化學工程與化學工藝的區別精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇化學工程與化學工藝的區別，期待它們能激發您的靈感。

篇1

【關鍵詞】化學工藝學 教學改革 石油化工

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）16－0001－02

廣東石油化工學院坐落于中國南方最大的石油生產基地——廣東省茂名市，為華南地區唯一一所石油化工特色院校。學校的化學工程與工藝專業是國家級特色專業建設點，畢業生遍布全國各地的石油化工行業，就業具有很強的針對性，深受用人單位歡迎。廣東石油化工學院化學工程與工藝專業人才培養的目標是為社會輸送具備化學工程與工藝基本理論、基本知識和基本技能，具有較強工程實踐能力、良好的創新意識和較高綜合工程素質的人才。畢業生能在石油煉制、石油化工、能源、環保、材料等部門從事工程設計、技術開發、生產管理等方面的工作。化學工藝學作為該專業一門重要的專業課，是基礎化學、化工熱力學、化學反應工程、化工原理等課程的綜合應用。通過該課程的學習，要求學生掌握化工生產的基本原理、主要化工產品的生產方法、工藝流程等。在化學工藝學課程教學中，應注重強化學生的工程意識和基礎知識的實際應用能力。

一 結合石油化工特色，創建課程群

從人才培養的角度看，石油化工高校培養的畢業生應具有較強的工程實踐能力、良好的創新意識和較高的綜合工程素質，以適應石油煉制或石油化工等相關行業的人才需求。畢業生不但要懂得某一專業的基礎理論，還要具有某一崗位所需要的生產操作和組織能力，并能在現場進行技術操作和改進，解決生產實際問題。因此，廣東石油化工學院石油化工專業所培養的人才具有基層性、實用性和技術性，這是本專業區別于其他普通高校教育的一大特色。根據本專業的特點和學生的基礎及接受能力，以培養學生的綜合實踐操作能力和創新能力為主線，可將石油煉制工程、石油化工產品分析技術、石油產品應用技術與開發、石油儲運基礎等課程創建一個課程群，圍繞本專業人才培養目標，對各課程的主要內容進行精選優化，調整化學工藝學的教學內容。可從這些主干課程中選擇一些典型的石化產品，作為化學工藝學的教學案例，分析這些石化產品的生產方法、工藝流程、工藝參數、條件影響等。這種處理方式對課程群里面其他的課程教學可起到輔助和鞏固的作用。

二 優化和更新化學工藝學的教學內容

根據教學大綱對教學內容進行處理，把各章節內容按照了解、掌握、應用、設計等不同要求作詳細的定位。例如，對于工業生產中已經不采用的生產方法，只要求學生了解某種工業過程可能有多種生產方法即可；對需掌握的內容，可以要求學生對各種生產方法進行比較，分析其適用范圍、效果、操作條件、能耗等，從技術經濟的角度選擇生產方法。學生不僅要掌握教材介紹的幾種基本化工產品的生產，而且其生產--方法要會應用，能夠舉一反三，要能設計出一些簡單的生產工藝。例如，在講授合成氨時，可以先引入哈伯法合成氨工藝的歷史及哈伯本人的一些簡介，既可以提起學生對合成氨工藝的學習興趣，又可以了解一些名人的事跡。當學生有了興趣之后，可以從不同的原料角度，引入不同的生產工藝，如以煤為原料，以天然氣為原料，以重油為原料的合成氨工藝，其各自的工段均有所不同，可以在講授完后讓學生總結各不同原料合成氨工藝的異同，這樣學生學完之后印象深刻，可以吃透這部分內容。

另外，在組織化學工藝學教學內容時，應著重突出石油化工特色。在第一次化學工藝學講授過程中，讓大家認識到本門課程的針對性、重要性及實用性。在第一章“緒論”部分組織講授材料的時候，可以結合茂名煉油產業鏈，圍繞幾個關鍵詞如石油化工、石油煉制、乙烯工業、茂名乙烯、石化工業區等展開內容學習。例如，乙烯工業是指以石油餾分為原料裂解生產乙烯為主，同時生產丙烯、丁烯、芳烴等產品的生產過程。乙烯是石油化工的基本有機原料，目前約有75%的石油化工產品由乙烯生產。乙烯主要用來生產聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多種重要的有機化工產品，乙烯產量已成為衡量一個國家石油化工工業發展水平的標志。再如，對乙烯產品結構的介紹（塑料類、合成橡膠類、液體化工類）；對長三角、珠三角、環渤海灣大型煉化一體化企業集群及沿長江產業帶分布的介紹等，這些內容可以讓學生清晰地認識未來的就業方向、就業區域和就業前景。在這種情況下，學生會充分認識到化學工藝學這門課程的針對性和重要性，在后面的時間里自然會重視這門課程的學習，因為這些內容的學習與他們未來的就業息息相關。

圍繞本專業人才培養目標，針對畢業生的就業特點，廣東石油化工學院的化學工藝學這門課應該調整教學內容，注重重點內容的凝練。其重點內容應圍繞乙烯工業展開。

如以茂名石化乙烯為例，學習乙烯生產原理、工藝技術、產品應用等基本知識；以茂名石化工業區為例，學習乙烯下游產業鏈、產品應用等基本知識。

乙烯生產原理主要包括乙烯生產過程中的化學反應規律、反應機理、熱力學及動力學分析，乙烯生產的工藝參數和操作指標（如原料性質及評價、裂解溫度、烴分壓、停留時間、裂解深度等）及乙烯生產的工藝過程等。

三 適當引入雙語教學

篇2

關鍵詞：化學工程；節能；綠色化學；工程工藝

中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A

前言：進入21世紀以來，環境問題越來越嚴重，而且，隨著人口的繼續增加，能源的持續減少，不可再生資源已經臨近枯竭，生活垃圾核工業污染物也在無情的破壞著生態環境，人與自然的矛盾就這樣不斷被激化。在化學生產過程中，通過不再使用有毒、有害的物質，不再產生以及處理廢物，生產無污染無傷害的目的正是綠色化學的設想。這雖然只是設想，但通過改進化學技術和方法，是可以達到減少有危害的化學產物的，綠色化學工程與工藝正是為了保證人類健康、生態環境，為促進化學工業節能目標而實施的。

一、綠色化學工業的概念

總結我們前面所闡述的，我們可以把其定義為無污染化學，所以在進行綠色化學工藝的過程中所產生的某種手段就是綠色化學工業技術，利用其原理從根源對普通化學反應產生的破壞進行整治。就綠色化學的特點來說，有以下兩點，第一，綠色化學的本質就在于適中保持人與自然的和諧相處，近幾年的快速發展而導致的環境破壞也就加速了綠色化學的快速發展；第二呢，綠色化學形成的結果是對環境友好的，綠色化學可以漸漸對付各種環境中產生的不利人類和自然發展

的因素。

但是究其根基，綠色化學是對環境的保護以及防范；而我們所說的環境化學就是對預防之后而無法達到效果的環境進行進一步的革新和處理，所以綠色化學和環境化學在起點和終點都是不一樣的。那么在其反應過程中，對于有害物質進行擯棄，就可以制止不利產物的生成，但是在當前發展來看，這種想法只停留在表層，但是我們相信，通過科學家們的不斷努力，這種想法終究會實現的。

二、傳統化學與綠色化學的根本區別

化學可以理解為是研究從反應物向其生成物轉化的的科學。傳統化學在一定程度上是以資源過渡消耗和環境嚴重污染為代價的先污染后治理的化學工藝，其導致的危害是資源不可再生和環境污染，嚴重地威脅著人類生存和可持續發展，如目前全世界每年產生的廢物達3-4 億噸；而綠色化學（也稱為環境友好化學）是從源頭上防止環境污染的新興科學。雖然傳統的化學與綠色化學都為人類生活做出了巨大貢獻，但綠色化學的根本思想是運用高選擇性和原子經濟性的反應，使用無毒無害的助劑、原料，生成環境友好的產品，而且經濟合理，從而在節約資源的同時變廢為寶。

綠色化學是對傳統化學思維模式的革新和發展，也就是說，綠色化學可簡單地描述為在化工生產反應過程中，改變了傳統化學的“先污染后治理”，是“從源頭上消除污染”，盡量不使用有毒有害物質，并減少或不生產廢棄物和有毒有害物質。近年來的綠色化學發展，充分體現了綠色化學與可持續發展之間的密切關系，

因此，綠色化學也被稱為“綠色與可持續化學”。

三、綠色化學應遵循的基本原則

1、污染預防優于末端治理污染；

2、盡可能的不用分離溶劑、試劑等輔助物質，若是不得已使用時，也應該是無毒、無害的；

3、在采用生產方法中盡量不使用和不產生對人類健康和對環境有毒有害的物質；

4、合成方法應具原子經濟性（atom economy），原料分子中的原子更多或全部地進入最終的產品是原子經濟性的核心目標。綠色化學的原子經濟性有兩個顯著有點：一是最大程度地利用了原材料，二是最大程度地減少排放廢棄物；

5、使用高選擇性的催化劑優于化學計量試劑；

6、生產過程能耗應最低且在溫和的壓力和溫度下進行；

7、設計具有高使用效益、低環境毒性的化學品；

8、在技術可行和經濟合理的前提下，盡可能地使用可再生原料；

9、盡量減少或避免非必要的衍生反應步驟（如使用物理化學過程、屏蔽基團、保護復原的臨時性變更等）；

10、選擇參與化學過程的物質，盡量避免發生意外事故的風險；

11、化學產品在使用完后應能降解成可以進入自然生態循環無害的物質；

12、發展適時分析技術以監控有害物質的形成。

四、綠色化學工程與工藝的開發

傳統的化學工程與工藝對有害污染物的處理很被動，有滯后性，并且達不到根除污染物的效果，不但治理成本高，而且治標不治本。比如利用煙氣除塵、脫硫，雖然凈化了氣體，卻把污染物轉化成了廢渣廢水，不但沒有解決問題，反應復雜了處理方式。綠色化學工程與工藝，以零排放、清潔生產為原則，從化學反應著手，對污染進行有效的防止和控制。

1、采用綠色化學原料

化學生產原料是決定化學生產流程和工藝的主要因素，傳統化學工程采用的綠色原料大多為不可再生能源，選取這種化學材料，不僅增大了我國不可再生能源的消耗量，同時也增加了化學生產污染物質的排放量，所以采用綠色化學原料是綠色化學工程重點研發項目，選用可再生、無污染的化學原料，如自然物質、綠色化學物質等。苞米桿、蘆葦、纖維植物等農副產品廢棄物，這些物質是典型的綠色化學原料，將其投入到化工生產中，可以轉化成醇、酮、酸類的化學品，在轉化過程中，這些化學原料只會產生氫氣，不會產生任何有毒、有害物質。

2、采用高效高選擇性的反應原料

對于化學工業來說，化學反應是決定化學工業生產過程中生產成本和生產難度、充分利用化學資源等各方面的重要性因素。可以降低工業生產的成本，而且能夠提高產物純度，減少無效反應產物的排放，節約化學資源，在化學工業中，有機物的反應復雜，研究機制不確定，所以選擇合適的反應原料，不斷提高工業技術是對化學工業的發展有著重要的意義。

3、提高化學反應的選擇性

烴類選擇性氧化是一類具有強放熱性的反應，石油化工工業中時常發生這種反應，但是，它的生成物不穩定，很容易被進一步氧化，生成H2O和CO2。在各類的催化反應中，此反應一般不會被選擇，因為有時生成物中還會存在同分異構提，不利于得到最終產物，所以，為了簡化生產，一般都會使用選擇性高的試劑。這樣不僅可以降低分離產品和純化產品的難度，還提高了反應的選擇性，還能夠起到降低成本，節約資源，減少環境污染的作用。所以加強這一方面的研究會有很強的實用性，比如開發載氧能力強、選擇性好的新型催化劑，就可以應對不同的烴類氧化反應。

4、采用無毒無害的化學催化劑

近年來，化學反應越來越多的應用到了工業化的生產中，而催化劑對提高反應速率有著明顯的效果，所以開發新型高效、無毒無害的催化劑以成為綠色化學工藝的發展方向之一。如今，相關部門都在研發新的烷基化固相催化劑，此外，分子篩催化劑也得到了很好的開發和應用。

五、尋找高效綠色的化學催化劑對提升工業生產水平的作用

1、 污染治理

目前，化學工業有其是石油、化工、煤炭等重工業對環境造成重大污染，危害生存環境，破壞原有生態平衡，威脅人類生存。引起國際上廣泛關注，美國

1996年設立“綠色化學挑戰獎”表彰在綠色化學領域中做出貢獻的人。綠色化學的目標就是從化學生產的源頭上實現環境治理，消除環境污染，綠色化學改變了傳統化學工業先污染后治理的模式，實現預防、監測、零污染，預先環境治理，保護環境，資源可持續發展。

2、優化資源

化學工業絕大多數工藝都是上個世紀開發的，受技術發展的限制，化工領域是勞動密集型產業，高耗能、重污染、浪費原料、勞動力成本高，對大氣、水和土壤等環境排放高。使產品成本中附帶原料浪費、能源消耗、污染治理等成本。據統計，美國化工業1992年用于環保經費達1150億美元，治理污染經費達7000億美元，化學品銷售中資源節約和環境治理成本提升。綠色化學從約資源方面，提高使用效率，減少環境破壞，降低新產品經濟成本，有利于倡導節約型社會。

3、節能減排

節能減排就是節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。世界各國都制定了相關計劃來實現這一目標，美國綠色化學目標：2020年將廢棄物減少40-50%，化學生產行業消耗原材料降低20-25%。日本制定新陽光計劃，在環境化學領域倡導綠色技術，減少環境污染，發展減排新技術應用。中國2006年提出降低能源消耗和對外石油依賴，希望2010年，單位GDP能耗比2005年降低兩成、主要污染物排放減少一成。2013年國家發改委表示，為確保今后節能減排目標、推進綠色低碳發展，深入推進節能減排各項工作。綠色化學正是實現節能減排和環境保護重要工具。國家倡導在重點領域節能減排，推進企業節能低碳行動，開展綠色化工行動，加強環境治理，加大治理力度，引導循環經濟，著力增強全民節能減排意識，實現共創和諧社會，建設美好家園。

4、化學工業中綠色化學的應用

綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染，做到完全無公害無污染，因此它又被稱為清潔化學，應用范圍廣泛，它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科。工業中化學反應發生的條件一般都是高溫高壓，在反應過程中，只有適宜的溫度和壓力才能使用現代化學工業的技術，另外加上綠色化學的高效催化劑，這項工程才得以不斷發展。例如上文提到的低維材料碳納米管，催化裂解反應中有很大的化學功效。

5、化學工業中綠色化學和現代生物結合的應用。

講到了催化劑，這就涉及到另外的技術性學科生物技術。生物技術的就是高科技與高端專業知識結合的產物，學科內又分為細胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學產業中主要應用于生物化學。在化學工業生產過程中，選取有機的生物材料，主要是動植物的原料，另外也會采用他們經過上千年演變的產物―地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑，分別由人工合成以及采用天然動植物的生物酶。這樣能夠滿足現代化學工業發展的需要，同時也能切合可持續發展的指導思想，節約能源，維持現在生態平衡的狀態，推動化學工業發展。

六、結束語

綜上所述，可持續發展在當今社會顯得越來越重要，因此化學工業生產中也要遵循這個指導性思想，采用選擇性高的原材料，節能減排，利用高新化學催化劑，最大程度的減少污染物排放，不斷增高有效產物純度，在資源有限的前提下，保護生態環境，維護現有的生態平衡。綠色化學在整個化學工業的發展中，有著實質性的意義，高新技術性產物催化劑的使用能改變現有產業結構和傳統的生產過程，加速化學工業發展。

參考文獻：

[1]于賀. 論綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用[J]. 科技與企業，2013，05.

[2]李麗，王超. 論綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用[J]. 化工管理，2014，05.

篇3

關鍵詞：節能降耗；綠色環保；精細化工

引言：生態環境的不斷惡化，不可再生能源面臨枯竭，現階段，節約能源，提高能源使用效率，發展先進能源使用技術，是我國實現經濟可持續發展必由之路。

一、使用節能降耗措施的必要性

化工工藝生產對能源的需求一直都是不可忽視的，尤其是化工企業中以傳統能源為主導的產業，若想持續穩定健康的發展，就必須將化工產業能源損耗的經濟成本制約在必要的范圍內。因此通過節約經濟成本，提高企業競爭力，進一步搶占市場份額，擴大市場占有率，有益于進一步提高企業的經濟效益，增強企業競爭率。對于能源損耗過高，應對生態環境破壞污染程度過深的企業項目嚴加把控。加強對落后能源產業的篩選力度，推廣使用清潔高效的能源，建設新型綠色環保企業新模式，生產無污染或低污染的綠色產品。這些舉措對于有效控制污染氣體、液體、固體的排放有著至關重要的作用。同時加強監督，放棄高耗能高污染的粗放式能源利用模式，逐步改善傳統落后的不健康經濟結構，是發展健康綠色經濟不可缺少的重要環節。

當前，節能技術在化工企業中的使用還存在很多問題，要是使用高科技技術對化學工藝進行改進并通過先進技術的引進，可以進一步的讓目前企業內的節能降耗技術的實用性大大的提高。在對化工工藝進行改進的時候，首先要提高的就是反應的催化劑和添加劑的性能，以便于讓化工裝置的靈活性提高，從而讓化學工業能源的消耗降低。其次，淘汰傳統的化學工藝，這有利于發展先進的技能降耗技術，在適當的淘汰舊設備的同時，也要引進具有節能降耗性能的機械設備，這對于化學工藝的發展非常有利，讓化學工藝的節能降耗技術進一步發展。

二、采用先進的生產工藝

1、在化工工藝中運用新工藝、新材料、新設備和技術

在對化工工藝生產的管理過程中新元素的應用不可或缺。受傳統工藝的影響以及現有材料的制約，讓化工工藝的改革步履艱難，因此更加適應現有技術水平的輕便合理性材料，應該被廣泛的試用于更多化工領域，與此同時高效能的環保器械也能為節約能源提供更好的保障。通過整合各方面資源達到連續型節能減排的新型模式，從而為更多化工技術創新提供可能性。區別于通過傳統落后的能源損耗模式（如通過焚燒麥稈，煤炭等不可再生能源）提供人們必不可少的生活能源，新型的化工生產工藝和技術將目光集中在新型能源（如太陽能，風能，水能，潮汐能等）的使用效率和開發力度上。

優選節能連續型的化工生產工藝，通過生產工藝的技術升級改造，提高化學產品生產的綜合效益。生產工藝應盡量優選連續型、操作便捷、能量轉換效率較高的工藝，這樣可以有效避免間歇性生產工藝過程切換中的能源浪費。優選高效分餾塔、反應器、換熱器、空冷器、電機拖動系統、加熱爐等先進傳質、換熱、旋轉等節能型電氣設備，降低機械設備在運行過程中的綜合能耗特別對于耗熱量大的設備，采用導熱性能更好的材料進行設備關鍵部位設計制造，廣泛將余嶧厥丈璞浮⒂τ帽淦燈鶻詰縞璞贛糜詿笞諢工生產裝置中來。

2、改善化工反應的工藝條件，降低化工生產工藝綜合能耗

首先，降低化工生產反應外部壓力。合理計算確定化工生產反應的壓力，一方面可以確保化學反應高效穩定的進行；另一方面還可以降低輸送反應物的電機拖動系統的綜合能耗，尤其可以降低氣態反應物的壓縮功耗，達到降耗的目的。其次，在確保化學物質正常反應環境條件的基礎上，合理優化降低吸熱反應溫度，降低系統反應所需的整體供熱量，提高系統熱能利用率。再次，加快化學反應轉化效率，有效抑制反應過程中的副反應作用，進而減少反應過程能耗和產品分離能耗。

三、關鍵性物質對節能的重要性

反應器，交換器等許多化學工藝生產過程中必不可少的器械儀器，在生產產品的過程中因為各種原因不可避免會有所損耗，會在機體部分結垢，或更進一步產生銹跡，這種情況的發生會大大降低機器的熱交換功能，從而影響其傳熱效率。機械的傳熱系數下降使其換熱功能減退，能源利用率降低，化工生產機器的外部壓力過大，縮短了化工設備的運行周期，減少其使用壽命。而阻垢劑的使用可合理提高機器設備的能源轉換利用率，降低機器完成能源轉換的整體供熱量，確保化工生產過程的安全，這對于化學工藝節約耗能的發展十分有利。

在化學工藝的生產過程中，添加一些關鍵性物質會起到意想不到催化效果。如新的類型的催化劑。催化劑可以優化化學工業生產過程中的環境，提高生產過程中能源的使用效率，同時提高這種催化劑在化學有反應中的綜合反應活性，對于能源的合理配置，及節約成本方面有著十分重要的作用。

四、降低生產全過程的動力能耗

首先，采取變頻節能調速降低電機拖動系統的電能消耗。采用變頻節能動態調速方案對常規的閥門靜態調節方案進行技術升級改造，可以確保電機拖動系統輸出與輸入之間長期處于動態平衡狀態，尤其對化工企業裝置負荷率普遍較低的問題，可以避免電機拖動系統長時間處于工頻運行工況，降低無謂電能資源浪費。其次，供熱系統的優化改進。供熱系統在優化升級改造過程中，要打破常規單套裝置界限，實現組合裝置的整體優化匹配。如：在進行供熱系統優化改進過程中，要根據不同溫位熱源的功能特點，合理地進行供熱裝置的匹配組合，實行裝置間的聯合運行，進而實現在較大范圍內進行冷、熱能源流的優化轉換，從設備源的基礎上避免“高熱低用”等不利情況發生，實現熱能資源的最優化利用。再次，推廣污水回用技術。在實際生產施加過程中，化工企業必須高度重視水資源管理和綜合利用，杜絕出現跑、冒、滴、漏和常流水等不利現象，并積極結合化工生產實際特點推廣污水回用技術，降低水資源的綜合消耗。做好電、熱、水等資源的余能回收利用，可以大幅提高化工企業的綜合節能降耗效果。利用生產工藝中的余壓、余熱等資源進行綜合利用，通過制冷、發電等轉換技術，有效節省化工生產過程中的常規能源浪費，進而實現能源資源的高效、安全可靠、經濟節能、低碳環保的綜合轉換利用。

五、結語

化工工藝的節能降耗技術在整個化工產業的科學研究中占據主導地位，落后的產業技術模式會消耗大量的資源，也會對環境造成不可逆轉的傷害。對資源進行綜合的利用，以及高效的使用能源已經成為快速推動國家經濟發展的重大課題。阻垢劑，催化劑等等新物質的使用也逐漸成為節能降耗工藝發展不可或缺的助力。越來越多的人將目光放在了如何提高能源利用率這一問題上。合理調配資源，發展綠色經濟，提高能源利用率，將成為我國未來經濟發展的重中之重。

參考文獻：

篇4

[關鍵詞]丁二烯；化工工藝；NMP

中圖分類號：TQ221.223 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0114-01

早在半個世紀以前，西德就采用N一甲基毗咯烷酮（NMP）作溶劑，裂解萃取蒸餾丁二烯。以后，在世界各地陸續采用并加以改進。NMP法萃取蒸餾丁二烯工藝，具有溶劑的選擇性高、無毒、無腐蝕、水解穩定性和熱穩定性高、沸點高、常溫蒸汽壓低，丁二烯收率高、純度高，以及整個工藝綜合技術經濟效果優越。

如今，根據所采用的萃取溶劑的不同，丁二烯抽提生產工藝主要分為3種：NMP法、DMF法和ACN法。與NMP法和DMF法相比，ACN法具有一定的優勢，但乙腈溶劑毒性較大，隨著人們的環保意識日益加強，該工藝逐漸被淘汰。而NMP工藝由于其諸多的技術優勢，文中對NMP法和DMF法2種工藝進行對比，闡述了NMP工藝的綜合優勢。

一. NMP法丁二烯抽提工藝比較

N一甲基毗咯烷酮（NMP）是一種性能優良的高沸點溶劑，具有強極性、惰性、低粘度、溶解能力強、穩定性好、無腐蝕、揮發性低等特點，目前已在許多工藝路線中取代了其它溶劑。其生產工藝可以采用y一丁內醋與甲胺縮合路線，它是目前可靠而成熟的工藝生產路線。各個廠家大致相同.NMP目前主要用于回收丁二烯。高溫裂解制取乙烯副產品餾分中含有較多的烯烴。而NMF法不但毒性小、無腐蝕、萃取效率高，而且省卻了抽余液加氫脫炔烴工藝，可節能一半。用NMP從含有環戊二烯的裂解餾分粗品回收異戊二烯純度可達到99%r。世界采用NMP法回收異戊二烯已占總生產能力的10%。NMP法丁二烯抽提 工藝從反應壓力可分為高壓法工藝、中低壓工藝等。

1.1 高壓法工藝

這一技術的發展最早。其工藝分鍋式法和管式法2種，除反應器不同之外，其他的過程基本相同。在丁二烯高壓法聚合反應屬于自由基聚合反應，反應過程包括鏈出發，鏈增長，鏈終止和鏈轉移。低密度聚丁二烯工業生產中通常采用高壓氣相聚合法，該法生產的低密度聚丁二烯的最重要的方法，因此低密度聚丁二烯被稱為高壓聚丁二烯的歷史。它以純度達到99.95%的丁二烯為原料，采用微氧，偶氮化合物有機或無機過氧化物，使引發劑，進行自由基加成聚合氣相高的壓力下。當反應壓力為100 ～ 350MPa，聚合溫度150 ～ 30℃。由于其反應溫度高，易發生鏈轉移，因此產品支鏈多曲線的大分子。聚合度主要由反應壓力、反應溫度、引發劑用等因素影響的量，分子量調節器。在釜式法工藝的材料是近似在整個交流，壓力溫度相同時，產物的分子量分布窄，支鏈的鏈許多，因此產品的沖擊強度很高；在管式法工藝反應物料近似于柱塞類，溫度壓力梯度大，產物的分子量分布寬，支鏈少，更適合生產膜類。

1.2 中低壓工藝

該工藝主要有漿（懸浮法），溶液法，氣相法3種。漿工藝的工業化時間早，技術成熟，產品質量好，丁二烯的轉化率超過90%。分為攪拌式反應器和管式反應器2種工藝，根據反應器形式。歐洲和日本廣泛使用的攪拌釜式淤漿聚合工藝的代表；管反應器淤漿聚合工藝，代表公司為美國飛利浦。溶液法可能產生的熔融指數為0115 ～ 150g/10分鐘每種產品，本產品質量好，膠體灰份低，產品的密度范圍為0191 ～ 0.96g/cm3.solution聚合時，單體和生產聚合物溶解在惰性溶劑，聚合溫度和壓力高。

1.3 兩種工藝的比較

高壓法需要專門的技術和設備，工作壓力高（150 ～ 400MPa級），投資大，雖然近年來低密度聚丁二烯LLDPE LDPE的市場沖擊，但其采光質量，靈活性和易性好，仍有一定的競爭力，其處理技術仍在發展。所有的使用溶劑的淤漿法、溶液法，生產成本高，生產效率受到限制。在淤漿聚合一些低密度聚合物的溶解度大的溶劑溶解時，后張使反應體系的粘度增加，造成操作困難，溶液法生產的高分子量產品溶液的粘度的增加，攪拌困難，限制了生產力的提高。由于氣相流化床工藝不在粘度限制溶液法和淤漿法工藝的溶解度極限，投資和運行成本低，原材料和宣傳項目耗能低，產品范圍廣，操作彈性大等優點而發展迅速，目前新建裝置約70%使用氣相法工藝。這是PE工藝的發展方向。流化床工藝可以生產HDPE、LLDPE，特別是LLDPE成了短支鏈主鏈的植物，從一棵樹邊，結晶度高于LDPE，HDPE和LDPE性能具有空間頻帶之間填充LLDPE與LDPE相比，具有突出的抗穿透性，抗沖擊和抗拉伸性能，可廣泛應用于薄膜，如包裝，李寧膜農用膜。此外LLDPE高于LDPE的抗剝離強度，可在域等壓縮成型和油管，因此LLDPE在過去的20年里，消費量持續增長。氣相流化床工藝可生產熔融流動指數范圍非常寬的產品，從70年代初開始迅速成為聚丁二烯主導工藝。

二. DMF 法及其與NMP法的區別

DMF 法又稱 GPB 法， 目前是生產丁二烯的各種方法中產量較高的 1 種。DMF 工藝中， 萃取系統的每個塔都設置了再沸器， 并且部分再沸器有在線備用， 數量較多。NMP 工藝在生產過程中不會產生影響產品質量的胺類雜質， 在生產運行期間具有較大的節能優勢。NMP 的選擇性、溶解度、閃點、空氣中爆炸范圍、等性能均優于 DMF。但 NMP 的粘度大于 DMF。由于萃取蒸餾塔的板效率和物料的粘度成反比， 所以 DMF 的塔板效率要優于 NMP。NMP 法的廢水、廢氣和廢渣量較DMF 法低很多。DMF 職業性接觸毒物危害程度為Ⅲ級 ， 在水存在下會分解， 且含 DMF 的廢水不易被生物降解。DMF 對人體的毒性是累積性的， 無法從體內排出， 而且裝置的允許泄漏點較多， 因此DMF 對裝置員工的健康危害較大。含 DMF 的廢水也會危害周圍環境， DMF 落到水泥地面后極難清除， 而且 DMF 法每次排放焦油都會對周圍空氣產生較大污染。NMP 基本無毒， 用水很容易沖洗干凈。熱穩定性和化學穩定性極好， 即使發生微量水解， 其產物也無腐蝕性。廢水中含有微量 NMP， 也易于生物降解， 有益于環境保護和人身健康， 具有環保優勢。

三. 結語

盡管 NMP 工藝存在一定的不足， 但綜合來看， 該工藝還是優于DMF 工藝， 尤其在裝置的能耗、溶劑的性能、防聚合和環保等方面具有明顯的優勢。在今后新建丁二烯抽提裝置的技術選擇方面， NMP 工藝越來越為人們所接受。

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篇5

關鍵詞:化工工藝設計;實踐環節;教學改革

為適應國家戰略發展需要，2013年教育部、中國工程院聯合出臺了《卓越工程師教育培養計劃通用標準》，為高等院校培育工程技術人才提出了新的標桿，也提供了新的契機。在眾多工科專業中，化工專業涵蓋過程工業的各個部門，對高質量各類型的工程技術人才需求十分迫切。化工工藝設計課便是培養化工專業優秀工程技術人才的一門不可多得的課程，在高等工程教育的深化改革中越發展現出其在本科教學課程體系中無可替代的作用和地位。

1化工工藝設計課簡介

化工工藝設計課(以下簡稱“工藝設計課”)目前在國內大多數設立化學工程與工藝專業的院校都有開設，一般安排在本科四年級，是在學生學完專業基礎課之后，綜合運用專業基礎課、制圖以及經濟、安全等方面的專業知識解決問題的一次訓練，更能夠迫使學生從做題的情境切換到工程實際的情境，因而能加快學生的思維向工程思維轉變，能切實提高學生處理工程實際問題的能力。因此，與本專業的理論課相比，工藝設計課在優秀工程技術人才的培養方面具有獨特的優勢。然而，由于多種原因，工藝設計課還存在著不少問題，這門課的優勢還遠未被充分發掘，應有的教學效果還遠未達到。

2工藝設計課存在的問題及原因剖析

縱觀國內開展工藝設計課的高等院校，目前該課程教學過程中發現的主要問題可歸納為以下五點。

2.1設計要求和難度一降再降

工藝設計課教學效果難以達到預期，很大程度上源于設計要求和難度的一降再降。一方面，信息時代生活節奏越來越快，壓力越來越大，很多本科生為了提高自己的競爭力，不得不分心考研、考證、實習、聯系出國、進實驗室、參加學生工作和社會實踐，難以專注于專業課程學習本身。因此，學生們能真正投入到工藝設計課中的時間越來越少。例如，每年都有大量學生參加考研，考研之后緊接著就是畢業設計，使得學生很難充分重視工藝設計這門課。另一方面，化工設計工作量巨大，真正的設計從來都是團隊共同作業才能完成。但在實際教學中，為防止學生抄襲而催生的“一人一題”的強制要求，也使得教師很難提出由多人共同完成一個設計任務的設想，因而也不得不降低對個人的要求和難度。

2.2設計題目缺乏精心設計

設計題目的合適與否對教學效果影響甚大，但從目前情況看，不少設計題目缺乏精心設計，衍生出如下幾類問題。(1)與《化工原理》、《反應工程》等經典先修課程脫節嚴重。近年來，有一部分帶設計課的指導教師認為，設計應該做真題，不應該做所謂的“假題”，甚至于設計題目就是指導教師團隊正在做的工程項目。這就使得設計題目中所涉及的核心反應和分離單元經常不是經典的反應器和單元操作(如吸收、精餾)，有時會大量涉及氣體吸附、膜分離、結晶、離子交換等非傳統的化工的單元操作，有時甚至還因為新技術保護的原因無法獲得設計所必需的數據。此外，即便有些題目來源于經典的傳統化工工藝，但如完全忠實于實際項目，沒有必要的簡化處理，也必會造成工藝系統過于龐大、題目過于復雜，使學生感到一下子難以承受，不利于短學時性質的工藝設計教學。(2)“一人一題”設計的考慮不夠周全。“一人一題”的初衷是限制學生抄襲。然而，很多設計題目，設計變量很少，甚至只有生產強度一個變量，使得學生的設計題目之間沒有本質區別，無法杜絕學生抄襲。只要有個別學生做出來，其他學生只需簡單地線性變換，仍可效仿，無需經過足夠的個人思考。(3)未充分體現“整體設計”，僅是單元操作的簡單組合。工藝設計課的工藝計算過程，應充分體現過程、工藝的整體設計。然而，目前的許多設計題目，其設計條件沒有涉及單元之間的耦合，使得學生無需深刻認識過程和全流程，便可迅速進入到各個單元操作的計算階段，其教學效果約等于化工原理課程設計，缺失了對學生大局觀的培養。

2.3缺乏高效的“過程管理”

目前很多院校完全采用“結果管理”的教學模式，存在很大問題。所謂完全采用“結果管理”，即設計開始階段做一次較為充分的宣講，對設計過程不甚關心，完全以最終的報告和圖紙定成績。有些教師迫于科研壓力，不愿在設計課上投入時間精力實施過程管理，甚至以“設計課以學生為主、學生自己完成”為理由，過度精簡了設計過程中的師生互動環節。當然，也有很多教師非常重視過程管理，投入了大量的精力，但效率不高，其重要原因就是容許學生自由發揮的地方過多，學生的設計計算結果五花八門，教師很難對學生的階段性進展做出高效反饋，甚至會打擊青年教師的信心。誠然，設計沒有標準答案，充分開放的設計題目更有利于啟發學生，但這更多是針對設計大賽或是畢業設計。對于學時有限的工藝設計課教學，筆者不敢茍同。

2.4指導教師與真實設計資料的接觸非常有限

近年來入職的青年教師，受到目前高等院校大環境影響，學術型的居多，大多沒有經歷過多少設計實踐，自身工程設計底子薄。即使是有一定經驗的教師，也有很多沒接觸過真正的、有代表性的設計資料。筆者所在的教研室只是收藏了一些早期的紙質版的圖紙供學生學習，能反映當今化工廠、化工車間設計成果的圖紙(特別是CAD電子版的圖紙)還非常有限。學生們從未見過規范的設計文件和圖紙，他們上交的報告和圖紙都與行業規范相差甚遠。

2.5先修課程缺乏對工藝設計課的鋪墊

工藝設計課是一門綜合運用所學專業知識的實踐性課程，應該讓學生能夠在學習過程中將所學知識充分用到解決實際問題中去，這樣會激發學生內心中的成就感，更加明白終身學習的重要性。然而，從目前看，學生學過的先修專業課程，對工藝設計課的鋪墊不夠，常常與設計題目脫節嚴重，這會使得“大學上的課沒用”的思潮抬頭，學生聽課的積極性大減。例如，《化工工藝學》和《化工設計》這兩門課是工藝設計課的直接先修課，但這些課程間的溝通合作還遠遠不夠，從而不能將工藝設計題目中涉及的工藝流程在這些先修課上有所伏筆，提高了學生們面對工藝設計題目時要邁過的門檻。又如，認識實習、生產實習等實習環節，也是理論與實際聯系的重要橋梁，但也很少跟工藝設計課之間建立緊密的關聯［5］。我們常常不能將工藝設計題目中涉及的過程、車間和設備在實習階段就讓學生有所了解，這就使得工藝設計只能停留在課堂教學而沒有實習支撐。

3改進工藝設計課的若干措施

筆者結合自己的教學實踐以及在學生階段的一些設計經歷，嘗試總結了一些可能對解決上述問題有所改善的措施，分五點陳述如下。

3.1精心安排設計時間

(1)盡早動員，盡早布置題目。《化工工藝設計》的全員動員應在四年級上學期開學即進行，最好能和另一門設計類實踐課《化工原理課程設計》的全員動員合并進行。這樣做好處有二:①學生通過一次集合就知曉大四的設計開課整體情況，便于其合理安排時間;②這樣安排可以使得在《化工原理課程設計》結束后順理成章地布置《化工工藝設計》的題目，給學生更多的準備時間應對難度更大的《化工工藝設計》。

(2)盡量避開考研沖刺期。可考慮將官方的開課時間定在春季學期，實際教學則可以跨年度。具體地說，是從考研結束之后那一周算起，完整進行4～5個自然周。筆者所在教研室一直推行這個方針，最大限度地減少了考研對工藝設計課的影響。

(3)給學生較為充足的報告撰寫時間。在教學環節結束后，推遲1～2周(甚至整個寒假)收繳報告和圖紙，給學生充足的報告撰寫時間。如果寒假之前時間不夠，則順延到年后，但無論是否順延，都統一在春季學期的第一周做完并上交報告，以減少對《畢業設計》環節的干擾。

3.2精心制定設計題目

(1)設計題目應更強調過程和整體。應通過設計條件的合理設定，使得任何一個單元操作都不可能獨立求解，籍此強化過程物料衡算和過程設計的概念，使學生認識到過程設計不是單元操作設計的簡單加和，有利于培養學生的大局觀和主人翁意識。

(2)拉開“一人一題”設計條件的差異。通過設置不同的設計條件參數，對設計題目分組，使組與組之間在一開始便存在較大差別。這樣即便無法完全杜絕抄襲，但也增加了抄襲的難度，迫使試圖“偷懶”的學生不得不思考別人的結果哪些可以借鑒，哪些不能簡單照搬，在這樣的“詢問他人+自我思考”中也潛移默化地達到了教學的目的，“少數人栽樹、多數人乘涼”的狀態得到有效的遏制。

(3)設計的前期計算應有相對確定的參考答案。設計的物料衡算、熱量衡算和設備工藝尺寸計算部分，應有相對確定的參考答案，作為指導教師進行過程控制的重要依據。原因有四:①由答案反推過程，有利于及時糾正低級錯誤，有利于引導學生主動思考;②結合結果控制的管理，當有嚴格時間限制時，往往比純過程控制效果更好;③能提高當面交流的效率，有利于提高學生的學習體驗，也有助于提升青年教師信心，使其快速成長;④設計的開放性體現在多個方面，諸如PID設計就能充分訓練學生的發散思維，沒必要從工藝計算就開始發散。

(4)避免重復訓練。設計題目最好應包括反應器設計。如果沒有反應器，指導教師還應充分注意所帶班級《化工原理課程設計》的題目，使得核心單元操作與《化工原理課程設計》有所區別。

3.3完善成績評定方式

最終成績應是設計步驟(設計過程)、答辯(測驗)、說明書撰寫、圖紙繪制等環節的成績總和。其中，設計步驟(設計過程)環節是過程監控性質的，應規定學生在每個節點必須完成的任務，且對其完成情況作出快速、準確的評估;答辯(測驗)環節也是過程監控性質的，是教師了解學生投入情況的另一個重要窗口，是對抄襲行為的必要威懾。

3.4加強設計類課程的中青年教師培養

(1)提高準入門檻。首先，從事化工設計實踐環節教學的教師，必須有化學工程與工藝的專業背景，最好是參加過設計大賽或本科畢業設計題目為設計型題目。其次，青年教師接手設計課也必須有聽課、助課等自我修煉的過程，特別是沒有時間較長、強度較大的實踐經歷的青年教師。

(2)鼓勵設計課相關的教師“走出去”訪問學習。鼓勵工藝設計課相關的教師，包括從事《化工設計》理論課教學的老師，多去化工專業排名前列的院校走訪，聽聽那些口碑較好的老師的《化工設計》理論課，了解其授課內容，學習其先進的課堂組織方式和授課方式。筆者本科階段上過天津大學王靜康院士負責的《化工設計》課，深刻體會到:把《化工設計》理論課上好，是調動學生興趣的第一步;否則，學生就會本能地對設計實踐課產生抵觸情緒，很難談得上有興趣。

(3)下大力氣收集、整理真實的設計案例。學院和教研室應設法為一部分指導教師創造去設計院實訓的機會，積累一些真實的設計案例，至少是獲得一些標準規范的PID、平立面布置、設備、配管設計等圖紙，加以分類，做好資源共享管理。

3.5加強不同專業課教師之間的溝通、協作

在此筆者有兩個特別建議:

①特別建議帶設計的指導教師參加實習。比如，在生產實習過程中，要求學生認真體會工藝設計相關的工藝和單元操作，了解廠區總圖布置、設備布置、管線走向、監控室設計等，學習工程實際中的反應器和多組分分離系統。

②特別建議《化工工藝設計》的指導教師也從事《化工原理課程設計》的教學，甚至是帶同一個班。同一位老師帶班，更有利于講清楚這兩門設計課的相通點和不同之處，使得工藝設計課能夠盡量多涉及過程和整體，避免在單元操作的局部中糾纏不清。筆者已通過這種模式連續帶班了2屆學生，效果良好。

4結語

工藝設計課是化工專業設計類實踐環節的典型代表，綜合性和應用性都很強。在高等工程教育深化改革方面，工藝設計課是大有可為的，應引起相關專業、相關院校和相關部門的高度重視。一方面，必須從學校、學院和教研室層面重視起來，為支持設計課的發展、構筑合理的專業培養體系精心謀劃、大膽創新;另一方面，這門課以及化工設計相關的指導教師應當意識到自己身上的責任和使命，下大力氣提高組織教學的水平和業務水平。如此經過全方位多角度的改進，工藝設計課的教學質量才會不斷提高，才會在培養高層次工程技術人才方面發揮更大的作用。

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