013（8）
[2]华柏寅.绿色化工可持续发展探讨[J].化学工程与装备，2010（6）.。