化工过程强化的发展现状

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化学工程领域的发展现状与未来趋势分析

化学工程领域的发展现状与未来趋势分析

化学工程领域的发展现状与未来趋势分析近年来,化学工程领域得到了迅速发展,为工业生产和社会发展做出了积极贡献。

本文将对化学工程领域的发展现状进行分析,并展望其未来的发展趋势。

一、发展现状随着技术的不断进步和需求的增长,化学工程领域持续不断地得到发展。

在目前的应用领域中,化学工程主要涉及石油化工、医药制造、冶金工业等。

石油化工方面,炼油技术的先进性和提炼技术的改进,大大提高了石油产品的质量和产量。

医药制造方面,化学工程技术对于新药研发、药品生产和质量控制起到了关键作用。

冶金工业方面,炼钢和炼铁过程的优化,使得钢铁产品的质量得到了大幅提升。

化学工程领域的发展离不开革新的技术和设备。

其中,反应器技术的先进性对于化学工程行业至关重要。

催化剂的研发和优化,可以提高反应效率,降低能耗和污染排放。

此外,化学分离技术也是化学工程领域的重要组成部分。

例如,膜分离技术和吸附技术在分离和纯化过程中得到了广泛应用,提高了工艺效率。

二、未来趋势随着工业化进程的加速,化学工程领域将继续迎来新的机遇。

同时,随着环境保护意识的增强,绿色化学工程将成为未来发展的重点。

一方面,新能源和可再生能源的快速发展将对化学工程的发展提出新的要求。

化学工程需要开发新的技术和工艺,以提高能源利用效率和降低对环境的影响。

例如,太阳能电池和燃料电池的开发与应用,需要化学工程师在材料选择、电子结构优化等方面进行创新。

另一方面,绿色化学工程将成为未来的主流趋势。

绿色化学工程通过更加环保和可持续的方法来生产化学品。

例如,绿色催化剂的研发可以有效减少有害废物的生成;生物工程和可降解材料的应用可以减少对环境的污染。

绿色化学工程不仅与环境保护高度契合,也与可持续发展目标密切相关。

此外,数字化和智能化也将深刻影响化学工程领域的发展。

随着物联网技术、云计算和大数据的应用,化学工程的过程监测和优化将变得更加高效和智能化。

通过收集和分析大量数据,化学工程师可以更好地掌握生产过程中的变化,并采取相应措施进行优化调整。

化工过程强化技术这门课

化工过程强化技术这门课

化工过程强化技术这门课化工过程强化技术是一门涉及化学工程领域的重要课程,它研究的是如何通过改进化工过程来提高生产效率、降低能源消耗以及减少环境污染。

本文将从化工过程强化技术的定义、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。

化工过程强化技术是指通过改变传统化工过程的操作条件或设计结构,以实现化工过程的高效化、节能化和可持续发展。

它涉及到多个学科领域,如化学工程、材料科学、流体力学等,通过对反应器、分离器、传热设备等关键单元的优化设计和改进,达到提高产品质量和产能的目的。

化工过程强化技术的应用领域非常广泛。

在石油化工行业,通过引入新的催化剂和反应器设计,可以提高石油加工过程中的转化率和选择性,减少副产物的生成。

在化学制药领域,通过改进固液分离和晶体生长过程,可以提高药物的纯度和产量。

在能源领域,化工过程强化技术可以提高能源转化效率,降低能源消耗和排放。

此外,化工过程强化技术还可以应用于环境保护、新能源开发等领域,对于解决当前社会面临的能源和环境问题具有重要意义。

化工过程强化技术的发展趋势主要有以下几个方面。

首先是研发新型催化剂和吸附材料,以提高反应速率和选择性。

其次是优化反应器结构和操作条件,以提高反应效率和控制产品质量。

第三是改进传热设备和分离器,以降低能耗和提高产品纯度。

第四是引入新的反应工艺和装置,以实现多相反应的高效进行。

第五是加强过程模拟和优化,以降低试验成本和提高开发效率。

最后是推动化工过程强化技术与信息技术、人工智能等领域的融合,以实现化工过程的智能化和自动化。

在化工过程强化技术的研究中,还存在一些挑战和难题需要解决。

首先是如何在实际生产中将强化技术有效应用,需要考虑到成本、安全和可操作性等方面的因素。

其次是如何充分发挥不同学科的综合优势,推动化工过程强化技术的跨学科研究与合作。

此外,还需要加强对新材料、新工艺和新装置的研发,以满足不断提高的生产要求和环保标准。

化工过程强化技术是一门重要的课程,它在化学工程领域有着广泛的应用和发展前景。

我国化工过程强化技术理论与应用研究进展

我国化工过程强化技术理论与应用研究进展

我国化工过程强化技术理论与应用研究进展摘要:化工过程强化技术是现阶段国内节能减排工作开展的核心方式。

立足于此,本文全面阐述了化工过程强化技术以及其开展的实际途径,进而为我国工业运作领域的科学化发展提供可参考的运作建议。

关键词:化工过程强化技术;技术理论;运用探究在我国最新的五年规划中,进一步创建了更为明晰的节能降耗工作开展目标,这也让化工领域的低碳环保工作得以更为全面地推进。

怎样在化工日常生产过程中有效地削减能源损耗,也是如今领域内专业工作人员深入探究的关键目标,为了更好实现此项目标,不仅需要从化学反应环节展开全面探究,进而找寻出最为匹配的运作流程,并且也可以从反应器以及相关设施着手,运用全新的技术与设施,更好实现化工运作过程中的深化。

这当中,化工进程的深化是全面实现化工生产运作过程中节能降耗的核心方式。

1超重力强化技术1.1技术整体化概述超重力具体所指的是比地球重力速率还需要强非常多的环境下,相关物质所承受的负荷。

在基础环境下,可以运用转动进行离心力产生的模式更好的实现超重力,这当中开展转动的设施主要主动填充床等。

整体而言,超重力技术如今已经被全面视作为深化传输与多相反应过程当中一项重要性技术。

1.2技术的理论探究自进入新世纪以来,更多的专业领域学者全面投入到了超重力技术的探究与研发过程中,通过全面的解析探知,此些学者几乎都是依据超重力运作环境的“三传一反”规律作为核心,进而开展更为深入的超重力技术理论探究。

郑冲立足于以往探究成果上创建填料空间内运作液滴以及夜线的运作方程;同时,陈建峰组织创建专项的课题小组,并且带来课题小组中的成员对旋转填充床当中的分子系统化性能展开深入化的探究。

并且充分借助偶氮化反应体系全面解析超重力运作环境下的分子整合运作规律,并且依据与相关的反应模型来充分展现出旋转填充床中的分子混合状况。

1.2技术的运用与其他国家在此领域的探究相对比,国内有关于超重力技术的探究与运用也更为成熟化。

国内化工过程装备技术的现状与展望

国内化工过程装备技术的现状与展望

个方面。

目前我国对于大部分的反应设备都已经完全掌握。

以石油化工生产为例,在一些关键装置的反应设备方面,像是几百万吨级的氢气液固三相固定床反应器、大型炼油催化裂化气固流化床反应设备;几十万吨级的聚丙烯气液环管反应器、丙烯腈气固流化床反应器、丙烯酸反应器等,都已经完全掌握设计制造技术。

但是在一些设备上还是依赖进口,像是超大型气流床煤气化炉成套设备。

这主要是因为反应器的提高是一个非线性问题,需要经过漫长的论证与研发,而且耗资巨大,无法一蹴而就,必须通过技术的逐步积累才可以达成。

塔设备在化工工业生产中的应用十分广泛。

我国在塔设备的设计、研发、制造能力也已经达到了国际先进水平。

其中的典型代表并流喷射式复合塔盘、微分浮阀塔盘、高效率高弹性的立体传质塔盘、高通量DJ 塔盘等。

这些塔设备代表了我国的最高水平,也是我国在国际市场保持竞争力的重要保障。

这有赖于我国在相关研发上面的投入。

除了塔设备之外,换热设备也是被广泛应用于化工工业生产的过程设备。

总的来说,大部分的换热设备我国都能够自主设计与制造,而且还有所创新,特别是在强化传热方面,开发出了许多高性能的传热管元件,诸如多孔表面管、横纹管、螺旋槽管、非圆形管等,大大的提高了传热系数。

但是在一些特殊高性能品种换热设备上面,还是有赖于进口。

像是在传热面积方面,国内换热设备与国际先进水平还是有些差距。

工业炉的生产制造方面,以石油化工业中常用的管式炉为例,除特殊的乙烯裂解炉和制氢转化炉等复杂高性能品种外,其他的管式炉国内都已经能够成熟的设计与制造,而且还做出了进一步的优化,开发了全炉管内外的流动、反应与燃烧、传热的耦合数值模拟技术。

但是少部分产品的制造生产仍然很薄弱,需要进一步提高。

2 国内化工过程装备技术发展意义国内化工过程装备技术的发展具有两方面的意义,一是能够促进化工工业技术的进步;二是能够解决目前化工工业的发展问题。

下面将从这两个方面来具体分析国内化工过程装备技术发展对我国化工工业的正面作用。

国内外精细化工发展现状趋势

国内外精细化工发展现状趋势

国内外精细化工发展现状趋势国内外精细化工是指在化学工业中,通过对原材料的精炼、分离、纯化和化学合成等工艺过程的精确控制,生产出高纯度、高品质的化学品的一类行业。

随着科技的不断进步和人们对高品质物质的需求不断增加,精细化工在国内外的发展得到了广泛关注。

国内精细化工的发展现状和趋势,可以从以下几个方面来进行分析。

首先,国内精细化工的发展速度较快。

随着国内经济的不断发展,对高品质化学品的需求不断增加,精细化工产业得到了迅速发展。

尤其是在医药、电子、农药等行业,对高纯度化学品的需求量增长迅猛。

根据数据统计,我国精细化工的年平均增长率达到了15%以上。

其次,国内精细化工产业技术水平不断提高。

国内企业不断加大科技创新力度,提高自主创新能力,在新产品开发、工艺改进、设备研制等方面取得了显著成果。

比如,在新型分离技术、纯化技术、合成反应技术等方面取得了重要突破,提高了产品的产率和质量。

再次,国内精细化工注重环保和可持续发展。

随着环保意识的不断增强,国内精细化工企业逐渐转变发展模式,加大环境保护投入,改善生产工艺,减少污染物排放。

同时,大力发展循环经济,通过资源的综合利用和废弃物的再利用,实现可持续发展。

最后,国内精细化工产业正在加速国际化发展。

越来越多的国内精细化工企业开始寻找国际市场,积极参与国际竞争。

在一带一路倡议的推动下,国内精细化工企业不断拓展海外市场,提高自身的国际竞争力。

同时,引进国外先进技术和管理经验,提高自身的技术水平和管理水平。

在国外,精细化工的发展现状和趋势也十分值得关注。

首先,发达国家的精细化工产业已非常成熟,处于一个相对饱和的状态。

这些国家在精细化工技术和产品质量方面具有显著的优势,成为全球领先的精细化工生产和出口大国。

同时,这些国家不断加大科研投入,推动新技术、新工艺和新材料的研发和应用。

其次,新兴经济体的精细化工产业正在迅速崛起。

特别是在亚洲地区,中国、印度、韩国等国家的精细化工产业取得了快速发展。

化工工艺技术的发展现状与未来趋势分析

化工工艺技术的发展现状与未来趋势分析

化工工艺技术的发展现状与未来趋势分析近年来,化工工艺技术在全球范围内得到了蓬勃发展,成为推动工业进步和经济增长的重要力量。

本文将从不同角度分析化工工艺技术的现状和未来趋势。

一、技术创新的驱动因素化工工艺技术的发展离不开技术创新的推动。

一方面,随着科学技术的不断进步,新材料、新工艺、新设备不断涌现,为化工工艺技术的创新提供了有力支撑。

另一方面,环境保护意识的增强,推动了绿色化工工艺技术的发展。

这些因素共同促进了化工工艺技术的不断改进和突破。

二、发展现状当前,化工工艺技术已经取得了诸多成果。

首先,传统的化工工艺已经逐渐向智能化、信息化的方向发展。

通过引入先进的自动化设备和数据管理系统,提高了生产效率和安全性。

其次,传统的化学合成方法正在向绿色、可持续的方向转变。

例如,使用催化剂代替传统的高温高压反应条件,降低了能耗和废物排放。

此外,利用生物技术和纳米技术,开发出了新型的生物质转化和纳米材料合成方法,实现了资源的高效利用和产品质量的提升。

三、未来趋势面对日益严峻的环境挑战和经济压力,化工工艺技术的未来发展趋势愈发明确。

首先,绿色化工工艺将成为发展的重点。

减少废物排放、节约能源、保护环境将成为化工企业不可逾越的底线。

其次,智能化、自动化技术将得到更广泛的应用。

人工智能、大数据等先进技术的应用,将使化工工艺更加精确、高效。

此外,资源的综合利用和循环经济将成为关键词。

通过废物资源化利用和循环经济模式的建立,可以实现资源的最大化利用和减少原材料的消耗。

四、挑战与展望在化工工艺技术的发展过程中,也面临着一些挑战。

首先,技术创新需要持续投入和人才支持。

化工工艺技术的创新需要具备强大的研发实力和高水平的人才支持,这需要企业和政府共同加强投入和培养。

其次,合规和安全问题也是发展过程中需要关注的重点。

化工企业需要严格遵循相关法律法规,加强工艺安全和环境保护措施,做好应急预案,防范事故的发生。

未来,化工工艺技术将面临更高的要求和更大的压力,但也将迎来更广阔的发展空间和更多的机遇。

我国精细化工的发展现状及趋势概述

我国精细化工的发展现状及趋势概述

我国精细化工的发展现状及趋势概述
一、精细化工的发展现状
1、精细化工产业发展较快。

精细化工是指利用化学反应制备各类新
型产品和材料的化学工业,它是一种技术含量非常高,应用范围广的化学
行业。

随着信息科技的发展和制造业的转型升级,精细化工产业发展迅速,其中在新材料、能源、环保领域有着越来越重要的地位。

2、我国精细化工产品质量和市场份额不断提高。

由于精细化工产品
的生产成本比较低,因此市场份额不断提高。

同时,我国精细化工产品的
质量也在不断改善,在国外市场也有良好口碑。

3、精细化工技术的应用越来越广泛。

随着科技的进步,精细化工技
术的应用更加普及。

越来越多的企业采用精细化工技术,在柔性电子、照明、医疗领域都有着广泛的应用。

二、精细化工的发展趋势
1、新型精细化工材料的开发技术将不断更新。

随着科学技术的发展,越来越多的新型精细化工材料出现在市场上,他们有着更高的性能和更低
的成本,使其成为市场竞争的主力,企业也要以这些新材料为发展方向,
进行技术的更新升级。

2、智能化加工技术在精细化工行业得到广泛应用。

化工流程模拟与优化的现状及未来趋势

化工流程模拟与优化的现状及未来趋势

化工流程模拟与优化的现状及未来趋势化工流程模拟技术是一种通过计算机对化学反应进行数值模拟和仿真的技术手段。

通过应用这种技术,可以了解反应过程中物质转化、能量转移、传质反应等基本规律,并对化工反应过程进行深入研究与探究,为生产实践提供了有效的技术支持。

同时,化工流程模拟技术在工业生产、新产品研发等方面具有广泛的应用前景。

化工流程模拟技术的现状随着计算机技术和数值模拟方法的不断进步,化工流程模拟技术已经越来越成熟和完善。

目前,化工流程模拟技术主要采用数值计算方法和模型建立方法,其中数值计算方法主要包括有限元法(FEM)、有限差分法(FDM)、有限体积法(FVM)等,模型建立方法主要包括动力学模型、连续介质模型、离散元模型等。

同时,对于一些特殊的化工反应情况,如稀疏的非牛顿流体、强化传热传质、非稳态过程等,研究人员也逐渐提出了新的数值计算方法和模型建立方法,如多尺度方法、分形方法、人工神经网络方法、计算流体动力学方法等。

化工流程模拟技术的应用范围也越来越广泛,不仅包括传统的单一化工反应场景,还能够应用于材料科学、生物医药、环境保护和能源等领域的研究和应用。

一些大型的化工企业也开始使用化工流程模拟技术,对工艺流程进行优化和改进,以提高生产效率和降低生产成本。

化工流程模拟技术的未来趋势随着人们对于工业化生产质量和安全性要求的不断提高,化工流程模拟技术正迎来一次重要的发展机遇。

可以预见的是,在未来的几年内,化工流程模拟技术将从以下方面得到进一步的提升和完善:1. 多物理场及多尺度耦合方法的研发及应用:由于化工流程中存在多个物理场,例如传热场、传质场、化学反应场、流体力学场等,这些物理场之间相互耦合,如何将它们整合在一起进行建模和优化是未来化工流程模拟研究的重点。

2. 高性能计算平台和云计算的应用:高性能计算平台和云计算技术在近年来得到了快速发展。

利用这些计算平台,化工流程模拟技术可以更加精确和高效地模拟化学反应过程,为工业生产提供更为优质的技术支持。

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化工过程强化的发展现状目录1.前言 (2)2. 发展 (2)2.1 起源和历史 (2)2.2 以硬件为主的化工过程强化 (3)2.3 强调硬件和软件结合的化工过程强化 (3)2.4 耦合技术迅速发展 (3)2.5 信息技术对化工过程强化发挥越来越大的作用 (3)2.6 从实现可持续发展的高度来推动化工过程强化 (4)3. 化工过程强化的作用 (4)4. 化工过程强化手段分析 (4)4.1 化工过程强化设备 (4)4.1.1 多功能反应器 (4)4.1.2 微反应器 (5)4.1.3 旋转盘反应器和超重力反应器 (5)4.1.4 新型催化反应器 (6)4.1.5 超声波反应器 (6)4.2 化工过程强化技术 (7)4.2.1 膜技术 (7)4.2.2 脉动燃烧干燥技术 (7)4.2.3 超临界流体技术 (7)4.2.4 离子液体 (7)4.2.5 微化工技术 (8)4.3 其它方法 (8)5. 化工过程强化应用实例 (9)5.1 超重力法合成纳米颗粒 (9)5.2 悬浮床催化蒸馏的应用(SCD新工艺合成异丙苯) (10)6. 问题与挑战 (11)参考文献 (12)1.前言我们的生活与化学工业息息相关,医药、塑料、橡胶、汽油等都是化学工业制造的,这些工业是高利润的产业,是国民经济的支柱,但在这些产品的化工生产过程中所存在的高能耗、高污染等问题一直以来都是实现可持续发展首要解决的问题[1]。

强化化工过程使之达到高效、节能和无污染,是解决过程工业带来的“发展-污染”的矛盾和实现可持续发展的有效手段。

化工过程强化就是通过技术创新,改进工艺流程,在实现既定生产目标的前提下,通过大幅度减小生产设备的尺寸、减少装置的数目等方法来使工厂布局更加紧凑合理,单位能耗更低,废料、副产品更少。

广义上说,过程强化包括新装置和新工艺方法的发展:一是生产设备的强化,包括新型反应器、新型热交换器、高效填料、新型塔板等;二是生产过程的强化,如反应和分离的耦合(如反应精馏、膜反应、反应萃取等)、组合分离过程(如膜吸收、膜精馏、膜萃取、吸收精馏等)、外场作用(离心场、超声、太阳能等)以及其他新技术(如超临界流体、动态反应操作系统等)的应用等[2]。

所以过程强化是国内外化工界长期奋斗的目标,也是化学科学和工程研究的主要成果之一。

化工过程强化是国内外化工界长期奋斗的目标,近年来更加引起了人们的重视。

在美国等许多发达国家,化工过程强化被列为当前化学工程优先发展的三大领域之一。

英国将重点放在基础研究上,法国则重视理论模型的建立,德过侧重实验技术和工程研究等,日本在生物工程和新材料的研究方面投入了很大的力量,加拿大和澳大利亚则以资源利用为研究重点等。

我国化学工程研究和应用也取得了重大的进展。

例如石油工业的崛起大大推动了催化剂、反应工程和精馏技术的发展,核燃料后处理和湿法冶金的发展推动了溶剂萃取技术水平的提高等[1~2]。

目前,化工过程强化技术已被列为“十一五”首批启动的国家“863”计划的中的项目之一,以实现节能减排。

2. 发展随着现代过程工业的发展,产品不断更新,环保要求日益提高,建设生态经济和实现可持续发展的要求更为迫切。

因此,人们力图灵活应用化学工程的原理和方法,致力于过程强化,即通过技术创新,改进工艺流程,提高设备效率,使工厂布局更紧凑,单位能耗更低,三废更少。

应该说,过程强化是国内外化工界长期奋斗的目标,也是化学科学和工程研究的主要成果之一,化工过程强化被列为当前化学工程优先发展的领域之一。

可以说,当前人们对化工过程强化认识达到了前所未有的高度。

从最初对化工过程的认识到现在多种多样的化工过程强化技术的产生,化工过程强化经历了许多转变和发展。

2.1 起源和历史过程强化的历史最早可追溯到上世纪70年代末。

当时,英国化学工业公司首先将此概念用于生产过程,以减少投资。

上世纪90年代中期,国际上出现的以节能、降耗、环保、集约化为目标的化工过程强化技术,是当前化学工程优先发展的三大领域之一。

2005年7月,在英国召开的第七届世界化学工程学术会议上,过程强化是最热门的研究方向之一。

自此,人们对化工过程强化的认识达到前所未有的高度,期望通过过程强化使化学工业的面貌在21世纪发生巨大变化[3]。

2.2 以硬件为主的化工过程强化早年的化工过程强化往往以硬件为主。

以精馏、吸收和萃取等化工塔器的内件为例,近二十年来,高效塔板、规整填料和散装填料发明层出不穷,塔内件优化匹配的概念引起了人们的重视。

在利用新型塔内件改造原油常减压、乙烯和合成氨等生产装置方面,国内外都已取得了明显的进展,提高了效率,降低了能耗,经济效益显著。

然而,化工塔内件性能的改进幅度并不很大。

[4]2.3 强调硬件和软件结合的化工过程强化近年来,化工过程的强化更加强调硬件和软件的结合,更加强调科技创新,以追求更高目标。

越来越多的研究人员认为,化工过程强化的目标不能只停留在使已有设备挤出百分之几的效率,不能满足于渐进式的变革,而应致力于在设备体积、产业化周期、能耗、物耗和环保等方面使工厂的效率取得突破性的进展。

人们期望通过化工过程强化使化学工业的面貌在21世纪取得巨大的变化。

[2]这是极大的挑战,也推动了过程强化取得了一些重大进展,如超重力分离器、高速转盘反应器、整体催化剂、撞击流反应器的成功研发。

2.4 耦合技术迅速发展近年来化工过程强化的另一发展趋势是化学科学和工程研究大大促进了诸如催化精馏、膜精馏、吸附精馏、反应萃取、络合吸附、反胶团、膜萃取、发酵萃取、络合吸附、化学吸收和电泳萃取等新型耦合分离技术得到了长足的发展,并成功地应用于生产。

这些新型耦合技术综合了多种技术的优点,具有独特的优势[4]。

耦合分离技术还可以解决许多传统的分离技术难以完成的任务,因而在生物工程、制药和新材料等高新技术领域有着广阔的应用前景。

由于耦合技术往往比较复杂,设计放大比较困难,因此也推动了化工数学模型和设计方法的研究。

2.5 信息技术对化工过程强化发挥越来越大的作用信息技术对化工过程的强化也起着极其重要的作用。

以化工分离过程为例,分子模拟提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。

分子设计加速了高效分离剂的研究和开发。

CAD(计算机辅助设计)和AI(人工智能)的应用推动了分离过程和设备的优化设计和优化控制。

非平衡级模型的应用避免引人级效率、等板高度等难以确定的参数,特别适用于多元物系的复杂分离过程。

功能齐全的CFD(计算流体力学)软件可以对分离设备内的流场进行精确的计算和描述,加深了人们对相际传递过程机理的认识并为设备强化提供了重要信息。

先进测试技术如LDV(激光多普勒测速仪)和DPIV(数字激光成像测速仪)等的应用不仅可以验证CFD计算的结果,而且使研究从宏观、平均向微观、瞬时发展,为化工过程强化的多尺度研究创造了条件。

此外基于互联网的过程模拟系统也正在迅速发展,具有深远的意义[4]。

2.6 从实现可持续发展的高度来推动化工过程强化传统的过程工业需要许多庞大的原料、中间产品和成品储罐。

这不仅增加投资,而且发生事故时,可能造成灾难性后果。

在。

近年来,化工发展的一个明显趋势是安全、清洁、高效的生产,其最终目标是将原材料全部转化为符合要求的最终产品,实现生产过程的零排放.减少对环境的污染。

应该指出,强化化工过程使之达到高效、节能和无污染,是解决过程工业带来的“发展一污染”的矛盾和实现可持续发展的有效手段。

3. 化工过程强化的作用从化工过程强化的概念上我们可以知道,化工过程强化就是通过技术创新,改进工艺流程,在实现既定生产目标的前提下,通过大幅度减小生产设备的尺寸、减少装置的数目等方法来使工厂布局更加紧凑合理,单位能耗更低,废料、副产品更少。

[6]如果说绿色化学侧重从化学反应本身来消除环境污染、充分利用资源、减少能源消耗;化工过程强化则强涮在生产能力不变的情况下,在生产和加工过程中运用新技术和设备,极大地减小设备体积或者极大地提高没备的生产能力,显著地提升能量效率,大量地减少废物排放。

化工过程强化的主要特点是设备小型化和过程集成化,这正是绿色化学“化的要求。

在1995年第一次化工过程强化国际会议上Ramshaw C.首先提出:工过程强化是指在生产能力不变的情况下,能显著减小化工厂体积的措施。

”他认为体积减小100倍以上才能称为过程强化。

Stankiewica A.I.和Molin J.A.则认为,设备的体积减小两倍以上、每吨产品能耗的显著降低、废物或副产物的大量减小都可以被认定为过程强化。

化工过程强化是指在生产和加工过程中应用新技术和新设备,极大地减小设备体积,或者极大地增加设备生产能力,显著提高能量效率,大量地减少废物排放。

化工过程强化就是能显著减小体积,高效、清洁、可持续发展的技术。

[5]4. 化工过程强化手段分析4.1 化工过程强化设备4.1.1 多功能反应器多功能反应器将反应与多个化工过程集合在一起,这样不仅节省了投资,还有效地利用了资源,增加了反应速度。

比如反应蒸馏将反应和蒸馏集成在一个蒸馏塔内完成,将反应热用于蒸馏,降低了能量消耗,减少了操作费用[7];酶膜反应器将催化反应、产物分级、分离与浓缩集于一体,充分发挥了酶的高效催化性和膜的分离优势[8];还有奖化学反应与色谱分离耦合构成的色谱反应器。

总之,多功能反应器很好地将各种化工过程集于一体,充分发挥了各个化工过程的优点,避免了单个化工过程的缺点,开发更多地新型多功能反应器,更好地强化化工过程将是多功能反应器的发展方向之一。

4.1.2 微反应器微型反应器是指体积特别小的反应器,但它又决不是简单的由小型到微型尺度的变化,其最基本的特征是反应单元的微结构化。

它一般具有夹心面包式的结构,由带有10~100μm微通道的几块薄片组成。

它能够将混合、换热、催化反应和分离集成在一个反应器中。

据报道,德国的“The Institut fiir Mikrotechnik Mainz”开发了一种降膜微型反应器用于甲苯氟化反应,液体以25μm左右的薄膜流过微通道,反应器的比表面积高达20,000m2/m3,比传统接触设备高一个数量级。

在该反应器中,可以获得收率为20%的单氟甲苯,是鼓泡塔反应器中的4倍,且副产物少[7]。

在微反应器技术的发展过程中,工业界的贡献起到了十分重要的作用,致力于技术革新的公司,如杜邦和BASF等从一开始就积极推动和促进微反应器技术的发展,Merck公司已经利用微反应技术实现了一个过程的工业化,其他还有Schering、Degussa—Hnls咝及Bayer等公司[9]。

近年来,微反应器技术和科学体积的微型化,将带来设备和基建投资及土地资源的巨大节省。

由于能充分利用能量、生产效率高.“能耗将显著降低。

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