危险化工工艺自动化

第一篇：危险化工工艺自动化

山东省危险化工工艺自动化控制改造标准

一、总体目标

通过推进化工企业涉及危险化工工艺生产装置自动化改造工作，切实提高化工企业安全保障能力，全面提升化工企业本质安全水平，确保我省危险化学品行业安全生产形势持续稳定。

二、工作任务

涉及硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氢反应等15种危险工艺化工生产装置全部装备和完善自动控制系统，大型和高度危险化工装置装备紧急停车系统。

三、实施步骤

(一)评价确认。各化工企业按照国家安监总局《首批重点监管的危险化工工艺目录》和《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》要求，聘请甲级安全评价机构对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，专项安全评价自动控制情况，并将评价报告上报省安全监管局。

(二)制定改造方案。经评价，未达到自动控制要求的，要立即制定整改计划和改造方案。改造方案要由具有相应资质的设计单位会同企业有关专业人员研究制订，并报省安全监管局备案。各市(地)安监局要检查指导辖区内企业自动化改造工作进展情况。

(三)方案实施。安装改造工程要由具备相应资质的施工安装单位承担。实施改造企业在安装改造前后要有完善的停、开车方案，落实防范措施，确保停、开车安全。安装改造完成后，要由安全评价机构对自动化控制及安全联锁停车装置验收评价，并建立档案，确保装置运行灵敏、可靠，确保人员及设备安全。

(四)改造确认。危险化工工艺生产装置自动化改造工作完成后，企业要及时将验收评价报告报省安全监管局备案。

四、工作要求

(一)提高认识，加强领导，落实责任。各级安全监管部门要充分认识我省化工企业安全生产基础仍然薄弱，特别是一些高危险工艺化工企业没有配置自动化控制及安全联锁，工艺装置本质安全水平较低，化工生产过程大多涉及高温、高压、易燃、易爆和有毒有害，一旦出现异常且控制不当，极易引发恶性事故。实施化工生产过程自动化控制及安全联锁技术改造，是规范安全生产管理、降低安全风险、防止事故发生的重要措施，也是强化企业安全生产基础、提升本质安全水平的有效途径。各地市要切实加强对自动化改造工作组织领导，周密部署，精心组织，强力推进，认真实施，切实督促企业严格落实主体责任，加大安全投入、加快安装改造进度。

(二)强化管理，狠抓落实，确保进度。各市(地)要针对这项工作时间紧、专业性强、改造任务重的情况，加强各实施阶段督促检查，及时掌握改造企业工作进展和存在困难，采取得力措施，狠抓落实，确保如期完成工作任务。各企业要科学分析各自装置特点，按照安全可靠、经济适用原则，充分吸收设计、评价等单位技术人员和化工专家意见，积极稳妥的实施改造。各县(市、区)安全监管部门要切实加强对安装改造工作过程中停产和复工环节安全监管，督促企业建立并严格落实化工装置开、停车方案、安全操作规程和应急处置预案，保证装置改造工作安全顺利进行。

(三)强化监管，严格许可，把住安全准入关。要将是否安装自动化控制及安全联锁系统作为换(发)安全生产行政许可的必要条件，严把安全生产准入关。实施改造的企业，要在安装改造工程验收后，编制自动化控制及安全联锁系统安装报告书报当地安监部门。新、改、扩建项目，涉及化工装置属于安装改造范围的，必须同时设计、安装和使用相应的自动化控制及安全联锁装置。未经设立安全审查或安全设施设计审查的，必须提出或设计相应的自动化控制及安全联锁系统，否则，不予通过安全审查。已经试生产的，必须在试生产结束前配置相应的自动化控制及安全联锁装置，确因时间紧、工作量大等原因无法完成的，要作出安装改造的时限承诺(最长不超过6个月)，并认真实施，否则不予通过安全设施竣工验收。危险化学品建设项目设立安全评价报告，要采用危险度评价法，分析工艺装置的安全风险，提出是否安装自动化控制及安全联锁系统的措施建议。危险化学品建设项目竣工验收安全评价报告、生产企业现状安全评价报告，要对是否按规定要求安装自动化控制及安全联锁装置作出评价。危险化学品建设项目安全设施设计专篇，要根据工艺装置的安全风险分析、风险级别和措施建议，充分考虑和设计重要参数的测量、控制、报警、自动联锁保护及紧急停车等自动化控制及安全联锁设施和措施。

第二篇：化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁技术改造工作实施方案

为贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)文件精神，根据国务院安委办、国家安监总局，工业和信息化部等相关部委的要求，现就推进全区涉及危险工艺的化工生产装置自动化控制及安全连锁技术改造工作提出如下意见。

一、工作目标

全区所有涉及危险工艺的化工生产装置及其辅助设施力争在2011年底实现生产过程中危险环节关键操作的自动化控制。温度、压力、流量、液位及可燃、有毒气体浓度等工艺指标的超限报警及生产装置的安全联锁停车;大型和高度危险化工装置要在自动化控制的基础上装备紧急停车系统(ESD)或安全仪表系统(SIS)。

二、改造范围

(一)《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》(安监总管三〔2009〕116号，以下简称《目录》)公布的15种危险化工工艺的生产装置;

(二)涉及危险化工工艺生产的辅助设施;

(三)因工艺、设备和设施安全、稳定等，不需要配置自动化控制、超限报警及安全联锁停车设施或企业现有化工装置能够满足《目录》推荐的安全控制要求的，由企业委托有资质评估机构对企业现役化工装置安全现状进行专项评估，作出是否需纳入安装改造范围的结论，报盟市安监局。

三、改造内容

所有危险化学品建设项目和现有化工生产装置及其辅助设施要按照《目录》要求，对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，确定重点监控的工艺参数和安全控制的基本要求，完善自动控制系统。

涉及改造范围内的生产装置辅助设施要与生产装置同步进行自动化改造，必须安装配备有毒、可燃气体泄漏和火灾报警系统;重大危险源涉及的压力、温度、液位(流量)、泄漏报警等要有远传和连续记录;液化气体、剧毒液体(液氯、液氨、液化石油气、液化天然气)等重点储罐要设置远程紧急切断装置。

四、工作措施

(一)认真研究制定具体自动化改造操作方案。各盟市安监局要进一步摸清辖区内涉及自动控制技术改造范围的危险化学品企业底数，填写《自动化控制改造调查汇总表》(见附件1)，制定自动化改造工作方案。根据化工装置危险程度和当地实际，对企业安装改造的时限作出具体规定，列出工作进度表，分期分批组织实施。工作方案与汇总表一并于2011年6月31日前报送自治区安监局。

(二)强化安全生产行政许可措施。各级安监部门要将安装自动化控制及安全联锁系统作为安全生产的必要条件，严把安全生产准入关。

1、实施改造的企业，要在安装改造工程验收后，委托有资质评估机构编制自动化控制及安全联锁系统安装报告书(见附件2)报盟市安监局。凡不符合本意见规定安装改造要求的，按照逾期未安装进行处理。

2、新建、改建、扩建项目，涉及的化工装置属于安装改造范围的，必须同时设计、安装和使用相应的自动化控制及安全联锁装置。 危险化学品建设项目设立安全评价报告，要对工艺装置的安全风险进行分析，提出安装自动化控制及安全联锁系统的措施建议。危险化学品建设项目安全设施设计专篇，要根据工艺装置的安全风险分析、风险级别和措施建议，充分考虑和设计重要参数的测量、控制、报警、自动联锁保护及紧急停车等自动化控制及安全联锁设施和措施。未按以上要求执行的，不予通过安全审查。

危险化学品建设项目竣工验收安全评价报告、生产企业现状安全评价报告，要对安装自动化控制及安全联锁装置作出评价，内容包括：生产工艺控制参数及控制点、安全控制工作原理、采用的逻辑控制单元、检测变送单元等，设计、安装单位资质符合性，控制系统在试生产期间的检测检验和调试、运行等情况。已经试生产的，必须在试生产结束前配置相应的自动化控制及安全联锁装置，确因时间紧、工作量大等原因无法完成的，要作出安装改造的时限承诺(最长不超过6个月)并认真实施，否则，不予通过安全设施竣工验收。

(三)加强改造过程管理和人员的培训教育。各级安监部门要引导从业单位选择信誉高、专业实力强的机构开展自动化控制改造的评估、

设计、施工安装和仪表设备供应，不具备国家规定资质的设计、施工、评价单位或相关人员不得从事相关业务。要督促从业单位按照本意见要求，认真组织实施自动化改造。

各级安监部门要组织相关设计、安全评价等单位和有关专家，开展自动化控制或安全联锁停车装置相关专业知识的教育培训和技术服务工作。各化工企业要通过加强教育培训、引进专业人才、聘请有关科研、设计单位服务等方式，配备符合化工装置自动化控制及安全联锁停车装置需要的操作人员和技术力量。

第三篇：化工工艺安全设计危险原因与对策论文

摘要

：中国的科技随着社会经济的迅速发展也迈上了新高度，各个行业都得到了较大的发展，尤其是化工行业，其与其他行业相比，有其自己的独特之处。化工工艺的设计及其生产本身就是一项危险的作业，生产和设计过程中事故和危险也是时刻伴随着，各个流程安全措施有待改善，隐患有待排除，应该去认真对待存在的问题。本文将对化工工艺安全设计中的危险原因做出几点说明，并提出相关应对措施，希望能够对读者有所帮助。

关键词

：化工工艺;安全设计;危险原因;对策

化工行业本身就是一个高危行业，生产过程中接触到的大部分化学物质都是有毒的，有些物质毒性很高且危险性大，在工艺设计中必须严格按照相关的法律法规及其行业标准要求进行设计，全方位的保证工艺生产的安全度。行业的发展核心就是化工工艺安全设计，在进行设计时要全面考虑危险存在的原因，根据原因制定应对措施，尽可能的降低风险发生的概率。

1化工工艺安全设计危险原因及分析

1.1反应器

化学反应作为工艺设计的重要因素之一，其反应的是否完全决定着工艺设计的成败，所以选择反应器是关键。一般情况下在进行化学反应过程中多多少少都会产生一些对实验结果起反作用的物质，降低了反应速率，有些反应甚至会增加反应的危险系数，所以设计人员应该对于此类问题予以充分的考虑，不同物质反应的原理大不相同，所以要针对不同的物质选择呢具有针对性的反应器。对于那些在化学反应过程中会产生大量的热量或者会吸收大量热量的反应，应该选择耐高温或者是防爆的反应器，并制定好危险应对措施。几种常用反应器：①釜式反应器，适用于实现液相单相反应及多相反应;②鼓泡塔反应器，适用液相也参与反应的慢速反应、中速反应及放热量大反应，如各种芳烃和石蜡氯化反应;③固定床反应器，适用实现气固相催化反应，例如烃类蒸汽转化炉、氨合成塔及二氧化硫接触氧化器等。

1.2工艺原料

很多化学物质本身就具有很高的危险性，接触水或者空气中的氧气就会发生剧烈的化学反应，如果操作不当或者保管不善，会对国家和企业带来巨大的损失，影响工厂的正常生产，危害周边环境[1]。化学物质在存放时要进行分类，不同的危险级别的化学物质要选择不同的安全等级保管。在化学反应操作过程中，对不同的物质的反应原理充分了解，且针对本身存在的危险做好相关措施，防止危险事故的发生和扩大。

1.3输送管道

在化学反应过程中大部分产物都是高危物质，具有易燃易爆或者具有强腐蚀性。所以在选择输送管道时要根据物质的物理性能和化学性能及其反应物的特性选择相应的管道材质和管道压力等级，对于易燃易爆的物质，应该选择防爆密封性能好的管道，且要考虑静电的影响并做好消除静电的安全措施，对于易震动的管道应该选择抗震性能好的管道，输送高温物质时应该选择耐高温的管道材质并考虑相关膨胀系数的影响。

2化工工艺安全设计改进对策

2.1控制化工原料

化工行业所需的原料多种多样，物质存在的形式也截然不同，且各种物质都有自己的存储方式。相同物质的不同的状态化学性能也可能会有所不同，所以需要我们全面了解化学物的物理和化学性质，并在存储和运输过程中做好相关措施，尽可能的减少危险因素的存在。

2.2合理选择工艺

得到一种化学物质有多种方法和不同的工艺流程，所以要结合专业基础知识和自身的实践技能并考虑经济适用性，选择合理，节约成本的工艺路线。设计人员在进行实验时，要尽可能的选择无毒无害，在反应过程中危险性小的物质，根据实验原理合理的运用催化剂，尽可能在不污染环境的基础上提高工艺的效率。实际操作时，如果选择危险系数小的实验原材料，则对实验的设备及操作人员的要求也会相对降低等级，减少操作成本。实验时尽可能的选择新设备，这样既可以保证实验的成功率，还能减少反应物质的产生对环境的影响。

2.3强化安全设计

设计路径繁琐，连续的特点，只有严格准确执行系统操作，才能实现整体完善设计，使用更方便。设计的整体性较大，在设计中如果任何一个环节出现问题，都会影响到化工的正常生产和可能造成重大的经济损失。设计人员需根据相关规范、法律及法规等，设计化工工艺，并对工艺流程及安全设施等反复论证，确保设计具有前瞻性、安全性、科学性及可靠性。设计人员需要把安全设计作为设计核心原则，参考既往科学实践，组建监督部门，并建立健全监管体制，确保工作有章可循，达到防范风险及安全监督目的，控制或减少发生安全事故概率，利于工厂良好、稳定、有序发展。监察部门应做好本职工作，不定期或经常性的检查相关安全措施及应急措施是否到位，核实工作计划，抽检产品，巡查现场，排除隐患。对工艺路线设计进行完善，将危险最低作为设计原则。

2.4做好化学反应防护

化工厂应该配备安全必须的应急用品和必要的防护措施，包括移动式及手提式灭火器、防毒呼吸面具、防护服、救援担架等;制定好相关安全管理制度，安排质量检查人员，对设备进行定期的检查发现问题进行及时的维修。通过各种安全手册的发放和组织员工进行安全教育，加强员工的安全意识和增加遇到问题的及时处理问题的能力，减少人员的伤亡。

3结语

化工工艺安全的设计能够保证人员和财产的安全外，对于提高化工的生产效率也有很大的影响，只有对存在的问题足够的认识，对产生的问题的原因深入的了解才能对危险因素采取必要的安全措施，才能够保证企业正常的运转和发挥最大的生产效益。本文根据化工工艺安全设计中存在的危险因素提出相关对策和建议希望能够帮助需要的人。

参考文献：

[1]金阿铭.化工工艺安全设计中的危险因素及解决对策[J].黑龙江科学,2015,01:34+37.

[2]芮国芬.化工工艺安全设计中的危险因素以及解除途径探索[J].现代工业经济和信息化,2015,01:40-41+99.

第四篇：化工工艺

绪论

1、无机化工

基本无机化工：三酸、两碱、合成氨、化学肥料 精细无机化工：各种试剂、药剂、日化品、稀有元素等 电化学工业：氯碱工业、湿法电冶金、电石生产等 硅酸盐工业：玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等 矿物涂料和颜料等

2、有机化工

基本有机化工 三烯三苯一炔一萘;甲醇、甲醛、乙烯系、丙烯系和芳香烃产品等 精细有机化工 各种试剂、药剂、香料和杀虫剂、染料工业和各种中间体(医药、农药、颜料)等

高分子化学工业 三大合成、成膜材料等的生产 燃料化学工业 石油、天然气、煤的化学加工等 食品工业 糖、油脂、饮料、生化产品等 其它 造纸、制革、橡胶等的加工

3、化学工业的特点

1)在国民经济中占有重要地位 2)品种多 原料广 工艺路线多 3)装置大型化 具有规模经济性 4)综合利用率高 有联产品和副产品 5)先进科学技术化程度高,生产效率高 (催化剂,高温高压,反应速度快,材料,三废)

化学工业 ：“利用化学反应改变物质结构、成分、形态等生产化学产品的工业部门。习惯上分为无机化学工业有机化学工业两类。 ------1999年版《辞海》

化学工业 ：利用化学反应和化学工程的方法，改变物质结构、成分、形态而生产化学产品的工业部门。

工艺：“利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之成为产品的方法”。 工艺学：“根据技术上先进，经济上合理的原则，研究各种原材料、半成品、成品的加工方法和过程的学科称为工艺学”。 ---- 1999年版《辞海》

化学工艺学：“亦称工业化学。根据化学、物理和其它科学的成就，研究综合利用各种原料，加工成为产品的方法、原理、流程和设备，以寻求在技术上最先进、经济上最合理的生产途径的学科。

化工工艺学：就是研究运用各种学科的知识，经济地、先进地将各种原材料生产出化工产品的技术、过程和方法，是化工产品生产的工程技术、诀窍和艺术。

化工工艺学研究的主要内容包括三个方面：

• (1)生产的工艺流程;

• (2)生产的工艺操作控制条件和技术管理控制; • (3)安全和环境保护措施。

任何一个复杂的化工产品生产过程，我们把它从工艺学上分为三个部分，第一部分是工艺流程，第二部分是工艺操作参数，第三部分是三废治理。这三个部分是既相对独立，又互相依存，互相联系的。

研究一个生产过程的方法----分板块

• 板块的核心：

“反应过程”

• 第二个板块：

“原料”

• 第三个板块：

“分离”

• 第四个板块：

“产品后加工”

• 第五个板块：

“三废治理”

第一章

化工工艺学概论

古代：陶瓷、冶金、造酒 近代：

(1)棉纺织行业 (2)纯碱工业

路布兰制碱法

苏尔维法 (3)硫酸工业 ：“铅室法” 、接触法

(4)电解食盐水工业(氯碱工业) (5)煤及焦油利用和有机合成工业 (6)染料：苯胺染料

(7)涂料：涂料的组成一般是由颜料、成膜物质和溶剂助剂组成。

(8)医药

现代： (1)纯碱工业

① 1937年

德国

“蔡安法” ②

1943年

“侯氏制碱法”

(2)硫酸工业：二战后

德国拜耳

二次接触法 (3)氯碱工业： 1975年

离子交换膜法 (4)染料工业

(5)涂料工业 (6)医药工业

• 磺胺类药物直到20世纪中叶，仍然十分兴盛

• 1928年发现了青霉素之后，在40年代用于临床

• 20世纪50年代开始，激素逐步被认识。

• 20世纪70年代之后，抗癌药物的研究成了热门话题

(7)合成氨和化肥工业 (8)农药工业

(9)合成树脂与塑料工业

四大通用塑料聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS) (10)合成橡胶工业

苏联列别捷夫生产丁钠橡胶这是人类使用的第一代通用橡胶;第二代主要是丁苯橡胶。聚异戊二烯橡胶是人类使用的第三代橡胶。第四代橡胶：“热塑弹性体”：是一些已知的单体和聚合物，用嵌段、接枝的方法，或用拼混和互穿网络结构的方式，使高分子的硬段和软段互相交替组合。

(11)合成纤维工业 • 1950年英、美、日、德等国推出了醋酸纤维。

• 碳纤维

(12)基本有机原料工业

• 乙炔化学 • 煤焦油化学

• 石油化学----乙烯化学 • 一碳化学----CO化学

(13)煤化工：煤化工的发展是煤的气化和液化。

化学工业的行业特征

• (1)发展和更新速度快

• (2)设备特殊，设备投资高、更新快

• (3)知识技术密集，投资和资金密集

• (4)能量消耗密集和物质消耗密集

• (5)有一定的规模效益

• (6)要求环境保护和防治，要求自动控制条件比较严格

• (7)化工的市场竞争激烈，国际竞争也十分激烈

• (8)市场经营注意用户开发和用户技术指导

化学工业的分类

• (1)按化学工业使用的原料来划分则有

煤化工、石油化工、天然气化工、海洋化工、矿产化工、生物化工、林产化工、天然药品和天然产物化工、核化工(放射化工)、电化工

• (2)按产品的用途和产品形态等，又分为

国防化工、环境化工、食品化工、日用化工、农用化工、能源化工、信息化工、材料化工、皮革化工、冶金化工、药物化工、硅酸盐化工、建筑化工

• (3)按产品归大类，又分为

无机化工、有机化、高分子材料化工、精细化工

化工新技术开发概述

化工新技术(产品)从研究到产业化的机会只有1%~3%;从开发到产业化的机会只有10%～25%;从中间试验到产业化的机会也只有40%～60%。

化工新技术开发的目的就是开发出技术先进、数据完整、实用可靠、有效益、有竞争力的单项授习喊成套技术的成果，根本目的是创造财富，创造更大的经济效益，是探索实现工业化或半工业化。

工艺的先进性是重要的研究重点，而工程研究则占主导地位

化工技术开发研究的方法和程序

1. 逐级经验放大法：工艺小试一中间试验一工程设计

化工工艺设计的内容

• (1)研究产品的反应特点和反应工艺、设计反应过程，这是生产的关键。 • (2)设计工艺流程，这是全部工作的灵魂和核心。

• (3)工艺流程的落实，包括工艺流程中设备的选型和工艺设计、仪表的设置、管道管件阀门的选择设计和排布设置等。这是整个工艺设计的重点和要害，这部分工作做不好等于纸上谈兵。

• (4)车间和工艺设备的布置，这是工艺设计富有想像力的部分。

• (5)协调为工艺和操作服务的“公用工程”和全部设计中“非工艺专业”的设计，提供工艺条件，这是工艺设计中协作的成果;

• (6)制定三废治理的措施和三废治理的工艺设计。

• (7)编制设计文件，这是工艺设计成果的汇总。

作为工艺设计的总的原则是：技术先进、设计合理、生产安全、经济有效、注意环境、为国为民。

第二章

原料及原料准备

原料路线选择的原则以先进、合理、安全、经济为综合指标，加以认真评估。

原料预处理的原则

•

(1)必须满足工艺要求。

•

(2)简便可靠的预处理工艺。

•

(3)充分利用反应和分离过程的余热及能量。 •

(4)尽量不要产生新的污染，不要造成损失。 •

(5)尽量研究和采用先进技术。 •

(6)投资节省，设备维护简便。 •

(7)尽量分工由生产厂家精制。 第三章

反应过程和过程优化

反应过程的分类

1.按化学反应的特性分类

按照反应机理的不同，简单反应、复杂反应 2.按反应过程进行的条件分类

.

按照过程的温度条件：等温过程、绝热过程和非绝热变温过程。 3.就压力状况：常压、负压和加压过程。

4.根据操作方式的不同：间歇过程、连续过程和半连续过程。

反应器选型原则

• 1)反应类型与特征 • 2)反应过程的特征和要求

• 3)由反应的浓度效应决定的混合要求

• 4)由反应的热负荷和温度效应所决定的热量传递和温度控制要求 • 5)相际传质和化学反应的相对速度 • 6)最后再判断反应器的特征能否达到要求

一个最优化问题或称最优化模型应该包括这样一些内容： •

①要有一个能正确描述反应器特性的数学模型。

•

②必须给出数学模型的初始状态的值。 •

③必须给出规定的终止状态。

•

④必须规定一个性能指标，即确定切实可行的比较准则或称之为目标函数，并且要建立目标函数与操作参数之问的函数关系。 •

⑤状态变量和控制变量要加上约束条件。

建立反应器的最优化方案

①反应器的分析和模拟。②有关事故分析和核对过程模型的有效性。 ③研究反应器的动态特性以及实现在线开环最优化。 ④把在线开环最优化过渡到闭环最优化。

在化工中最常用的最优化方法有：微分法、变分法、拉格朗日因子法、线性规划法、动态规划法、最大值原理法和梯度法等。

水煤气的生产方法 吹风阶段：吹入空气，提高燃料层温度， 吹风气放空，1200 ℃结束。

蒸汽吹净：置换炉内和出口管中的吹风气，以保证水煤气质量。

一次上吹制气：燃料层下部温度下降，上部升高。

下吹制气：使燃料层温度均衡

二次上吹制气：将炉底部下吹煤气排净，为吸入空气做准备。

空气吹净：此部分吹风气可以回收。

化学反应器是化工生产的核心设备，满足下列要求：

•

(1)反应器要有足够的反应体积，以保证反应物在反应器中有充分的反应时间，达到设定的转化率和产品质量指标：

•

(2)反应器的结构要保证反应物之间，反应物与催化剂之间的良好接触。 •

(3)反应器要保证及时有效地输入或引出热量，以使反应过程在最适宜的操作温度T进行。

•

(4)反应器要有足够的机械强度和耐腐蚀能力，以保证反应过程安全可靠，经济耐用.

•

(5)反应器要尽量做到易操作、易控制、易制造、易安装、易维护检修。

第六章三废治理

1. 在进行工艺设计和工程设计时，要把三废治理作为重要环节，做到“三同时”，即同三废治理原则

时设计、同时施工、同时投产。

2. 治理三废的积极的思路就是改造工艺，使其不产生无法治理或难以治理的三废。“三废”资源化，回收利用或生产出新的产品(过去称综合利用产品)，万不得已则使之无害化。

固体废弃物的处理原则

(1)改革生产工艺，减少原材料的流失量和固体废物的排放量。 (2)回收固体废物中的有用物质，并利用废物来制造副产品。

(3)对回收利用的废渣，进行就近处理，使之无害化后，选择山坡荒地堆积或填充矿井，覆土造田。

第七章检测和操作控制

①除了严格科学的工艺操作规程外，还应有安全规程及安全教育。 ②配备必须的防护用品。 安全措施 ③易燃车间配套相关灭火器械，设备有防爆膜孔。 ④电气设备有严格接地装置。 ⑤厂房及高大设备必要时有防雷设施。

⑥厂房有完备的通风设施。

⑦易爆车间配防爆电气，照明及开关。

⑧危险岗位尽可能加强自动控制，减少人员接触。

⑨车间危险区域设置护栏及警示标志。

⑩清除静电的设施，包括人体防静电措施。

乙烯氧氯化法生产氯乙烯

乙烯液相氯化生产二氯乙烷工艺流程图

1-氯化塔;2-循环冷却器;3-催化剂溶解槽;4-过滤器;

5、6-洗涤分层器

第五篇：化工工艺总结

化学工艺学：是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括生产 方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织和设备的选用和设计。 焙烧：是将矿石，精矿在空气，氯气，氢气，甲烷，一氧化碳和二氧化碳等气流中，不加或 配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化，还原或其他化学变化的单元过程 煅烧：是在低于熔点的适当温度下加热物料使其分解，并除去所含结晶水二氧化碳或三氧化

硫等挥发性物质的过程 平衡转化率：可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料量占该种原料 起始量的百分数 浸取：应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程

烷基化：指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的N、O、S、C等原子上引入 烷基(R--)或芳香基的反应。

羰基合成：指由烯烃，CO和H2在催化作用下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应。 煤干馏：煤在隔绝空气条件下受强热而发生的复杂系列物化反应过程。 水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气(CO+H2)

精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能， 特定用途，小批量生产的高附加值系列产品。 高分子化合物：指相对分子质量高达104~106 的化合物 原子经济性：指化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用到的所 有原料尽可能多的转化到产物中。=目的产物分子量/所有产物分子量 环境因子：=废物质量/目标产物质量

1.化学工业的主要原料：化学矿，煤，石油，天然气

2.化工生产过程一般可概括为原料预处理，化学反应，产品分离及精制。 3.三烯：乙烯，丙烯，丁二烯。 三苯：苯，甲苯，二甲苯。 4.石油一次加工方法为：预处理，常减压蒸馏。 二次加工方法：催化裂化，加氢裂化，催化重整，焦化等。 石油中的化合物可分为：烷烃，环烷烃，芳香烃。 5.天然气制合成气的方法：蒸汽转化法，部分氧化法。主要反应为：CH4+H2O-----▶CO+3H2 和CH4+0.5O2-----▶CO+2H2 CH4+CO2----▶2CO+2H2 6.硫酸生产的原料有：硫磺，硫铁矿，有色金属冶炼炉气，石膏。 7.工业废气脱硫，高硫含量用湿法脱硫，低硫含量用干法脱硫。 8.硝酸生产的原料：氨，空气，水。 9.浓硝酸生产方法：直接法，间接法，超共沸酸精馏法。

10.氨的主要用途：生产化肥，生产硝酸。平衡氨浓度与温度，压力，氢氮比，惰性气体浓 度有关。温度降低或压力升高时，都能使平衡氨浓度增大。

11.合成氨反应方程式：N2+3H2◀-----▶2NH3 300--600℃ 8--45MPa，催化剂。 12.甲烷化反应：CO+3H2==CH4+H2O 13.变换反应：CO+H2O===CO2+H2 14.氯在氯碱厂主要用于生产：液氨，盐酸。氯碱厂主要产品有：烧碱，盐酸，液氨。 15.食盐水电解阳极产物是：Cl2，阴极产物是：NaCl，H2 16.氯碱工业三种电解槽：隔膜，离子交换膜，汞阴极法。 17.汽提法生产尿素工艺中，常用气提气有：CO2和NH3 18.铬铁矿焙烧方法：有钙焙烧，无钙焙烧。有钙焙烧的主要废物是：铬渣。含有致癌物：六价铬。常见铬盐产品：重铬酸钾，重铬酸钠，铬酐，铬绿(Cr2O3)。 19.索尔维制碱法主要原料：NH3，CaCO3，NaCl。主要产品：Na2CO3，CaCl2 侯氏制碱法：NH3，CO2，NaCl 。主要产品：Na2Co3，NH4Cl20.湿法磷酸生产的主要原料：磷矿石，硫酸。烷基化应用：烷基化汽油生产，MTBE生产。 21.乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是：Ag(银)

22.氯化反应三种类型：加成氯化，取代氯化，氧氯化。 氯乙烯生产方法：乙烯法，乙炔法。 23.烷烃热裂解主要反应为：脱氢反应，断链反应。深冷分离指温度低于—100℃的分离过程。 24.羰基化最典型的应用是：用甲醇制醋酸。催化剂组成：活性组分，载体，助催化剂。 25.丙烯腈的主要生产方法：氨氧化法。主要原料：丙烯，氨。

26环氧乙烷主要生产方法：乙烯环氧化法。原料：乙烯，氧。主要用途：制乙二醇。 27皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应。乙醇生产方法：乙烯水合法，发酵法。 28.煤化工用途：煤干馏，煤气化，煤液化。煤气化工艺：固定床，流化床，气流床。 29.煤干馏产物：焦炭，煤焦油，焦炉气。合成气的主要成分：CO和H2 30.煤气化发生炉中煤层分为：灰渣，氧化层，还原层，干馏层，干燥层。

31.煤液化工艺：直接液化，间接液化。三大合成材料：合成塑料，纤维，橡胶。 32.精细化学品常用单元反应：磺化，硝化，氯化，重氮化和偶合 33.用量最大的聚合物是：聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC) 34.纯碱生产方法：索尔维制碱法(氨碱法)，侯氏制碱法(联碱法)，天然碱法。 35.硫酸钙常见结晶形式：两水，半水，无水。高分子聚合反应为：加聚和缩聚。 1..简述化学工程与化学工艺的关系

答：化学工程研究共性问题，单元操作，工程因素尤其是放大效应：化学工艺研究个性问 题，研究具体过程，从原料到产品的过程系统优化。两者相辅相成，密不可分。 2..简述化学工业的发展方向

答：①高新技术，缩短开发周期;②最充分最彻底地利用原料;③大力发展绿色化工;④ 化工过程要高效、节能和智能化;⑤实施废弃物再生利用工程。 3..简述氧化反应的特点

答：①强放热反应，要控制反应温度，及时移走反应热;②反应途径多样，副产物也多， 导致后续分离工序困难，工艺流程组织也较复杂;③从热力学趋势来看，烃类易完全氧化 成CO2和水，故应选择性能优良的催化剂并及时终止氧化反应。 4..简述浓硝酸的生产方法

答：直接法：NH3氧化制NO，NO氧化为NO2，浓硝酸吸收NO2制发烟硝酸，发烟硝 酸解吸制N2O4，N2O4和水加压氧化反应得浓硝酸。 间接法：稀硝酸加脱水剂(硫酸或无机盐如硝酸镁)精馏。

超共沸酸精馏法：使氧化气中水脱除较多，NOX直接生产超共沸酸，在蒸馏得。。 5..合成气的应用已工业化的有哪些?

答:合成NH3;合成甲醇;合成醋酸(羰基化);烯烃的氢甲酸化产品;合成天然气和柴油 6..简述硫铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备

答：硫酸生产包括三步，即二氧化硫制取，二氧化硫催化氧化为三氧化硫，水吸收三氧化 硫制硫酸。主要反应为：4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2;2SO2+O2==2SO3;SO3+H2O=H2SO4 。主要 设备包括：沸腾炉，接触室，吸收塔等。 7..举例说明化工生产中常用的节能降耗措施

答：一般来说，蒸汽压力越高，其热效率越高，因此，如果反应温度高，应尽可能产生高压蒸汽。燃烧废气带有大量的显热，应尽可能回收利用。蒸汽加热的冷凝水要视其压力进一步充分利用。高压下的减压膨胀过程要设计做功机械，避免过分的不可逆过程，造成能量的浪费。注意加强保温保冷措施，减少热量损失。精馏过程能耗很多，要充分重视换热措施，若有可能，可采用热泵技术。8..简述我国化学工业面临的问题及机遇

答：问题：规模小，能耗高，污染重，精细化率低，缺乏自主知识产权和创新能力。 机遇：国民经济持续稳定增长为化学工业发展提供了机遇，改革开放为技术改造提供了 条件，国际合作更广泛，国际油价上涨为国内煤化工发展提供了机遇，需求增长及政策 支持位新技术、新产品开发提供了动力。 9..对比国内外化学工业的现状，结合具体例子简述国内技术差距及努力方向。 答：与国际先进水平相比，我国的化学工业还很落后，我国的化学工业产值只占世界化学工业总产值的5%左右，这与我国的国际地位极不相称。总的来说，我国工艺落后，能耗高，污染重，品种少，缺少自主知识产权。 以硫酸为例，发达国家主要以回收硫为原料，而国内大量采用硫铁矿，流程长，设备多，污染重，其中当然有资源问题，也同样有技术问题，比如煤气化炉，大型炉依然全靠进口。 努力方向：清洁生产，可持续发展，精细化。 10..为什么常规的氨氧化工艺只能生产稀硝酸?怎样才能得到浓硝酸?简述一种流程。 答：因为二氧化氮的吸收制酸是化学吸收，由于化学平衡的限制，无法直接得到浓硝酸。 三种方法，直接法，稀硝酸脱水法，超共沸酸法。硝酸镁脱水法是常用方法之一。 11..比较几种食盐电解工艺的优缺点。

答：离子膜：代表发展方向，占地面积小，产品质量好，投资大，投资回收期长 隔膜：技术成熟，投资小，产品质量差

水银：产品质量好，水银易造成环境污染，逐步淘汰 12..比较三种纯碱生产工艺的优缺点 答：索尔维制碱法：工艺成熟，原料丰富，但原料利用率低，三废排放量大

侯氏制碱法：原料利用率高，三废排放量小，但是原盐要求高，氯化铵销路有问题 天然碱法：在碱矿品位高时成本低，但原料受限制 13..甲基叔丁基醚MTBE的催化蒸馏工艺特点是什么?

答：特点：①将反应和精馏结合起来，反应热用来分离产物，节能效果明显;②由于反 应产物很快离开反应区，有利于平衡向MTBE方向进行，异丁烯转化率高;③对设备无 腐蚀，对催化剂和原料要求高;④设备少，只需一个反应器，投资省。 14..简述烷基化反应及羰基化反应的定义，分别举例说明其典型应用

答：烷基化典型应用：烷基化汽油生产。羰基合成应用：甲醇羰基化制醋酸。 15..简述两种氯乙烯生产方法及特点

答：乙烯氧氯化：C2H4+2HCl--▶CH2ClCH2Cl--▶HCl+CH2=CHCl(O2，CuCl2，250-350℃) 成本低，(取决于原油价格)，环境友好，但投资大，流程长。 乙炔氯化氢加成：HC=CH+HCl--▶CH2=CHCl 成本高(取决于煤价和电价)，有污染，但投资小，工艺可靠。 16..乙烯氧氯化法生产氯乙烯由哪三大工艺组成，同时写出每步的主要反应 答：①乙烯液相加成氯化生产1,2-二氯乙烷，反应为：CH2=CH2+Cl2--▶ ②乙烯气相氧氯化生产1,2-二氯乙烷，反应：CH2=CH2+2HCl+0.5O2--▶ +H2O ③1,2-二氯乙烷热裂解制氯乙烯，反应见上。。 17..烃类热裂解过程为何采用水蒸气做稀释剂? 答：①易于裂解气分离②水蒸气热容量大，保护炉管防止过热③抑制裂解原料所含硫对 镍铬合金炉管的腐蚀④脱除结碳，抑制铁镍的催化生碳作用。 18..间歇法水煤气工作循环由哪几个阶段组成? 答：①吹风阶段②水蒸气吹净阶段③上吹制气阶段④下吹制气阶段⑤二次上吹制气阶段 ⑥空气吹净阶段19..简述煤液化技术现状及该技术对我国的重要意义

答： 煤液化技术分为间接液化和直接液化两种，间接液化是指先将煤气化制得合成气， 然后合成气在催化剂作用下再转化为液体。直接液化是煤在供氢溶剂中，在催化剂作用 下加氢，部分转化为液体。间接液化是成熟技术，南非已经生产近50年，直接液化尚 无工业化先例，我国第一套工业化装置正在建设中。 中国是一个多煤少气贫油的国家，目前中国式世界上第二大石油消耗国，第三大石 油进口国，煤炭在中国的能源结构中占三分之二，煤液化技术不仅对我国的国家安全和 经济建设具有非常重要的意义，对改善民生，保护环境也非常重要。 20..简述煤化工利用的主要途径及相关产品。

答：①焦化：焦炭，焦炉煤气，煤焦油。进一步可得上百种产品，如苯，酚，奈，蒽等。 ②煤气化：制氢，合成氨，甲醇，二甲醚，汽油等。 ③煤液化：汽油，柴油，蜡等。 21..煤和石油在组成，结构以及应用上有什么差别。

答：①煤的H/C原子比远低于石油，含氧量远高于石油;②煤的主体是高分子聚合物， 石油的主体是小分子化合物;③煤中矿物质较多;④石油采用蒸馏、萃取、催化裂化和 催化重整等简单的物化方法就可分离或改变结构，化工钟应用广泛;⑤煤须经焦化、气 化或液化等手段打破化学键，获得组分复杂的低相对分子量化合物，由于技术及成本原 因限制了它在化工中的应用，目前主要用来生产焦炭，制合成气、合成氨、甲醇等。 22..目前合成氨生产的主要原料是什么?其原理及工艺流程差别有哪些?

答：煤和天然气。主要差别在造气和脱硫，煤的主要成分是碳，造气反应主要包括煤燃烧，碳和水蒸气反应。天然气主要成分是甲烷，造气主要反应是甲烷蒸汽转化。由于煤含硫 量高，因此一般采用湿法脱硫，然后再干法脱硫;天然气含硫量低，一般直接采用干法脱硫 23..变换反应为何存在最适宜反应温度，何为最适宜反应温度?实际工业生产中

答：变换反应时可逆放热反应，温度对平衡转化率和反应速率都有影响。温度升高，反应速率增大，但平衡转化率降低。最适宜反应温度Tm是当气体组成一定时，反应速率最大时的温度。工业生产中变换过程是采用分段冷却方法使操作温度接近最适宜反应温度曲线 24.索尔维制碱法原理及优缺点。

答：原理：2NaCl+CaCO3=Na2CO3+CaCl2 但该反应无法进行，必须经过以下过程实现： CaCO3--▶CaO+CO2 ;盐+水--▶盐水 ;盐水+氨--▶氨盐水;氨盐水+CO2--▶NaHCO3+NH4Cl(aq);2NaHCO3--▶Na2CO3+CO2+H2O ;2NH4Cl(aq)+CaO--▶2NH3+CaCl2+H2O 原料丰富，技术成熟，但原料利用率低，废液排放量大。 25..简述尿素合成反应原理。

答：尿素合成反应为：CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O 该反应分两步进行：①液氨和CO2反应 生成中间产物甲铵：CO2+2NH3--▶NH2COONH4，反应为快速、强放热反应，平衡转化率 很高②甲铵脱水生成尿素：NH2COONH4--▶CO(NH2)2+H2O，该反应为慢速，温和吸热的 可逆反应，是控速步骤。 26..简述尿素生产主要步骤

答：①尿素的合成;②合成反应液的分解与分解气的冷凝回收;③尿素溶液的蒸浓;④ 尿素的结晶与造粒。