【正文】 日期、出廠日期、保質(zhì)期限、儲(chǔ)存運(yùn)輸和使用注意 事項(xiàng)等，隨產(chǎn)品送至用戶(hù)。 ②原料不純 原料有時(shí)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(yīng)，在原料凈化過(guò)程中或反應(yīng)之后，最終也要排放掉。同時(shí)，大量熱廢水排入水域，導(dǎo)致水體溫度上升，造成水中溶解氧的減少，降低水體自?xún)裟芰?，使得一些毒物如氰化物、重金屬離子的毒性加劇。通過(guò)對(duì)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(duì)環(huán)境的污染；隨時(shí)掌握污染物的性質(zhì)和數(shù)量，了解污染物對(duì)環(huán)境要素和生態(tài)系統(tǒng)的影響程度，預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)，并借以調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)排污情況，滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)的需要，同時(shí)為后續(xù)的三廢治理提供科學(xué)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。一般根據(jù)廢水的性質(zhì)、數(shù)量以及要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，采用多種方法綜合處理。常采用的方法如化學(xué)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(lèi)、性質(zhì)回收其中的有用物質(zhì)和能量，實(shí)現(xiàn)綜合利用。 調(diào)節(jié) 溫度操作，是熱量交換的操作過(guò)程。此外，流動(dòng)物料的輸送，需要增加流體壓力以克服設(shè)備和管道的阻力。 1． 連續(xù)操作 物料從進(jìn) 入 反應(yīng)器開(kāi)始，一直到分離處理，產(chǎn)出精產(chǎn)品或粗產(chǎn)品的過(guò)程，是連續(xù)操作的，也就是說(shuō)，物料源源不斷地進(jìn)入反應(yīng)器，粗產(chǎn)品同時(shí)源源不斷地生產(chǎn)出來(lái)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為連續(xù)操作。 間歇操作的優(yōu)點(diǎn)是投料容易準(zhǔn)確，反應(yīng)產(chǎn)物便于調(diào)控，對(duì)于生產(chǎn)小批量多品種 （ 比如同一種高分子樹(shù)脂需要有不同平均分子量的產(chǎn)品 ） 比較方便，對(duì)于復(fù)配型的精細(xì)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(yīng)需要維持一定時(shí)間的，往往采用半連續(xù)的方式。 2. 反應(yīng)過(guò)程主要設(shè)備 反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)器是主要設(shè) 備，也是工藝流程的中心設(shè)備。 氣態(tài)反應(yīng)物和固體催化劑，需要有過(guò)濾分離等設(shè)備。 根據(jù)對(duì)若干具體的、特殊的、實(shí)際工藝流程的分析，概括、總結(jié)出工藝流程一般包括的設(shè)備 ： ①反應(yīng)物輸送設(shè)備 鼓風(fēng)機(jī)、離心泵、輸送帶等；②反應(yīng)物清凈設(shè)備 除塵器、洗滌塔等；③反應(yīng)物混合設(shè)備 混合器；④將反應(yīng)物預(yù)處理到反 應(yīng)條件的設(shè)備 預(yù)熱器、壓縮機(jī)、高壓泵等；⑤反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備 反應(yīng)器；⑥反應(yīng)產(chǎn)物的分離設(shè)備 冷凝器、氣液分離器、旋風(fēng)分離器、蒸發(fā)器、蒸餾塔、吸收塔、解吸塔等；⑦主反應(yīng)產(chǎn)物的精制設(shè)備 精餾塔、干燥塔等；⑧反應(yīng)副產(chǎn)物回收處理設(shè)備；⑨催化劑處理設(shè)備；⑩反應(yīng)物、主產(chǎn)物、副產(chǎn)物、催化劑等貯存設(shè)備。一般情況下，可以從下述幾方面的工藝要求來(lái)選擇反應(yīng)器。 （ 4） 工程控制的要求 化工工藝過(guò)程很重要的一條 是 一定要保證穩(wěn)定、可靠、安全地進(jìn)行生產(chǎn)。 （ 6） 技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理的要求 反應(yīng)器的 選 型是否合理，最終體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效 益 上。因此，設(shè)備的機(jī)械性能 一 定要好，同時(shí)設(shè)備要具有足夠的操作彈性，以便處理量或氣液比變化時(shí)，仍能保持較高的效率，穩(wěn)定運(yùn)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(yīng)設(shè)備和其他設(shè)備（如緩沖罐、貯槽、輸送設(shè)備）以及管路的全過(guò)程，反映了原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品采取的化學(xué)和物理的全部措施，是原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品所需單元反應(yīng)、化工單元操作的有機(jī)組合。工藝流程圖 是以設(shè)備形狀示意圖或框圖，分別表示化工單元操作和單元反應(yīng)過(guò)程，以箭頭表示物料和載能介質(zhì)的流向，并輔以文字說(shuō)明。 2．設(shè)備之間繪出各股物料線，用粗實(shí)線繪制；物料流向用箭頭表示，各物料進(jìn)出設(shè)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(shè)備的代號(hào)與圖例 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖表示了全部工藝設(shè)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(mén)與管件，計(jì)量 — 控制儀表及其測(cè)量 — 控制點(diǎn)和控制方案，地面及廠房各層標(biāo)高。 h— 1） HAC ％ 高沸物 ％ ? 100％ 反應(yīng)產(chǎn)物氣體 組成 質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 物料量 （㎏因而應(yīng)采用先進(jìn)技術(shù)，合理的單元，有效的 設(shè) 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(dòng)化 對(duì)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，工藝流程宜采用連續(xù)操作，設(shè)備大型化和儀表自動(dòng)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(jì)算機(jī)控制；對(duì)精細(xì)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(yīng)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(guò)程 ；傳熱、蒸餾、干燥、吸收等單元操作 概 述 化 工 生 產(chǎn) 過(guò) 程 化工生產(chǎn)原料準(zhǔn)備過(guò)程 化工產(chǎn)品 基礎(chǔ)原料和基本原料 催化劑準(zhǔn)備 催化 劑 作用 ：加快主反應(yīng) 速率 、 抑制副反應(yīng) 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(guò)熱 、 損失等原因 喪失 催化作用 ； 再生是 物理 或化學(xué) 方法 恢復(fù)催 化劑活性的加工過(guò)程 ，如 氣 流 摩擦 或 高溫 空氣 脫 積炭 化工生產(chǎn)過(guò)程組織 技術(shù)上先進(jìn) 、 經(jīng)濟(jì)上合理 、 安全 上 可靠 非均相 物 用機(jī)械分離 ；均相 物 采 用傳質(zhì)分離法 分離目標(biāo)、方法、流程的確定 化工生產(chǎn)操作 分類(lèi) 反應(yīng)器選擇、精餾設(shè)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(yù)處理方案 確定 分離和精制方法 分離流程方案選擇 化工設(shè)備選擇 化工工藝流程組織 化工生產(chǎn)過(guò)程評(píng)價(jià) 化工生產(chǎn)工序 化工生產(chǎn)過(guò)程組成 原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、產(chǎn)品分離與提純、三廢處理及綜合利用 等 過(guò)程 化工生產(chǎn)的 目的產(chǎn)物稱(chēng)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(chǔ)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(chǔ) 考慮 反應(yīng)特點(diǎn)和原料 性質(zhì)，做到 先進(jìn)、合理、安全 、 經(jīng)濟(jì)； 因地制宜、綜合發(fā)展 原料全分析、一級(jí)處理 達(dá) 化學(xué)要求、二級(jí) 處理 達(dá) 物理要求 、三級(jí) 處理 達(dá)加料要求 作用： 反應(yīng)過(guò)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(gè)生產(chǎn)流程 改 變 分類(lèi)： 反應(yīng)過(guò)程 分 間歇過(guò)程、連續(xù)過(guò)程和半連續(xù)過(guò)程 是分類(lèi)方法中最常用 最重要的一種 化工生產(chǎn)分離過(guò)程 化工生產(chǎn)反應(yīng)過(guò)程 可分為 反應(yīng)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(xí)題 11． 請(qǐng)敘述化工生產(chǎn)過(guò)程的組成，并用圖示出。原料是由反應(yīng)工藝決定的，確定一個(gè)反應(yīng)工藝之后，應(yīng)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(yù)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(jìn)入反應(yīng)器 反應(yīng)時(shí)是 液態(tài)還是氣態(tài) ？ 如果是氣態(tài)則要?dú)饣?。將上圖變成操作設(shè)備，才是一個(gè)起碼的流程。 請(qǐng)按要求組織流程方案。主要內(nèi)容是根據(jù)實(shí)際情況討論該流程有哪些地方采用了先進(jìn)的技術(shù) 并 確認(rèn)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(diǎn)。 ③ 要注意設(shè)備位置的相對(duì)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(shí)，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。 h— 1） C2H2 ％ N2 ％ CO2 ％ Ald ％ VAc ％ H2O ％ ? 100％ 原料醋酸 組成 質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 物料量 （㎏有時(shí)生產(chǎn)單位將其簡(jiǎn)化后復(fù)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?zhuān)硎驹O(shè)備及設(shè)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(chēng)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(diǎn)的工藝流程圖等。所以塔板壓力降不能過(guò)大。 （ 2） 可靠性好 由于化 工生產(chǎn)多為連續(xù)進(jìn)行。 （ 5） 機(jī)械工程的要求 對(duì)反應(yīng)器在機(jī)械工程方面的要求一是要保證反應(yīng)設(shè)備在操作條件下有足夠的強(qiáng)度和傳熱面積，同時(shí)便于制造。 （ 3） 質(zhì)量傳遞過(guò)程與流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程的要求 為了使反應(yīng)和傳熱能正常地進(jìn)行，反應(yīng)系統(tǒng)的物料流動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足流動(dòng)形態(tài) （ 如湍動(dòng) ） 等既定要求。 1．反應(yīng)器的選擇 反應(yīng)器是用來(lái)完成化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的設(shè)備，各類(lèi)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程大多數(shù)是在催化劑作用下進(jìn)行的，但實(shí)現(xiàn)過(guò)程的具體條件卻有許多差別，這些差別對(duì)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式有一定影響。 當(dāng)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低時(shí)，未反應(yīng)的反應(yīng)物，需要經(jīng)過(guò)輸送設(shè)備返回反應(yīng)物加工系統(tǒng)循環(huán)使用。 對(duì)于催化反應(yīng)，需要有催化劑的制備、回收、再生設(shè)備；流化床反應(yīng)器需要有補(bǔ)加新催化劑的沒(méi)備；當(dāng)催化劑使用時(shí)間很短時(shí)，則反應(yīng)器與再生器可組成一個(gè)整體。 當(dāng)反應(yīng)采用高壓時(shí)，氣態(tài)反應(yīng)物需要壓縮機(jī)，液態(tài)反應(yīng)物需要高壓泵。局部連續(xù)而整體上不連續(xù)的操作，有時(shí)也稱(chēng)半連續(xù)操作過(guò)程。即使在周期中，局部時(shí) 間之內(nèi)也可能連續(xù)加料或出料，但只要這個(gè)周期不很長(zhǎng) （ 比如 20天 ） ，也稱(chēng)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(shí)間，化工生產(chǎn)一般希望生產(chǎn)時(shí)間在 8000小時(shí)以上，特殊產(chǎn)品可以長(zhǎng)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(guò)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(diǎn)、熔點(diǎn)、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(xué)與生物處理、脫水法、焚燒法和填埋法等。經(jīng) 過(guò)二級(jí)處理的廢水，其中有機(jī)污染物大幅度地降低，一般可達(dá)到向水體排放的標(biāo)準(zhǔn)。 不同的生產(chǎn)過(guò)程，其廢水的性質(zhì)和排放量不同。 碳?xì)浠衔锏恼魵?、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(duì)于已經(jīng)投產(chǎn)的企業(yè)，如果三廢不加治理時(shí)，可以指令限期治理，不然可以令其停產(chǎn)。 ⑤分離過(guò)程 分離過(guò)程是化工生產(chǎn)中幾乎必不可少的過(guò)程，不僅分離掉副產(chǎn)物、未反應(yīng)物和雜質(zhì)，有時(shí)由于分離效率的限制，原料和產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)在分離的廢棄物中，如精餾塔釜下腳料 、 過(guò)濾器的殘?jiān)?、旋風(fēng)分離器的尾氣等等。而當(dāng)采用直接冷卻時(shí)，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(jìn)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(lái)源大致可分為以下兩個(gè)方面。當(dāng)然，對(duì)于使用來(lái)說(shuō)， 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(zhǔn)備。精餾過(guò)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(yīng)從分離系統(tǒng)中先取出粗產(chǎn)物，再設(shè)計(jì)精制分離方案。 （ 2） 反應(yīng)產(chǎn)物中對(duì)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(dòng)力卻不會(huì)相應(yīng)減少。一般而言，產(chǎn)品純度是 根 據(jù)產(chǎn)品的使用目的來(lái)確定的。將乳液中的固體 溶質(zhì)分離出來(lái)的辦法稱(chēng)為凝聚，在乳液中加進(jìn)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(lái)。即通過(guò)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(dòng)和液體的其它加工．則不必對(duì)這些液體進(jìn)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(jìn)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(yīng)產(chǎn)物都是混合物，它包括未反應(yīng)掉的原料和反應(yīng)生成物。 操 作 方 式 間歇過(guò)程 分批處理物料，周期操作。 反應(yīng)可逆 與否 可逆反應(yīng) 受化學(xué)平衡的限制，反應(yīng)只能進(jìn)行到一定的程度，反應(yīng)產(chǎn)物需要分離和提純，未反應(yīng)物應(yīng)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(wú)不使用催化劑。 7． 盡量分工由生產(chǎn)廠家精制 原料對(duì)于生產(chǎn)原料的廠家來(lái)說(shuō)，就是他們的產(chǎn)品，產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中加以精制、凈化 。因此原料預(yù)處理應(yīng)符合以下原則： 1． 必須滿(mǎn)足工藝要求 主要是滿(mǎn)足反應(yīng)的要求，比如通常氣固相反應(yīng)，為了增大接觸面積，固相的粒度應(yīng)盡量小，但太小可能夾帶嚴(yán)重，所以在工程上要尋找一個(gè)最佳的范圍以滿(mǎn)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(jī)硅樹(shù)脂以及氟樹(shù)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(dǎo)纖維以及光、電或熱致變色的高 分子材料、高分