【正文】 日期、出廠日期、保質(zhì)期限、儲存運輸和使用注意 事項等，隨產(chǎn)品送至用戶。 ②原料不純 原料有時本身純度不夠，其中含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)因不需要參加反應，在原料凈化過程中或反應之后，最終也要排放掉。同時，大量熱廢水排入水域，導致水體溫度上升，造成水中溶解氧的減少，降低水體自凈能力，使得一些毒物如氰化物、重金屬離子的毒性加劇。通過對工業(yè)污染源的監(jiān)控，可以有效地控制污染物的排放量，減少對環(huán)境的污染；隨時掌握污染物的性質(zhì)和數(shù)量，了解污染物對環(huán)境要素和生態(tài)系統(tǒng)的影響程度，預測環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢，并借以調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)排污情況，滿足環(huán)境保護的需要，同時為后續(xù)的三廢治理提供科學的依據(jù)。這是總的原則。如在鉑催化劑存在下，通入空氣將含有丙烯腈和氫氰酸尾氣中的 腈 及氰化物除去，從而達到排放標準。一般根據(jù)廢水的性質(zhì)、數(shù)量以及要求的排放標準，采用多種方法綜合處理。常采用的方法如化學法沉淀、氧化還原法、生物脫氮、膜分離以及離子交換法等。 廢渣也是二次再生資源，根據(jù)廢渣的種類、性質(zhì)回收其中的有用物質(zhì)和能量，實現(xiàn)綜合利用。 調(diào)節(jié) 溫度操作，是熱量交換的操作過程。此外，流動物料的輸送，需要增加流體壓力以克服設備和管道的阻力。 1． 連續(xù)操作 物料從進 入 反應器開始，一直到分離處理，產(chǎn)出精產(chǎn)品或粗產(chǎn)品的過程，是連續(xù)操作的，也就是說，物料源源不斷地進入反應器，粗產(chǎn)品同時源源不斷地生產(chǎn)出來，這個過程稱為連續(xù)操作。 間歇操作的優(yōu)點是投料容易準確，反應產(chǎn)物便于調(diào)控，對于生產(chǎn)小批量多品種 （ 比如同一種高分子樹脂需要有不同平均分子量的產(chǎn)品 ） 比較方便，對于復配型的精細化工產(chǎn)品也比較方便。大型的要求生產(chǎn)能力大的以連續(xù)為有利，小批量的通常以間歇為主，有些反應需要維持一定時間的，往往采用半連續(xù)的方式。 2. 反應過程主要設備 反應過程中反應器是主要設 備，也是工藝流程的中心設備。 氣態(tài)反應物和固體催化劑，需要有過濾分離等設備。 根據(jù)對若干具體的、特殊的、實際工藝流程的分析，概括、總結(jié)出工藝流程一般包括的設備 ： ①反應物輸送設備 鼓風機、離心泵、輸送帶等；②反應物清凈設備 除塵器、洗滌塔等；③反應物混合設備 混合器；④將反應物預處理到反 應條件的設備 預熱器、壓縮機、高壓泵等；⑤反應物進行反應的設備 反應器；⑥反應產(chǎn)物的分離設備 冷凝器、氣液分離器、旋風分離器、蒸發(fā)器、蒸餾塔、吸收塔、解吸塔等；⑦主反應產(chǎn)物的精制設備 精餾塔、干燥塔等；⑧反應副產(chǎn)物回收處理設備；⑨催化劑處理設備；⑩反應物、主產(chǎn)物、副產(chǎn)物、催化劑等貯存設備。一般情況下，可以從下述幾方面的工藝要求來選擇反應器。 （ 4） 工程控制的要求 化工工藝過程很重要的一條 是 一定要保證穩(wěn)定、可靠、安全地進行生產(chǎn)。 （ 6） 技術(shù)經(jīng)濟管理的要求 反應器的 選 型是否合理，最終體現(xiàn)在經(jīng)濟效 益 上。因此，設備的機械性能 一 定要好，同時設備要具有足夠的操作彈性，以便處理量或氣液比變化時，仍能保持較高的效率，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 三 、 化工生產(chǎn)工藝流程組織 工藝流程是指原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，經(jīng)歷各種反應設備和其他設備（如緩沖罐、貯槽、輸送設備）以及管路的全過程，反映了原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品采取的化學和物理的全部措施，是原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品所需單元反應、化工單元操作的有機組合。工藝流程圖 是以設備形狀示意圖或框圖，分別表示化工單元操作和單元反應過程，以箭頭表示物料和載能介質(zhì)的流向，并輔以文字說明。 2．設備之間繪出各股物料線，用粗實線繪制；物料流向用箭頭表示，各物料進出設備的位置參照工藝流程圖的位置。 查一查：工藝流程圖常用設備的代號與圖例 帶控制點的工藝流程圖表示了全部工藝設備及其縱向關(guān)系，物料和管路及其流向，冷卻水、加熱蒸汽、真空、壓縮空氣和冷凍鹽水等輔助管路及其流向，閥門與管件，計量 — 控制儀表及其測量 — 控制點和控制方案，地面及廠房各層標高。 h— 1） HAC ％ 高沸物 ％ ? 100％ 反應產(chǎn)物氣體 組成 質(zhì)量 分數(shù) 物料量 （㎏因而應采用先進技術(shù)，合理的單元，有效的 設 備． 選用最適宜的工藝條件和高 效 催化劑。 （ 2） 工藝流程的連續(xù)化 、 自動化 對大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，工藝流程宜采用連續(xù)操作，設備大型化和儀表自動化控制，以提高產(chǎn)品和降低生產(chǎn)成本，如果條件具備還可采用計算機控制；對精細化工產(chǎn)品以及小批量多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)，工藝流程應有 一 定的 靈 活性、多功能性，以便于改變產(chǎn)量和更換產(chǎn)品品種。 本 章 小 結(jié) 磺化、硝化、氧化、裂解 、縮合 等單元過程 ；傳熱、蒸餾、干燥、吸收等單元操作 概 述 化 工 生 產(chǎn) 過 程 化工生產(chǎn)原料準備過程 化工產(chǎn)品 基礎原料和基本原料 催化劑準備 催化 劑 作用 ：加快主反應 速率 、 抑制副反應 固 催化劑構(gòu)成 ： 主催化劑 、助催化劑 和載體 催化劑性能 ： 活性 、 選擇性 、 壽命 、 穩(wěn)定性 催化劑失活與再生 ： 失活是催化劑因中毒、炭沉積 、高溫過熱 、 損失等原因 喪失 催化作用 ； 再生是 物理 或化學 方法 恢復催 化劑活性的加工過程 ，如 氣 流 摩擦 或 高溫 空氣 脫 積炭 化工生產(chǎn)過程組織 技術(shù)上先進 、 經(jīng)濟上合理 、 安全 上 可靠 非均相 物 用機械分離 ；均相 物 采 用傳質(zhì)分離法 分離目標、方法、流程的確定 化工生產(chǎn)操作 分類 反應器選擇、精餾設備選擇 工藝流程圖、物料流程圖及閱讀 原料在化工生產(chǎn)中作用 原料路線選擇 原料預處理方案 確定 分離和精制方法 分離流程方案選擇 化工設備選擇 化工工藝流程組織 化工生產(chǎn)過程評價 化工生產(chǎn)工序 化工生產(chǎn)過程組成 原料預處理、化學反應過程、產(chǎn)品分離與提純、三廢處理及綜合利用 等 過程 化工生產(chǎn)的 目的產(chǎn)物稱為化工產(chǎn)品 ； 副產(chǎn)品 、中間產(chǎn)品 、 聯(lián)產(chǎn)品 等 石油、天然氣、煤 、空氣、水 等 基礎原料； “三烯、三苯、乙炔和萘”等 基本原料 化工原料是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的物質(zhì)基礎 考慮 反應特點和原料 性質(zhì)，做到 先進、合理、安全 、 經(jīng)濟； 因地制宜、綜合發(fā)展 原料全分析、一級處理 達 化學要求、二級 處理 達 物理要求 、三級 處理 達加料要求 作用： 反應過程是化工生產(chǎn)全局中起關(guān)鍵作用的部分 ， 其 改變將引起整個生產(chǎn)流程 改 變 分類： 反應過程 分 間歇過程、連續(xù)過程和半連續(xù)過程 是分類方法中最常用 最重要的一種 化工生產(chǎn)分離過程 化工生產(chǎn)反應過程 可分為 反應操作、分離和提純操作、調(diào)節(jié) 溫度操作、調(diào)節(jié)壓力操作和混合操作等方面 化工 裝置 操作 方式 可分為 連續(xù)、間歇、半連續(xù)操作方式 思考 題 與習題 11． 請敘述化工生產(chǎn)過程的組成，并用圖示出。原料是由反應工藝決定的，確定一個反應工藝之后，應用何種原料、原料要何種狀態(tài)， 都已有了明確要求，有些原料要預處理，如固體物料要不要粉碎 ？ 粉碎之后要不要篩分 ， 篩分之后要不要干燥 ？ 假如是液體物料， 進入反應器 反應時是 液態(tài)還是氣態(tài) ？ 如果是氣態(tài)則要氣化。將上圖變成操作設備，才是一個起碼的流程。 請按要求組織流程方案。主要內(nèi)容是根據(jù)實際情況討論該流程有哪些地方采用了先進的技術(shù) 并 確認流程的合理性；論證流程中有哪些物料和熱量充分利用的 措施及其可行性；工藝上確保安全生產(chǎn)的條件等流程具有的特點。 ③ 要注意設備位置的相對高低．充分利用位能輸送物料。 （ 1） 物料及能量的充分利 用 在組織工藝流程時，要注意以下幾個問題。 h— 1） C2H2 ％ N2 ％ CO2 ％ Ald ％ VAc ％ H2O ％ ? 100％ 原料醋酸 組成 質(zhì)量 分數(shù) 物料量 （㎏有時生產(chǎn)單位將其簡化后復制到控制室內(nèi)，供操作人員熟悉和參觀。 圖 16為 醋酸乙烯酯合成工序 物料流程圖。以幾何圖形和必要的文字解釋，表示設備及設備之間的相互關(guān)系，全部原料、中間體、半成品、產(chǎn)成品以及副產(chǎn)物的名稱和流向等，工藝流程圖按其用途分為生產(chǎn)工藝流程圖、物料流程圖、帶控制點的工藝流程圖等。所以塔板壓力降不能過大。 （ 2） 可靠性好 由于化 工生產(chǎn)多為連續(xù)進行。 （ 5） 機械工程的要求 對反應器在機械工程方面的要求一是要保證反應設備在操作條件下有足夠的強度和傳熱面積，同時便于制造。 （ 3） 質(zhì)量傳遞過程與流體動力學過程的要求 為了使反應和傳熱能正常地進行，反應系統(tǒng)的物料流動應滿足流動形態(tài) （ 如湍動 ） 等既定要求。 1．反應器的選擇 反應器是用來完成化學反應過程的設備，各類化學反應過程大多數(shù)是在催化劑作用下進行的，但實現(xiàn)過程的具體條件卻有許多差別，這些差別對反應器的結(jié)構(gòu)型式有一定影響。 當反應物轉(zhuǎn)化率低時，未反應的反應物，需要經(jīng)過輸送設備返回反應物加工系統(tǒng)循環(huán)使用。 對于催化反應，需要有催化劑的制備、回收、再生設備；流化床反應器需要有補加新催化劑的沒備；當催化劑使用時間很短時，則反應器與再生器可組成一個整體。 當反應采用高壓時，氣態(tài)反應物需要壓縮機，液態(tài)反應物需要高壓泵。局部連續(xù)而整體上不連續(xù)的操作，有時也稱半連續(xù)操作過程。即使在周期中，局部時 間之內(nèi)也可能連續(xù)加料或出料，但只要這個周期不很長 （ 比如 20天 ） ，也稱為間歇操作，如間歇精餾、間歇吸收?；ぱb置一般要有維修周期，安排維修時間，化工生產(chǎn)一般希望生產(chǎn)時間在 8000小時以上，特殊產(chǎn)品可以長一些，也可以短一些。蒸汽的冷凝或是液體 的汽化等相變化過程與壓力有著密切的關(guān)系。它是根據(jù)物料的物理性質(zhì) （ 如沸點、熔點、溶解度、密度等 ） 的差異，將含有兩種或兩種以上組分的混合物分離成純的或比較純的物質(zhì)。 廢渣處理方法主要有化學與生物處理、脫水法、焚燒法和填埋法等。經(jīng) 過二級處理的廢水，其中有機污染物大幅度地降低，一般可達到向水體排放的標準。 不同的生產(chǎn)過程，其廢水的性質(zhì)和排放量不同。 碳氫化合物的蒸氣、有害的臭氣、硫化氫以及硫化碳酰物等氣體，可采用吸附控制法，常用的吸附劑有活性炭、活性氧化鋁、硅膠以及分子篩等。對于已經(jīng)投產(chǎn)的企業(yè)，如果三廢不加治理時，可以指令限期治理，不然可以令其停產(chǎn)。 ⑤分離過程 分離過程是化工生產(chǎn)中幾乎必不可少的過程，不僅分離掉副產(chǎn)物、未反應物和雜質(zhì)，有時由于分離效率的限制，原料和產(chǎn)品也會出現(xiàn)在分離的廢棄物中，如精餾塔釜下腳料 、 過濾器的殘渣、旋風分離器的尾氣等等。而當采用直接冷卻時，冷卻水直接與被冷卻的物料接觸，很容易使水中含有化工原料，而成為污染物質(zhì)。 雖然產(chǎn)生化工污染物的原因和污染物進入環(huán)境的途徑有多種多樣，但概括講，化工污染 物 的主要來源大致可分為以下兩個方面。當然，對于使用來說， 上一工序產(chǎn)品的后加工處理，接近于或略等于下一工序的原料準備。精餾過程仍是先易后難，最難分離的組 分最后精餾。 （ 5） 把最難分離的組分或要求特高的產(chǎn)物應從分離系統(tǒng)中先取出粗產(chǎn)物，再設計精制分離方案。 （ 2） 反應產(chǎn)物中對目的產(chǎn)物尤其有害的物質(zhì)必須首先除去，甚至不惜能量的利用合理與否，這是工藝的要求。此外，規(guī)模小與規(guī)模大同樣要使用很多操作人員，規(guī)模變小所投入的勞動力卻不會相應減少。一般而言，產(chǎn)品純度是 根 據(jù)產(chǎn)品的使用目的來確定的。將乳液中的固體 溶質(zhì)分離出來的辦法稱為凝聚，在乳液中加進凝聚劑破壞乳化狀態(tài)，就能將顆粒狀的固體物質(zhì)分離出來。即通過加熱使溶液在沸騰情況下氣化，使其中部分溶劑由于氣化而除去，從而使溶液濃度增大。如果這些固體顆粒是 有用的結(jié)晶，而這些結(jié)晶又不妨礙液體在管道中的流動和液體的其它加工．則不必對這些液體進行處理，待這些結(jié)晶物大量生成后，按照加工固液混合物的方法進行加工。掌握一定的溫度和壓力，可將氣體中的某些組分冷凝成液體而另一些組分仍為氣體，可使氣體產(chǎn)物分為不同的部分。大多數(shù)反應產(chǎn)物都是混合物，它包括未反應掉的原料和反應生成物。 操 作 方 式 間歇過程 分批處理物料，周期操作。 反應可逆 與否 可逆反應 受化學平衡的限制，反應只能進行到一定的程度，反應產(chǎn)物需要分離和提純，未反應物應該回收和循環(huán)使用。 現(xiàn)代的許多大型化工生產(chǎn)，如合成氨、石油裂解、高分子材料的合成、油 脂加氯、脫氧、藥物的 合 成等等無不使用催化劑。 7． 盡量分工由生產(chǎn)廠家精制 原料對于生產(chǎn)原料的廠家來說，就是他們的產(chǎn)品，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中加以精制、凈化 。因此原料預處理應符合以下原則： 1． 必須滿足工藝要求 主要是滿足反應的要求，比如通常氣固相反應，為了增大接觸面積，固相的粒度應盡量小，但太小可能夾帶嚴重，所以在工程上要尋找一個最佳的范圍以滿足工藝要求。 特種高分子化工產(chǎn)品具有耐高溫特性，如在苛刻條件下作為結(jié)構(gòu)材料的聚碳酸酯、聚芳醚、聚砜、聚芳酰胺、有機硅樹脂以及氟樹脂等，具有光電、磁等物理性能的功能高分子產(chǎn)品，如感光高分子材料、光導纖維以及光、電或熱致變色的高 分子材料、高分