化工设计第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统(编辑修改稿)

化工设计第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统(编辑修改稿)内容摘要：

程必须依靠其他化学品生产过程提供原材料或应用其产品。 以生产苯乙烯为例，苯乙烯的生产以其他过程生产的乙烯和苯作为原料。 苯乙烯并不是作为消费产品销售，而是作为聚苯乙烯生产的原材料。 • 事实上， 大部分化学品生产过程并不唯一，这更增加了复杂性。 通常有多种路径可以生产产品。 化工过程设计概论 化工合成中存在多种合成路径 • 作为化工合成中存在多种合成路径的一个相对简单的例子，再来分析苯乙烯。 苯乙烯由乙烯和苯生产，但是乙烯的来源可能是石脑油或炼厂气 ； 苯可能由以下途径制得：环己烷脱氢、甲苯的脱烷基化、或从原油中分离而来。 • 这些选择提供了由原料到苯乙烯的多种合成路径，每一条路径都涉及到原料需求、能量需求、用水、排放及废物产生量。 化工过程设计概论 选择环境最友好和最经济的路线 • 选择环境最友好和最经济的路线是一件困难的事情。 考虑整个化学品供应链时则更加困难。 例如，在甲醇生产中，甲醇用一氧化碳制得。 一氧化碳由另一过程的现有废物部分氧化制得。 另一方面，把 CO转变成甲醇需要能量密集型原料 H2。 评价一个化学品生产的环境特征应当考察整个化学品的原料供应链，但是实际检验这些供应链需要化学生产工业物质流的综合、集成模型。 化工过程设计概论 ‚工业生态学‛ • ‚工业生态学‛这个词语唤起了很多的想象和强烈的反映，积极的和消极的兼而有之。 • 对于有些人，这个短语会引起对模拟大自然生态系统的质量守恒特性的工业系统的想象，自然生态系统和工业体系的演变发展有许多类似之处。 • 数十亿年前，地球的生命消耗着这颗行星的物质储备并改变了大气的组成。 我们的自然生态系统朝着复杂的质量平衡网络缓慢进化，直到目前的状况。 • 我们的工业体系能以同样的方式更快地演变发展吗。 这些是有趣的想象和具有诱惑力的设想。 但是，工业生态学仅仅是这些构想的比喻吗。 有任何工程物质会出现在工业生态学领域吗。 化工过程设计概论 ‚工业生态学‛ • 工业生态学不仅是一个比喻，也是工程师们能做出重大贡献的一个领域。 工业生态学的核心是如何再利用或者用化学方法改变和回收利用废物，将废物转化为原料。 化学工程师已经实践了数十年，化学工业的历史也提供了许多废物再利用的例子。 尽管目前化工厂已提出了许多工业生态学应用实践的优秀案例（紧密的网络和高效的过程），但仍有待深入研究。 • 因为 化工厂内部集成，化学品生产与其他工业部们之间、化学品生产商与消费者之间的一体化程度 还相 对地 低。 化工过程设计概论 工程师可进行集成设计 • 工程师可进行集成设计， 例如电厂与炼油厂之间的热集成，或半导体与商品原料生产之间水的集成。 目的是创造更为紧凑、高效的网络过程 —— 构建一个工业生态系统。 现阶段并非所有达到目标所用的方法都是可行的， 但是 夲教材只 开始描述基本的概念，并建议了几类方法 ， 以备下一代工程师使用。 化工过程设计概论 以下分二个层次介绍工业生态系统 : • 一、化工内部工业生态系统及其集成网络的建立 （ 产业内部子系统过程集成网络 ）。 • 二、 高级工业生态系统 （ 即生态工业园区不同产业间的大系。