發布時間:2023-09-19 15:26:02
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篇化學產品工程概念,期待它們能激發您的靈感。
一、重視案例教學,增強學生對制藥工藝綠色化的感性認識
采用綠色工藝、實行清潔生產是制藥工業的發展趨勢和必然選擇。為增強學生的感性認識,授課中可以適時引入幾個經典案例配合理論方面的講解,以期達到事半功倍的效果。美國女生物學家RachelCarson1962年出版了題為SilentSpring的專著。她告誡人們,DDT等農藥的使用導致鳥類數量急劇下降,使萬物復蘇的春天居然聽不到鳥鳴,成為“寂靜的春天”。該書揭示了環境問題的嚴重性,吹響了環境保護的號角。為了從化學和化工的源頭防止污染,以原子經濟反應為核心的綠色化學應運而生。本案例可以讓學生體會傳統制藥業忽視污染控制、破壞生態環境,竟成了催生綠色化學、綠色過程工程的重要因素;綠色化學是化學發展的必由之路,綠色過程工程是過程工業發展的必由之路,從而產生學習綠色過程工程原理與技術的自覺性。1984年12月3日凌晨,作為農藥生產原料的光氣溢出到印度博帕爾市(Bhopal)的人口密集地區,導致32萬人中毒、2500人直接死亡的嚴重后果,業界由此得到一個減免使用劇毒原料的警示信號。調查顯示在事故發生時,冷卻系統、溫度指示器、燃燒塔都不能起作用,這表明事故還與設計錯誤、疏于管理等有關。此案例讓學生體會到要提高工業過程的綠色度,一方面要采用無毒、無公害的合成或天然原料,從源頭上盡量減少甚至杜絕污染和危害;另一方面,必須從工藝和設備兩方面著手,大力研究和開發從整個工程鏈中消減污染的綠色工程技術,并強化生產系統的優化管理,提升員工素質。20世紀50年代,沙利度胺曾作為鎮靜劑用于緩解孕婦妊娠反應。1961年發現服用外消旋的沙利度胺(反應停)的孕婦產下了四肢呈海豹狀的畸形兒,累計致畸案例多達17000例,成為20世紀醫藥界最大的藥害事件。后來的研究表明,沙利度胺的致畸性是由(S)-異構體引起的。此案例能讓學生體會產品的綠色化是綠色過程工程的重要指標,綠色化工產品應對人類和環境無毒無害;若對映體具有不同的藥理活性,開發單一旋光異構體藥物符合綠色過程工程原理。
二、用綠色過程工程原理引導學生改變傳統的工程觀念,培養學生的“當代工程觀”
工程觀念的強弱和趨向直接決定著研究和工程技術人員的實踐能力,教學中應加強學生的工程觀教育,培養學生的責任意識和工程思維。工程觀是人們關于工程活動的基本理念,是認識和進行工程活動的指南。在當代學科交叉滲透的趨勢下形成的當代工程觀是對傳統工程觀的揚棄和超越。[4]傳統工程觀以科學理性和技術理性為主導,而對人文理性和生態優化較為忽視。當代工程觀把工程理解為生態循環系統中的生態社會現象,視生態環境為工程活動的內生因素,工程活動不但受生態環境的制約,而且應按照生態規律重塑生態活動的方式。[4]這與綠色過程工程的內涵一致,強化綠色過程工程教學,有利于貫徹當代工程觀教育,有助于培養對可持續發展具有強烈責任意識并具有良好創新素質的未來建設者和管理者。化學制藥工藝學是研究、優選符合大規模藥物生產的工藝路線和工藝條件,從而以最安全、最經濟、最切實可行的方式完成藥物制備的一門學科。生產工藝研究按研究階段可分為實驗室工藝研究、中試放大研究和工業生產工藝研究。該課程與生產實際緊密相關,適宜強化工程觀念教學。朱宏吉、元英進等指出,[5]制藥工藝學可指導學生完成制藥工程課程設計最基本、最核心的內容,即工藝計算和工藝流程的組織,使學生將符合GMP要求的制藥車間工程設計基本原則、制藥設備選型與設備結構的設計結合起來。筆者認為,通過本課程的學習,學生還應該學會按當代工程觀的要求,根據經濟合理、技術可行、環境友好的原則,選擇、優化藥物及中間體的制備工藝。實踐表明,強化綠色過程工程教育,對學生在制藥工程課程設計、畢業設計、畢業論文中選擇、設計綠色工藝具有非常突出的指導作用。據眾多學習過本課程的畢業生的反饋信息,不論他們是否從事制藥業,都能自覺運用綠色過程工程的觀念開展工程項目的開發、評價和實施,學生畢業后體會到了學習綠色過程工程原理的更大收獲。
三、強化綠色過程工程教育的教學設計
經過多年的摸索,緒論部分教學中引入生命周期評價(LCA)、[6]原子經濟性(AE)、[7,8]環境因子(EFactor)、[8-10]環境商(EQ)四個概念是必要的和可行的。[8-10]生命周期評價(LCA)是一種評價產品、工藝或活動,從原材料采集,到產品生產、運輸、銷售、使用、回用、維護和最終處置整個生命周期階段環境負荷的過程,是從“搖籃”到“墳墓”的過程。它首先辨識整個生命周期階段中能量、物質的消耗以及環境釋放,然后評價這些消耗和釋放對環境的影響,最后辨識和評價減少這些影響的機會。生命周期評價是實施綠色過程工程的重要工具。掌握生命周期評價的概念有助于學生從產品整個生命周期綜合思考新產品設計、新工藝開發和舊工藝改造,生命周期評價的概念為在授課過程中灌輸、剖析綠色過程工程原理提供了線索。傳統化學采用收率作為評價某化學反應過程或某一產品合成工藝優劣的標準,這種做法已沿用了上百年。只注重收率往往會忽略合成中使用或產生的不必要的化學品,收率指標難以反映廢物產生數量的多少,不足以完全反映原料的綜合利用效率。欲充分利用資源和消減廢棄物排放,只有使反應物分子中的原子盡可能多的進入目標產物中。B.M.Trost于1991年提出了原子經濟性(AE)概念,[7]為評價化工過程提供了強有力的工具。原子經濟反應處于綠色過程的核心地位。R.A.Sheldon提出了E因子和環境商(EQ)兩個概念分別用于快速評價反應過程中廢物產生的數量和廢物對環境產生的潛在影響。[9]R.A.Sheldon給出了傳統制藥業的E因子范圍常在25~100kg/kg,[8]遠高于煉油和大宗商品生產行業,這說明制藥業實施綠色過程工程技術任重道遠且正當其時,強化綠色過程工程教育是制藥業人才培養的內在要求。緒論部分在介紹綠色過程工程內涵的基礎上,著重辨析上述四個概念,生命周期評價為綠色過程工程教學提供了線索,其余概念則可直接服務于每一部分教學。依據制藥工藝學主要講授內容,總體教學設計如圖1所示,綠色過程工程教育是一個線索分明、重點突出的有機的整體。期望學生能夠學會科學的研究方法。例如,熱力學以經驗概況的熱力學第一、第二定律為基礎,經過嚴密的邏輯推理,建立了幾個熱力學函數,通過“狀態函數法”,即在相同的始終態間,能動地設計可計算的過程,解決了化學反應的方向和限度問題。理想氣體、理想溶液是實際氣體、實際溶液的理想化模型,實際氣體通過逸度、實際溶液通過活度進行相應校正,可以簡單地解決熱力學、動力學問題。
(一)通過公式的推導過程,培養學生嚴謹的邏輯思維物理化學課程公式繁多。對于有代表性的公式,授課中用板書逐步推導,一方面有利于學生理解和記憶,另一方面能教會學生處理問題的方法,培養嚴謹的邏輯思維能力。例如,在化學熱力學公式的推導過程中,每一步都可能引入限制條件,這種條件也是該公式的適用條件,使用過程中必須注意。在授課過程中,我強調它們之間的邏輯關系,注重學生思維的梳理。
關鍵詞:化工工程 化工設計 工藝流程設計
一、化工設計
(一)化工設計的概念和類型
1.化工設計的概念
設計是把一種計劃、規劃、設想通過視覺的形式傳達出來的活動過程。化工設計是根據一個化學反應或過程設計出一個生產流程,并研究流程的合理性、先進性、可靠性和經濟可行性,再根據工藝流程以及條件選擇合適的生產設備、管道及儀表等,進行合理的工廠布局設計以滿足生產的需要,最終使工廠建成投產的全過程。化工設計是一種創造性活動,它包括工藝設計和非工藝設計。工藝設計是化工廠設計的核心,決定了整個化工設計的概貌。非工藝設計是以工藝設計為依據,按照各專業的要求進行的設計,它包括總圖運輸、公用工程、土建、儀表及其控制等。
2.化工設計包括三種設計類型
新建工廠設計;原有工廠的改建和擴建設計;廠房的局部修建設計。每種化工設計通常分為以工廠為單位和以車間為單位的兩種設計工廠化工設計包括廠址選擇,總圖設計,化工工藝設計,非工藝設計以及技術經濟等各項設計工作。其中化工工藝設計內容主要有:生產方法的選擇,生產工藝流程設計,工藝計算,設備選型,車間布置設計以及管道布置設計,向非工藝專業提供設計條件,設計文件以及概算的編制等。
(二)化工設計的分類
1. 根據項目性質分類
(1)新建項目設計
新建項目設計包括新產品設計和采用新工藝或新技術的產品的設計。這類設計往往由開發研究單位提供基礎設計,然后由工程研究部門根據建廠地區的實際情況進行工程設計。
(2)重復建設項目設計
由于市場需要或者設備老化,有些產品需要再建生產裝置,由于新建廠的具體條件與原廠不同,即使產品的規模、規格及工藝完全相同,還是需要由工程設計部門進行設計。
(3)已有裝置的改造設計
已有裝置的改造包括去掉影響產品產量和質量的“瓶頸”,優化生產過程操作控制,提高能量的綜合利用率和局部的工藝或設備改造更新等。這類設計通常由生產企業的設計部門進行設計,對于生產工藝過程復雜的大型裝置可以委托工程設計部門進行設計。
2.根據化工過程開發程序分類
(1)概念設計。基礎研究結束后,應進行概念設計。概念設計是從工程角度出發按照未來生產規模所進行的一種假想設計,內容包括:過程合成、分析和優化,得到最佳工藝流程,給出物料流程圖;進行全系統的物料恒算、熱量衡算和工藝設備計算,確定工藝操作條件及主要設備的形成和材質;進行參數的靈敏度和生產安全性分析,確定三廢處理方案;估算裝置投資與產品成本等主要技術經濟指標。
(2)中試設計。按照現代技術開發的觀點,中試的主要目的是驗證模型和數據,即概念設計中的一些結果和設想通過中試來驗證。
(3)基礎設計。基礎設計除了一般的工藝條件外,還包括了大量的化學工程方面的數據,特別是反應工程方面的數據以及利用這些數據進行設計計算的結果,
3.化工設計的特點
化工設計具有政策性強、技術性強、經濟性強、綜合性強、創造性強和受多方條件約束的特點。
二、化工工程設計的現狀
我國化工設計行業的企業服務功能從單純的工程設計,發展到為工程建設項目的勘察設計、采購、施工、調試等提供全過程服務的工程總承包和項目管理,服務領域也從單純的工程技術服務延伸到向BOT、BOOT 等生產經營管理服務。化工設計作為主要服務于化工領域的行業,在近年來化工行業景氣度提升、化工行業固定資產投資增長的背景下,主要工程公司/設計院工程業績良好,企業資質能力不斷提高,整體化工設計行業銷售收入規模不斷增長。在新的市場經濟形勢下,中小型化工設計院向工程公司轉型關乎企業的生存需要。
三、化工工程設計
(一)生產方法和工藝流程
1.工藝流程選擇的原則
(1)先進性 先進性是指在化工設計過程中技術上的先進程度和經濟上的合理可行。
(2)可靠性 可靠性主要是指所選擇的生產方法和工藝流程是否成熟可靠。
(3)合理性 合理性是指在進行化工廠設計時,應該結合我國的國情,從實際情況出發,考慮各種問題,即宏觀上的合理性。
2.生產方法和工藝流程確定的步驟
(1)材料搜集與項目調研(2)生產設備類型與制造廠商調研(3)對調研結果進行全面分析對比
(二)工藝流程設計
1. 一個典型的工藝流程
2.工藝流程設計的任務
流程設計的主要任務包括兩個方面:一是確定生產流程中各個生產過程的具體內容、順序和組合方式,達到由原料制得所需產品的目的;二是繪制工藝流程圖,要求以圖解的形式表示生產過程中,當原料經過各個單元操作過程制得產品時,物料和能量發生的變化及其流向,以及采用了哪些化工過程和設備,再進一步通過圖解形式表示出化工管道流程和計量控制流程。
設計目標:為了使設計出來的工藝流程能夠實現優質、高產、低消耗和安全生產。
3.工藝流程設計方法
(1)先判斷是成熟工藝還是待開發工藝,如果是成熟工藝可以參考借鑒已有裝置或局部采用新技術新工藝,若為待開發工藝則應按照概念設計、中試、基礎設計、工程設計的順序進行設計。
(2)工藝流程:原料與處理過程、反應過程、產物處理過程。
四、結語
隨著國內市場經濟的不斷發展,國民經濟發展水平的不斷提高,化工行業固定資產投資的穩定增長,未來化工設計行業在我國國民經濟中的市場地位將會不斷提高,同時國內西部大開發等區域戰略實施將驅動未來國內化學工業投資需求,行業發展前景廣闊。我國化工企業也在競爭中不斷地變化。在化工工程項目造價管理領域,特別是在造價控制的方法上,從理論上、方法上借鑒國內外己有的成果,對化工工程造價控制的方法進行系統的分析,對于業主也就是投資方來說,可以減少在化工工程上面的投資,這些都是今后化工設計的主要研究方向。伴隨著科研技術的不斷深入和進步,我們有理由相信,我國的化工設計道路必然會越走越遠。
參考文獻
關鍵詞:綠色化學工程與工藝;工業節能;促進作用
中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A
引言
當下,我國倡導節能理念之風日益興盛,在各類的生產活動中,環保的地位越來越高。國家政府出臺了一系列的規章制度來推行環境保護的實施,監察力度日益加大,打擊環境污染的力度明顯提高,相關的工作人員的努力也有了顯著的成效。長期以來,我國作為世界上的工業生產大國,工業發展速度之快令世人驚嘆。然而,與工業迅猛發展一起出現的還有環境污染的問題,這時,成功進入人們眼球的“綠色”理念就成為了當今時代下的主題,綠色化學工程的理念也逐步的興盛起來。
一、綠色化學工程興起的原由
1、綠色化學工程與工藝簡介
談起綠色化學工程興起的原由,我們就應該首先來了解一下什么是綠色化學工程。說到化學工程可能所有的人都并不陌生,它就是常常被人以簡稱來時常談論的化工。隨著新時代的發展,化學工程得到了廣泛的應用,與此同時,化學污染也成為了化學工程的代名詞,環境污染現象、資源浪費現象等等,都給社會發展背上了沉重的負擔。
而此時發展起來的綠色化學工程于工藝就是為了解決這一問題。綠色化學工程與工藝就是用化學的方法和技術去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等的使用和產生。從而提高環境的保護效率,增強資源的可持續使用的效率。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,不再處理廢物。
2、綠色化學工程和工藝的意義
隨著經濟的快速發展,人們的生活水平有了顯著的提高并增強,人們生活的步伐也明顯加快,化學生產也為人們所普遍接受并廣泛應用,但化工生產所產生的廢水、廢氣、廢物排放,會對環境產生嚴重的影響,甚至生產生活用水也受到了一定程度的污染,這些不合理現象的存在甚至會危害到人們的生命安全,長期生活在這樣環境下的人們的精神也會受到沖擊。
化學生產不僅要大量采集自然物資,還對自然環境造成影響,這是當今時代背景下所不能容忍的。政府的政策的出臺、監察機關的嚴厲執法、相關工作人員加快技術研究開發出環境友好產品就顯得尤其重要了,綠色化學工程與工藝也就成了未來化工生產發展的方向。
當化學工程逐漸的融入了“節能”的概念和“綠色”的概念時,化學工程的生產再也不是當初的污染的代名詞,綠色化學工程將保護生態環境和提高資源的利用率抬到實質,自然環境得到了有效的保護,原來只能廢棄的垃圾也做到了成功的再回收利用。這樣看來,綠色化學工程與工藝就成為了新時代所倡導的新詞匯,它成功的成為了保護環境資源的有效手段,而技術的進步,城市污染的減少,從而提升我們賴以生存的環境條件。
二、綠色化學工程與工藝的應用
根據當下的環境氛圍,我國綠色化學工程的開發和應用都有了一定的發展,從本質問題治理起來,俗話說:“射人先射馬,擒賊先擒王。”只有抓住了根本性的問題,才能夠真正的解決問題。現階段,我國的綠色化學生產體現在下面幾個方面。
1、選用無毒、無害化學原料
從化學原料的選擇入手,盡量選擇無毒、無害,并且可進行再生利用的化學原料來進行化學產品的生產和制作。對于化學產品來說,最根本的問題在于原料的選擇,它是影響著化學生產過程和生產工藝重要原因之一。綠色化學工程與工藝是以無毒無害的化學原料為基本原則,在化學工業生產的起始就采取了防治手段,并且,綠色化學工程與工藝采用可再生資源為開發原料,保證在化學工業生產過程中進行無污染操作。
2、采用綠色高效的化學催化劑
綠色高效的化學催化劑的使用是非常必要的。目前我國也正在積極的研究這樣技術,如采用綠色生物仿生催化劑。石油化工反應中烷烴氧化反應時碳氫鍵是相當惰性的,通常情況下需要苛刻的反應條件,如高溫高壓才能使之活化。采用新型的綠色生物仿生催化劑,能夠實現在溫和條件下對分子氧的活化,在烷烴的氧化反應中表現出很高的催化活性和選擇性,因而綠色仿生催化劑使用也是綠色工學工程與工藝所追求的方向之一。
3、提高化學反應的選擇性
采用先進工藝和使用選擇性高的試劑等手段提高化學反應的選擇性,可以降低成本,節約資源,減少環境污染。如石油化工中經常會發生的反應――如以上所說的烷烴類選擇性氧化反應,這一類反應具有強放熱性的特性,其目的產物不穩定,有時有些產品還具有異構體形式,在各類的催化反應中此反應的選擇性最低,采用選擇性高的試劑,提高反應選擇性,從而能夠獲得更多的最終產物。
三、綠色化學工程與工藝在化學工業節能中的應用
基于綠色化學工程與工藝下的化工產品的大量的使用,在一定程度上實現了我國的化學工業節能,就目前而言,綠色化學工程與工藝在國內已經得到應用領域主要有以下幾個:
1、清潔生產技術的應用
清潔生產技術也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術、生活垃圾制沼氣技術、高效清潔的煤氣化技術、利用風能、太陽能等自然能發電技術等等,這些都利用了清潔生產的技術。清潔生產技術包括的范圍很廣,主要有以下幾種技術:生物工程技術,這其中有基因工程;輻射加工技術;綠色催化技術,這里有多種催化劑,都能阻燃并且無毒。清潔生產技術具有許多優點,其產品清潔無毒,不管是對環境還是對人體都是安全的。
2、結合生物技術的應用
生物技術領域包括有細胞、微生物和酶的技術范疇。它在化工領域的應用主要包括兩個方面,化學仿生學和生物化工。生物酶在生物體內作為一種催化劑具有高效性和專一性,廣泛參與到生物合成的各個過程。而在化學仿生學中主要是膜化學這一領域使用到生物技術。綠色化學工程與工藝部分采用了生物技術,使可再生資源合成化學品。早期的有機化合物原料多數直接來源于動植物,之后才發展到利用石油和煤炭作為原料。在綠色化學工程與工藝中,催化劑一般用的都是自然界中存在的酶或者是工業酶。酶與一般的化學催化劑相比,具有無污染、反應條件溫和產物性質優良等優點。
3、生產環境友好型產品
綠色化學工程的生產也可以生產出來符合社會發展的環境友好型的產品。它的生產的出現,在很大程度上做到了對環境的保護作用。在社會中,人們隨時隨地都可以買到放心的“綠色”產品,不僅維護了自身的健康,同時也是在為社會做著重大的貢獻,這樣一舉兩得的事情,若是真的能夠實現,對國家的發展和社會的進步影響的意義也是十分巨大的。
結束語
在綠色化學工程與工藝中采用無毒無害的原料,使用節約減排的生產工藝,采取清潔生產的技術,可以有效地使化學工業產品的破壞性降低,實現人與自然的和諧,達到產品與生態之間的互補。因此,開發和研究綠色化學工程與工藝是影響當代化學工業發展的決定性因素之一,成為了可持續發展的重要前提。
參考文獻
[1]蔡永宏.淺論綠色化學工程與工藝,創建高效、節能、清潔的未來化工廠[J].化工管理.2013(24):27-28.
1 有機食品及相關概念
1.1 有機食品
1.1.1 有機食品的概念
有機食品是指來自于有機農業生產體系,根據國際有機農業生產要求和相應的標準,在原料生產和產品加工過程中不使用農藥、化肥、生長激素、化學添加劑、化學色素和防腐劑等化學物質,不使用基因工程技術,并通過獨立的有機食品認證機構認證并使用有機食品標志的農產品及其加工產品,稱為有機食品。
有機食品這個名詞是從英文直譯過來的,這里所說的“有機”不是化學上的概念,而是農業生產體系上的一個概念,就是指來自于有機農業生產體系。有機食品在不同的國家不同的語言中有不同的叫法。有叫生態食品的,如西班牙、丹麥、德國。有叫生物食品的,如葡萄牙、荷蘭、意大利、法國。但是,最常見的還是叫有機食品。
根據有機食品的定義,一種食品要成為有機食品,必須滿足以下條件:(1)食品的原料必須是來自于已經建立或正在建立的有機農業生產體系,或者是采用有機方式采集的野生天然產品;(2)在整個生產過程中必須嚴格遵循有機食品的加工、包裝、儲藏、運輸的標準和要求;(3)在生產和流通過程中必須有完整的質量控制體系和跟蹤審查體系,并有完整的生產和銷售記錄及檔案;(4)在整個生產過程中盡最大可能減小對環境的污染和生態破壞的影響;(5)必須通過獨立的經認可的有機食品認證機構的認證。
1.1.2 有機食品認證
有機食品認證指的是為促進食品安全,保障人體健康,防止農藥、化肥等化學物質對環境的污染和破壞,由通過資格認可的有機食品認證機構依據有機食品認證標準、國際有機農業生產要求和技術規范,對申請的農產品及其加工產品實施規定程序的系統評估,并頒發證書、批準使用標志的,稱為有機食品認證。認證以規范化的檢查為基礎,包括實地檢查、質量保證體系的實施和最終產品的檢測。
1.2 有機產品
有機產品是指按照有機認證標準生產、加工或處理的并獲得認證的有機食品和其他各類產品,包括了有機紡織品、皮革、化妝品、林產品、家具以及生物農藥、肥料等有機農業生產資料,稱為有機產品。有機產品的內涵比有機食品更為寬泛。
有機產品認證標準是指為保護人體健康,保護資源和環境,維護生態平衡,而對農產品的生產方式、其產品的加工方法、其產品的貿易行為以及其他需要,所制訂的認證標準總稱。
有機產品認證標準是評價產品質量優劣程度和加工企業、貿易企業生產經營行為好壞程度的尺度,是國家發展有機產品政策的具體體現,是強化有機產品管理的基本保證。有機產品認證標準在推動有機食品發展工作中具有十分重要的作用,它是執行有機食品管理法規的基本手段;是規范有機食品生產、經營和認證活動的基本依據;是強化有機食品管理的技術基礎;是推動有機食品發展的動力。
? 1.3 有機農業
有機農業的概念起始于20世紀的二三十年代,最先由德國和瑞士提出,其起因是人類進入20世紀以來,隨著新的知識、新的技術的發展和工業化程度的提高,特別是化學工業的發展,傳統農業受到了極大的沖擊,農業生產方式的革命使農業在一定意義上已經改變了其原有的特性,這種改變現在看具有兩重性:(1)促進了農業生產,提高了產量,緩解了世界人口高速增長對食品的需求,因而具有積極性;(2)給生態環境等帶來許多不利的影響,因而又具有破壞性。因此,人們尋求可持續的農業生產方式和生產體系。與此同時,國外一些對環境和生態十分關注的農業生產者,也創立和發展了對農業生態環境有持續合理作用的有機農業生產方式。1924年德國和奧地利出現了具有有機農業性質的“生物動力農場”;20世紀四五十年代在瑞士和德國創立了以減少農場對外界的依賴性來保證其生存能力為目的的“生物有機農業協會”,并隨后發展成為德國現在最大的有機農業協會;1945年美國有機農業的創始人Rodale在美國創辦了第一個“有機農場”。隨著有機農業的發展和一些國際標準和國家標準的建立,到了20世紀80年代之后有機農業的概念被廣泛接受。
有機農業在國外也有叫“生態農業”、“生物農業”的,其意思基本相同。但是,有機農業確切的定義目前還很難統一。事實上,要給有機農業精確地下定義是相當困難的,客觀上存在著對有機農業所指的可持續生產方式在內涵上不甚明確和容易引起歧義等問題。這是因為,一則從普遍意義上講,任何一種行為方式,都不可能永遠持續不斷地進行下去,在一個有限的世界里它總會受到這樣或那樣的限制,每當人類面臨著這一時刻,總會意識到該有新的行為方式的誕生,并通過科學的進步和技術的創新來實現;二則這里所講的可持續的農業生產方式,通常只是在人類現有認識水平上的可預見的持續,但現實世界里還有許多不確定和尚未人知的東西。因此,對有機農業的定義不應拘泥于當前的理解,而應定義出一個范圍,在這個范圍內可以有較大的靈活性。下面是幾個關于有機農業的定義:
歐洲定義的有機農業:是指一種通過使用有機肥料和適當的耕作和養殖措施,以達到提高土壤的長效肥力的系數,在有機農業生產中仍然可以使用有限的礦物物質,但不允許使用化學肥料,通過自然的方法而不是通過化學物質控制雜草和病蟲害,不允許使用基因工程技術。
美國定義的有機農業:是指一種完全不用或基本不用人工合成的肥料、農藥、生長調節劑和畜禽飼料添加劑的生產體系。在這一體系中,盡可能地在最大的可行范圍內采用作物輪作、作物秸稈、畜禽糞肥、豆科作物、綠肥、農場以外的有機廢棄物和生物防治病蟲害的方法來保持土壤生產力和耕作,供給作物營養并防治病蟲害和雜草的一種農業。盡管該定義還不夠全面,但還是描述了有機農業的主要特征。
國際有機農業運動聯合會定義的有機農業:所有能夠有利于促進環境、社會和經濟的糧食纖維生產的農業系統。這些系統利用當地的土壤肥力作為成功生產的關鍵。有機農業旨在保護利用植物、動物和景觀的自然能力,使農業和環境質量在各方面都達到最佳水平。有機農業通過限制施用化學合成的肥料、農藥和藥物,大大減少了外部投入。有機農業利用強有力的自然規律來提高農業產量和增強抗病能力。有機農業堅持遵循世界公認的原則,在當地的社會經濟、地理氣候和
文化環境中加以實施。因此,強調并支持發展地方性的和地區性的自給體系。 中國國家環境保護總局有機食品發展中心定義的有機農業:是指遵照有機農業生產標準,在生產中不采用基因工程獲得的生物及其產物,不使用化學合成的農藥、化肥、生長調節劑、飼料添加劑等物質,而是遵循自然規律和生態學原理,協調種植業和養殖業的平衡,采用一系列可持續發展的農業技術,維持持續穩定的農業生產過程。這些技術包括選用抗性作物品種、建立包括豆科植物在內的作物輪作體系、秸稈還田、施用綠肥和動物糞便等措施培肥,保持土壤養分循環;采取物理的和生物的措施防治病蟲草害;采用合理的耕作方式保護環境、防止水土流失,保持生產體系及周圍環境的生物多樣性等。
應該說,中國的定義還是比較清楚的,理解上也不會太困難,這是他們通過多年來對我國有機農業生產體系的檢查和認證的不斷總結,加上與國外同行的廣泛交流所得出的認識。歸納一下,什么是有機農業?即有機農業是指一種按照有機農業生產標準,在生產中完全不使用化學合成的肥料、農藥、生長調節劑、畜禽飼料添加劑等物質,也不使用基因工程生物及其產物的生產體系。在這個體系中,作物秸稈、畜禽糞便、豆科作物、綠肥和有機廢棄物是土壤肥力的主要來源,作物輪作以及各種物理、生物和生態措施是控制雜草和病蟲害的主要手段。充分提高系統中包括土壤微生物、植物和動物在內的生物循環和物質循環,保持和提高土壤的長效肥力。充分考慮畜禽在自然環境中的所有生活需求和條件,協調作物生產和畜牧業的平衡。保持生產體系和周圍環境的生物多樣性,包括保護動植物和野生動物的棲息地。這樣一種農業生產方式稱為有機農業。
有機農業實質上是一種以農村社會經濟與環境協調發展為原則,以農業清潔生產為指導,遵循自然規律和生態學原理而采取的可持續發展型農業。在有機農業生產系統中,人類、土地、動植物是一個有機結合的多元整體,人類的健康與系統中各個組成部分息息相關。因此,有機農業生產應當遵循以下基本原則:(1)遵循自然規律和生態學原理;(2)循環利用有機生產體系內的物質;(3)依靠體系自身力量保持土壤肥力;(4)保護生態環境,多樣性種植和養殖;(5)根據土地的承載能力飼養畜禽;(6)充分利用生態系統的自然調節機制。
關鍵詞:化工工藝 設計 危險識別和控制
一、前言
近年來,化工工藝設計引起了人們的關注。工藝設計中危險識別和控制對化工工藝過程起著非常重要的作用。在新時期下,我們要加大對化工工藝安全設計中危險識別和控制的思考與探索,確保化工工藝的順利進行。
二、關于化工工藝設計
在整個化工設計過程中,我們必須熟悉它的原則和精神,從而貫徹到其中去。把化工工藝設計中的細節進行靈活運用,既符合規范,又不造成對生產的違背。實現對化工生產的安全高效運行。因為在化工生產中,安全是第一性的,所以我們必須對生產中的安全性進行剖析。
熟悉我們的原材料和產品性質,以便我們對號入座。化工規范把物品的危險程度分為五個等級。它的劃分主要是綜合生產過程中所使用、產生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學性質、數量及其火災爆炸危險程度和生產過程的性質等情況來決定的。根據危險等級的不同我們才能確定防火間距、防爆等級。它對我們選用設備儀表、操作方式、消防器材的選用起到決定性的作用。
三、化工工藝設計的分類
1、概念設計。概念設計是假象設計,它是按擬建規模工業生產裝置進行的,概念設計一般在中試前進行,主要目的是為了檢查工藝條件和生產路線是否合理,確定數據和小試補充的內容以及必要時中試規模和中試目的。
2、中試設計。中試內容和任務主要是檢驗小試確定的工藝路線和條件;試制產品考核的使用性能;考驗工藝系統連續運轉可靠性;獲取設計工藝必需的工藝和工程數據;考察放大致應和檢驗校正放大模型;考核雜質積累對工藝過程及最終產品質量的影響;以上內容和業務在檢驗時可以是全部也可以是部分,視具體情況而定。
3、基礎設計。基礎設計是整個技術開發階段的最終研究成果,目的是提供建設生產裝置的一切技術要點。
4、初步設計。初步設計是精細化工工程設計的第一階段,它的成果是初步設汁說明書和總概算書。根據基礎設計和批準的設計任務書、廠址選擇報告,對工程在技術和經濟上進行總體研究與計算的具體建設方案。初步設計結果應能滿足項目審查和施工推備,材料與設備訂貨,項目招標等要求,能提供建廠投資依據。
5、施工圖設計。施工圖設計是依據上級對初步設計的審批意見,將初步設計中確定的設計原則和方案,根據建筑與非標準設備制作的要求,以圖樣和文字方式招工藝和設備各個組成部分的尺寸,布置和主要施工方法具體化,明確化,并解決初步設計階段待定的各項問題。
四、化工工藝設計的特點
設計基礎資料不完整。設計基礎資料一般由科研單位根據已有試驗數據及有關資料編制而成。由于沒有經過工業化生產的檢驗和完善,其數據的可靠性和完整性都不如常規裝置。
由于化工裝置工藝流程一般較獨特,包括的設備種類繁多,規格特殊,設備的功能化無論是對非標設備的設計,還是對定型設備的選用都提出了特殊要求。
工作量大。具有總體投資大、設備多、管道多,且處理的物料都較特殊,其管道設計也要作特殊考慮。設計周期短。為了盡快占領市場,縮短建設周期,化工工藝設計往往要打破正常的設計周期,邊開發邊設計,邊建設邊更改設計的現象較普遍。
規模大小不一,一般情況裝置的規模有大有小,為節約投資,某些設計不可能完全按照規范、規定去做。但有時為了測得所需的工程數據或獲得一定的產量,往往也需要較大的規模。
五、化工工藝設計中安全危險識別和控制
1、化工工藝設計的安全危險識別
所謂的化工工藝設計中的安全危險識別、就是指對化學工藝流程中引發安全事故的危險因素的發現和識別、也就是說在化學產品生產活動中會因為各種不安全因素到引起的安全事故、安全危險識別就是研究并分析其活動中的不安全因素和隱患問題。由于化工工藝設計中安全危險因素的不確定性和潛在性、我們在加強規范化、科學化操作的基礎上、也要加強對其潛在危險因素的分析能力和識別能力的提高。
要想加強化工工藝設計中安全危險識別能力、我們就要加強對化工產品特別是危險化學品原材料、中間產品和產品副產品的固有危險性的認識、認真對生產工序和生產工藝的進行研究、通過考察整個工藝流程的生產過程、對一些有可能出現的安全事故作出相應的安全防護措施、盡量消除所有隱患、從而提高化工工藝設計的安全性。
2、化工工藝設計危險因素的控制
對于化工工藝設計安全危險因素的控制、我們可以根據其工藝流程特性的不同、分別采取相應的措施。我們分別從化工產品的原材料、工藝流程、設備材質、物理化學反應條件以及管道運輸等幾個方面來研究。
(1)我們可以對化工產品的原材料的挑選和質量方面進行控制、在不影響產品的性能的基礎上、盡量選擇危險性地、危害性小的原材料。
(2)對于相應的工藝流程、我們可以努力研究、爭取設計一種工藝流程較為簡潔、工藝路線較為規律和統一的生產流程、合理的分析并考量產品的制作流程、盡量降低危險物質的生產、并減低其產品的危險性和危害性。
(3)對于產品的設備來說、我們也要充分考慮其材質對于整個生產流程的影響、包括其濕度、溫度、物理化學反應等等這些因素、要根據實際生產情況選擇質量高、耐高溫以及耐腐蝕的合理設備。
(4)在化工產品生產制造過程中、出現的各種物理化學反應有很多、因此我們對這一環節的控制比較困難、對于這些我們就要設置一些容易控制的反應器來控制其化學反應過程、從而控制其危險因素、可以根據化學反應所需條件的不同、來調節其反應溫度和反應速度等一些可控條件和因素、從而避免危險的化學反應的產生。
(5)在管道運輸中的材料一般都是一些腐蝕性強、危險性高以及對人體毒害大的物料、因此我們一定要嚴格控制其運輸過程中的密封性、對于管道的強度和結構也要進行合理的選用、避免泄漏、爆炸等危險事故的發生。
六、結束語
通過對化工工藝安全設計中危險識別和控制問題分析,進一步明確了危險識別和控制在化工工藝中的重要性。因此,我們要加強對該工藝設計的重視。
參考文獻: