化学工程与工艺节能探究

化学工程与工艺节能探究

付开友

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摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，化学生产也称化工生产，属于化学工业范畴，近年来随着化工产业升级优化，促进了化工企业的高质量建设与高水准运营，在化学生产中普遍扩大了对此类技术要素的配置比例，旨在为其实践赋能，从根本上提升生产效率与产品质量。但是，受客观因素与主观因素共同影响，实际的技术应用中仍存在一些阻碍其应用的问题。因而，在新时期应加强对相关问题的探究。

关键词：化学工程;工艺节能

引言

化学工程具有高投入、高能耗、高污染等基本特征，在新时期化工企业升级转型过程中应加强化学工程节能，促进其向着高质量方向发展。文章以此为出发点概述了化学工程节能的重要性，分析了清洁生产技术、绿色环保产品、化学生物技术等绿色化工技术在化学工程节能中的应用，并根据当前化学工程节能发展趋势，提出了几点有利于促进绿色化工技术应用的建议。

1化学工程与工艺节能意义

我国化工产业的发展具有起步晚，发展速度快的基本特点。化工企业在早期应用化学工程与工艺过程中，主要采用粗放型经济增长方式，不仅导致了对自然资源的大量浪费，还通过排放的废水、废气、固体废弃物给生态环境造成了严重破坏与污染，间接威胁到了广大民众的生存安全与生命健康。新时期，我国在顶层设计层面根据生态文明思想构建了“生态文明共同体”，提出了碳达峰碳中和战略目标，为化工企业转向内涵式、集约型、高质量经济增长方式指明了道路。在这种宏观指引下，此类企业应持续推进化学工程与工艺节能，加快产业升级转型，从根本上解决资源浪费以及环境污染问题。另外，化学工程与工艺是化工生产的核心所在，化工企业在微观层面进行节能实践时，应积极推进技术更新，通过扩大技术要素配置比例降低能耗、节约成本及提高生产效率。

2化学工程与工艺节能技术管理

2.1结合安全评价技术，提升风险管理水平

化学生产中应用化学工程技术时的风险来自各个方面，化工企业应从两个方面同时发力，提升其风险管理水平。首先，应从“安环管理”中将风险管理单列出来，突出风险管理的重要性，然后在双重预防机制的基础上，根据实际的风险分级构建以“风险监测、风险预警、风险识别、风险分析、风险处理、结果反馈”为主要流程的风险管理体系。其次，双重预防机制中的风险分级控制时，客观的进行风险分级关系到后续的风险评价及隐患排查治理。在这种前提下，实践主体应按照当前“安环管理”中的基本思路引入安全评价技术，然后通过标准的安全评价为其提供科学依据。具体实施时，建议化工企业根据化学生产项目中的构成要素，依法选择适配的安全检查表法、故障分析法、危险指数评价法、预先危险性分析法等按部就班开展安全评价，进而在搞清楚有危险、有害因素的前提下客观的划分风险等级，进而制定与之匹配的“安环管理”举措及应急措施。另外，要通过定期的应急演练检验其风险管理手段的有效性并加以优化。

2.2工艺优化

化学工程节能中主要通过提升改造项目进行实践，核心集中在对部分工艺的优化方面。按照这个思路，化工企业可以针对实际化学工程生产中的工艺做出相应的优化。例如，由主要由反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统构成的催化裂解装置，主要用于分离催化剂和烟气（或油气），操作中容易发生催化剂跑损现象。从以往的维保经验看，旋风分离器翼断裂主要由工艺运行状况不良所致。工作人员根据这种现象与决定性影响因素，可以采用工艺优化方式从根本上解决该问题，并在提高其使用性能的基础上增强节能效果等。

2.3生物技术

生物技术包括微生物技术、基因技术、细胞技术等。生物技术能应用于绿色化工中，包括生物化工、仿生生化、化学仿生学等。生物技术应用于生物化工中，常用的是利用生物酶的催化作用。生物酶是一种性能稳定、高效并且易传递的酶，其催化作用不受混合物浓度影响，对反应条件也没有过高的要求。比如在生产丙烯酰胺时，可以使用生物酶来代替具有污染性的丙烯腈，不仅能减少原料用量，并且不会污染环境，是一种绿色环保方法。空气中SO2等含硫化合物超标不仅污染空气，还会造成二次污染，如光污染、酸雨等，处理这些化合物需要较多种类的催化剂，广泛应用在工业中的生物酶是新型化学催化剂，能有效提高脱硫效率。将生物技术应用到绿色化工中，能把部分再生能源转化成化工产品。例如在仿生生化与化学仿生学中，利用生物膜的可渗透特性与选择性，制备具有选择性、渗透性的人造半透膜，是一种绿色、高效、新型的膜化学技术，可应用于海水淡化与控制空气污染等领域。再如，蓝色生物技术，能利用海藻的光合作用进行油脂的转化，并精准繁殖海洋植物，从而改善海洋生态环境。

2.4新合成技术

具体采用绿色合成化学技术，在化工生产领域当中，对于特定物质的合成具有重要价值，但从传统化工合成工艺的生产现状进行研究与分析过后能够发现，其合成过程往往存在一定漏洞，合成工艺当中往往需要向环境排放大量废物，引发严重的环境污染问题。例如，在以往的农药生产过程当中，受到技术因素以及设计因素的制约，导致农药物质的毒理性往往较强，在自然环境当中的降解难度较大，对于环境形成了一定压力和影响。因此技术团队可针对RNA农药等农药形态与类别进行深入研究与分析，在保障其应用效能的前提下进一步减少对环境的影响和污染，使其能够更好地适应绿色化工技术发展要求。此外，以生物柴油为代表的各类生物能源进行研究突破传统柴油汽油等能源开发利用束缚。

2.5增强能耗控制

首先，应从新能源角度出发，对太阳能、风能以及热能等清洁能源做进一步的比较研究。然后，再根据化工企业建设场址所在地的年太阳辐射、附近变电站建设及拥有的地热资源等，选择合适的新能源。其次，建议化工企业突出动力能源控制的重要性，一方面增强对余能的回收利用，另一方面针对供热体系实施优化。例如，化学工程与工艺生产期间的热能使用必然会出现能源损耗与部分能量无法利用的现象。此时，化工企业应针对余压、余热的损耗方式（如散热或与工业废弃物被排放等），在技术赋能路径下配置相应的设施设备与工艺技术，实现对余压的控制和对余热的收集利用，围绕生产线上的热能运行过程构建可以进行“热能循环”的节能方案，再通过相关设备与技术实现其节能目的等。再如，供热体系的核心是温度，在实际供热期间由于化学工程与工艺设置的不合理可能出现“高热低用”的现象，进而造成一定的能量损耗，此时可以尝试“增大热能源流转换”和“冷能能源流转换”的方式加以解决。第三，化工企业应针对化学工程与工艺中的能源浪费进行专业分析，然后根据“小马拉大车”的实际情况，在各类动力设备中实施变频节能调速。具体而言，造成动力设备负荷率低的原因比较复杂，主要影响因素来自电机、控制阀、功率大小等，工作人员可以按照专题分析或故障排查的结果，在不同的设备中安装匹配的变频器并配套完成对控制阀的改造以及对控制形式的更新等，从根本上保障设备运行状况与实际需要的一致性。

结语

综上所述，化学工程技术种类较多，适用范围广泛，在新时期化学生产中具有十分突出的应用优势。虽然化工企业在化学生产中对此类技术的应用取得了一定的成绩，但是在市场竞争环境变化与产业升级优化的条件下，技术创新、风险管理、科研人才方面仍存在一些问题，阻碍了化工企业对此类技术的高水准应用。因而，建议化工企业尽可能遵循思路决定出路的新原则，一方面加强对此类技术应用效果的评估，另一方面采用“具体问题，具体分析”方法追溯导致相关问题产生的原因，进而制定一些适配性较高的对策辅助其全面提高全要素生产率。

参考文献

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