论化工生产的工艺与技巧
2024-03-22
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・72・ 科技论坛 论化工生产的工艺与技巧 曹伟 (大庆石化工程有限公司,黑龙江大庆163714) 摘要:由生产所用原料到最终生产产品所采用的生产工艺,即4JC_r_工艺,也就是指将生产所用原料经过化学反应转变为所需要的 产品的过程,包含了生产所需要的全部的化工原理。在4 ̄_r-生产中所采用的化工工艺是整个过程中化学方法应用最多的生产工艺。 关键词:4 ̄_r-;催化剂;制造;转变 化工工艺科学就是按照人们想要的产品,通过化学方法生产加 的成效。用化学吸收法进行烟气脱硫,催化剂应用已经比较成熟,实 工而成,满足了人们生活的需要,进而形成了一种科学。大多数产品 际使用经验已经比较丰富,现已成为烟气脱硫的主要技术。如果烟 的生产过程往往包含了多个化工原理,原料物质通过化学反应转变 气除硫不使用催化剂吸收速率就较低,在现代烟气中都不单独采用 为我们所需要物品的过程中包含有很多的化学反应,同时也存在物 物理吸收法,而是采用化学吸收和物理吸收结合。 理反应。如以煤为原料进行合成化肥的生产包含了转变、脱去、精 催化剂有改变反应速度的能力,在一定化工工艺条件下,催化 炼、合并等多种工艺,这些工艺的原理之间是相互联系,而且是相互 剂改变反应速度的程度是催化性能的主要指标。投人正确单位质量 限制的,如采用乙醚超高压变化,在后续精制时最好的方法就是乙 的催化剂能保证原料生产产品的质量。化工生产大多涉及对人体有 醚化法,也就决定了其相应的化学物质超高压变化特点(超高压变 害的物质,为了化工生产安全的运行,确保操作人员安全,减少设备 化是指在超高压状态下,有催化剂的情况下,物质化学变化中的微 生产故障的发生,进而降低经济损失,工艺设计通常将制备好的催化 妙变化)。不能认为固定的原料只能生产固定的产品,必须前后条件 剂的活性和选择性提高到正常使用水平来进行操作。添加催化剂的 互相渗透、相互联系。 操作是否恰当直接决定着生产中是否会发生危险,添加催化剂时需 在化工生产中催化剂的应用是为了使反应向着所需方向进行, 编制安全备忘录,防止出现漏加或重复添加的情况,催化剂的添加 从而形成所需要的产品。催化剂的使用量决定着原料有百分之多少 量也是工艺生产系统的设计依据之一。添加催化剂需对装置的安全 转化成了所需产品。催化剂使用量大,转化率高,催化剂使用量小, 特点进行分析。生产过程中有的催化剂有可能对人体和安全生产造 转化率低,要在生产过程中找到~个平衡点,这样才能让生产最经 成危害,要严格控制爆炸性混合物的上下限,生产车间空气中的允 济,理想的是原料百分之百地转变成了产物,而且催化剂不消耗。有 许浓度要做严格规定,对催化剂的浓度也要做严格的规定,催化剂 些催化剂需要在一定的温度范围内才能发挥作用,这样就必须确保 床层空隙体积同样也要做严格的规定。若可爆炸的气体发生化学反 反应温度。催化剂使用有时是放热过程,其提供热的方式类似辐射 应,则更需要做严格检测。爆炸是化工过程主要危险之一,考虑选择 供热,在化合物分子中引入催化剂放热可加快反应过程,所以催化 特殊催化过程有可能更符合安全生产的要求。投放催化剂的顺序不 过程内部存在着快速反应过程,如裂解的催化过程分两部分,即高 同也会改变化工生产过程安全及结果,所有催化剂的投用是否都是 速催化和低速催化。不过反应温度并不是越高越好,那么催化剂放 必须的,可否选择较小成本的催化剂,这些都是要考虑的问题。 热过快或者过多还要考虑其散热的问题。 有些时候投入催化剂是为了使生产过程不产生毒害、污染等物 对催化剂使用量较高的特殊过程,催化剂多选较为廉价的物 质。这时合成工艺对催化剂的要求比较苛刻,因为催化剂要预先处 品,优先选用国内资源丰富、产量较大的物料,已形成规模并有重要 理,不同催化剂的预备和处理的难度不同。此外,还要研究不同催化 作用的催化剂,这样可以降低生产成本。催化剂的纯度、杂质种类和 剂在合成中动力能源和物料的消耗。比如在低于熔点时,要考虑催 杂质含量,通常直接影响到所生产产品质量,化工催化剂不仅对原 化剂中的主要成分挥发到空气中的速度和比例。催化剂在高温下受 料纯度有要求,有时对杂质含量有最低含量要求,而且有些杂质会 热挥发到空气中,要保证不能对生产运行人员造成危险及对生产设 降低产品品质。 备造成危害。 催化氧化的特点体现在原料反应物在有催化剂和无催化剂时 目前,催化剂的选用已经比较成熟,正确的选用和使用催化剂, 其反应与结果是不相同的,有时存在催化剂分布不均匀的问题,作 对化工企业生产起着至关重要的作用。 为活性中心的过渡催化剂,反应条件缓和,就比较平稳,易控制,反 应条件迅速,就比较难以控制。如将部分原料,如甲烷、乙醚等,经过 超高压和催化剂的作用,使甲烷、乙醚重新调整结构,生成大量工业 醇的工艺过程就比较复杂,所需容器比较大,要求生产能力比较高, 并且反应温度通常很高,反应热利用率随着催化剂的使用量改变而 改变。 在化工生产中,气体吸收过程也可采用催化剂。气体吸收可分 为物理吸收和化学吸收两种。催化剂含量高则吸收效率增加。产品 的原料和原料路线上所使用的催化剂,首先分析其资源供应和价格 等因素,如果吸收过程中催化剂不发生显著的化学反应,单纯是散 发到空气中,随着温度的升高,散发到空气中的量就增加。该过程能 否自动添加催化剂,保证催化剂的含量,保证无过程故障。只要催化 剂的投入量稳定,吸收过程就会进行。催化剂的使用也受气体压力 和液体浓度的影响,化工工艺上常用高压催化剂来进行强力催化。 如在烟气脱硫中,在短时间内要连续不断地清除大量的s0 ,如单纯 用物理吸收效果就非常差,再加上直接的化学反应,也不会达到理 想的清除效果,这时就必须用高压催化剂来进行强力催化,以达到 大量吸收SO 的目的,从而使S0 的排放达到标准浓度。整个过程 要考虑牺牲一部分催化能力进而保证安全生产。通过校核检验催化 剂使用量及催化剂压力是否恰当,正常条件下是否能稳定生产,所 有有关的参数是否都能得到控制,来判断催化剂在脱硫过程中所起