化工設計第7章化工過程分析,安全工程與生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-10-07 12:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 程必須依靠其他化學品生產(chǎn)過程提供原材料或應用其產(chǎn)品。以生產(chǎn)苯乙烯為例，苯乙烯的生產(chǎn)以其他過程生產(chǎn)的乙烯和苯作為原料。苯乙烯并不是作為消費產(chǎn)品銷售，而是作為聚苯乙烯生產(chǎn)的原材料。 ? 事實上， 大部分化學品生產(chǎn)過程并不唯一，這更增加了復雜性。通常有多種路徑可以生產(chǎn)產(chǎn)品 。 化工過程設計概論 化工合成中存在多種合成路徑 ? 作為化工合成中存在多種合成路徑的一個相對簡單的例子，再來分析苯乙烯。 苯乙烯由乙烯和苯生產(chǎn)，但是乙烯的來源可能是石腦油或煉廠氣 ； 苯可能由以下途徑制得：環(huán)己烷脫氫、甲苯的脫烷基化、或從原油中分離而來。 ? 這些選擇提供了由原料到苯乙烯的多種合成路徑，每一條路徑都涉及到原料需求、能量需求、用水、排放及廢物產(chǎn)生量。 化工過程設計概論 選擇環(huán)境最友好和最經(jīng)濟的路線 ? 選擇環(huán)境最友好和最經(jīng)濟的路線是一件困難的事情?？紤]整個化學品供應鏈時則更加困難。 例如，在甲醇生產(chǎn)中，甲醇用一氧化碳制得。一氧化碳由另一過程的現(xiàn)有廢物部分氧化制得。另一方面，把 CO轉(zhuǎn)變成甲醇需要能量密集型原料 H2。 評價一個化學品生產(chǎn)的環(huán)境特征應當考察整個化學品的原料供應鏈，但是實際檢驗這些供應鏈需要化學生產(chǎn)工業(yè)物質(zhì)流的綜合、集成模型。 化工過程設計概論 ?工業(yè)生態(tài)學? ? ?工業(yè)生態(tài)學?這個詞語喚起了很多的想象和強烈的反映，積極的和消極的兼而有之。 ? 對于有些人，這個短語會引起對模擬大自然生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量守恒特性的工業(yè)系統(tǒng)的想象，自然生態(tài)系統(tǒng)和工業(yè)體系的演變發(fā)展有許多類似之處。 ? 數(shù)十億年前，地球的生命消耗著這顆行星的物質(zhì)儲備并改變了大氣的組成。我們的自然生態(tài)系統(tǒng)朝著復雜的質(zhì)量平衡網(wǎng)絡緩慢進化，直到目前的狀況。 ? 我們的工業(yè)體系能以同樣的方式更快地演變發(fā)展嗎？這些是有趣的想象和具有誘惑力的設想。但是，工業(yè)生態(tài)學僅僅是這些構(gòu)想的比喻嗎？有任何工程物質(zhì)會出現(xiàn)在工業(yè)生態(tài)學領域嗎？ 化工過程設計概論 ?工業(yè)生態(tài)學? ? 工業(yè)生態(tài)學不僅是一個比喻，也是工程師們能做出重大貢獻的一個領域 。工業(yè)生態(tài)學的核心是如何再利用或者用化學方法改變和回收利用廢物，將廢物轉(zhuǎn)化為原料。化學工程師已經(jīng)實踐了數(shù)十年，化學工業(yè)的歷史也提供了許多廢物再利用的例子。 盡管目前化工廠已提出了許多工業(yè)生態(tài)學應用實踐的優(yōu)秀案例（緊密的網(wǎng)絡和高效的過程），但仍有待深入研究。 ? 因為 化工廠內(nèi)部集成，化學品生產(chǎn)與其他工業(yè)部們之間、化學品生產(chǎn)商與消費者之間的一體化程度 還相 對地 低 。 化工過程設計概論 工程師可進行集成設計 ? 工程師可進行集成設計， 例如電廠與煉油廠之間的熱集成，或半導體與商品原料生產(chǎn)之間水的集成。目的是創(chuàng)造更為緊湊、高效的網(wǎng)絡過程 —— 構(gòu)建一個工業(yè)生態(tài)系統(tǒng) ?，F(xiàn)階段并非所有達到目標所用的方法都是可行的， 但是 夲教材只 開始描述基本的概念，并建議了幾類方法 ， 以備下一代工程師使用。 化工過程設計概論 以下分二個層次介紹工業(yè)生態(tài)系統(tǒng) : ? 一、化工內(nèi)部工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及其集成網(wǎng)絡的建立 （ 產(chǎn)業(yè)內(nèi)部子系統(tǒng)過程集成網(wǎng)絡 ） 。 ? 二、 高級工業(yè)生態(tài)系統(tǒng) （ 即生態(tài)工業(yè)園區(qū)不同產(chǎn)業(yè)間的大系
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