xx食品资料化工生产技术19个文件：01第1章化工过程

xx食品资料化工生产技术19个文件：01第1章化工过程内容摘要：

者是下一个工段。 为方便下一工序的工作，产品生产出来之后，可 能要作后加工处理。 当然，对于使用来说， 上一工序产品的后加工处理，接近于或略等于下一工序的原料准备。 通常作为产品的 质量 要求是纯度指标、杂质种类和杂 质 含量的极限值，产品的形态，使用要求，包装方法，贮存运输的要求等等。 每一批产品都必须检验，出具检验合格证书，制定合格标识，并有质量监控指标、 质量标准要点和主要指标，注明产品生产日期、出厂日期、保质期限、储存运输和使用注意 事项等，随产品送至用户。 产品计量和包装 形式要保证产品质量， 符合商标法和国家有关规定，要方便运输，产品的贮存运输的事项，在产品的标准中必须有规定，在执行产品标准时，注意产 品的 贮存要求、贮存环境、贮存条件和质量保质期、保质要求。 第 六 节 化工 三废治理 化学工业是对环境中的各种资源进行化学处理和转化加工的生产部门，其产品和废弃物从化 学组成上讲都是多样化的，而且数量也相当大。 这些废弃物在一定浓度以上大多是有害的， 有的还是剧毒物质，进入环境就会造成污染。 有些化工产品在使用过程中也会引起一些污染 ，甚至比生产本身所造成的污染更为严重、更为广泛。 一、化工 三废 的来源 化工生产 中废弃的污染物一般随废水、废气排出，或以废渣的形式排放 （ 即所谓的“三废” ）。 虽然产生化工污染物的原因和污染物进入环境的途径有多种多样，但概括讲，化工污染 物 的主要来源大致可分为以下两个方面。 、中间体、半成品及成品 ①化学反应不完全 未反应的原料，因回收不完全或不可回收而被排放掉，排放后会对环境造成污染。 ②原料不纯 原料有时本身纯度不够，其中含有杂质，这些杂质因不需要参加反应，在原料净化过程中或反应之后，最终也要排放掉。 ③跑、冒、滴、漏 由于生产设备 、管道等封闭不严密，或者由于操作和管理的不善，物料在储存、运输以及生产过程中，往往造成泄漏，习惯称之为跑、冒、滴、漏现象。 这一现象的出现不仅要造成经济损失，而且也造成环境污染。 ①燃料燃烧 化工供热和化工炉在燃烧过程中，不可避免要有大量的烟气排出。 烟气中除含有粉尘之外，还含有其它有害物质，对环境危害极大。 ②冷却水 化工生产过程中常常需要大量的冷却水。 而当采用直接冷却时，冷却水直接与被冷却的物料接触，很容易使水中含有化工原料，而成为污染物质。 在冷 却水中往往要加防腐剂、杀藻剂等化学物质。 同时，大量热废水排入水域，导致水体温度上升，造成水中溶解氧的减少，降低水体自净能力，使得一些毒物如氰化物、重金属离子的毒性加剧。 热废水污染还可以加速细菌繁殖。 ③副反应 化工生产中，在进行主反应的同时，经常还伴随着一些人们所不需要的副反应。 副反应产物（副产物） 虽然有的经过 回 收之后， 可 以成为有用的物质，但是往往由于副产物数量不大，而成分比较复杂，要进行回收必将会带有许多困难，经济上需要耗用一定的经费，所以往往在产物的分离过程中以高低沸物、滤饼、尾气等形式作为废 料排弃，而引起环境污染。 ④反应的转化物和添加物 许多化工生产过程中，反应的转化物有时形成“炉渣 ” 或“釜渣”不被利用。 有时在化工生产过程中，还需要加入一些不参加反应的物质，如各种溶剂、催化剂等，这些物质随着废弃物排放，同样也会造成环境污染。 ⑤分离过程 分离过程是化工生产中几乎必不可少的过程，不仅分离掉副产物、未反应物和杂质，有时由于分离效率的限制，原料和产品也会出现在分离的废弃物中，如精馏塔釜下脚料 、 过滤器的残渣、旋风分离器的尾气等等。 二 、 化工三废的监控 对化工三废的 监控，实际上就是对排放化工三废的工业污染源进行监控。 通过对工业污染源的监控，可以有效地控制污染物的排放量，减少对环境的污染；随时掌握污染物的性质和数量，了解污染物对环境要素和生态系统的影响程度，预测环境质量的变化趋势，并借以调整企业生产排污情况，满足环境保护的需要，同时为后续的三废治理提供科学的依据。 要对污染源进行有效监控，应将整个企业作为一个有机整体，综合考虑建立有效的综合控制管理体系，在化工设计中，要设计自动监控系统。 当发现系统有故障，会自动启动废气焚烧系统。 此外，对已经实现治理的三废，也要加 强监控，如同一个企业的质量保障体系一样，如监控污水处理装置，监控废气收集和焚烧装置等。 除了现场采样之外，还可以采用“生物监控 ，如在有废气排放地点养鸟，在处理过的污水中养鱼等等。 三 、 化工 三废治理原则 对于三废的防治，在进行工艺设计和工程设计时，要把三废治理作为重要环节，做到“三同时 ” ，即同时设计、同时施工、同时投产。 对于已经投产的企业，如果三废不加治理时，可以指令限期治理，不然可以令其停产。 治理三废的积极的思路就是改造工艺，使其不产生无法治理或难以治理的三废；其次是“三废 ” 资源化，回收利 用或生产出新的产品 （ 过去称综合利用产品 ） ，万不得已则使之无害化。 这是总的原则。 四 、 化工 三废处理 方法 化学工业产生的废气不经处理排 入 大气，会造成大气污染，使人体健康受到危害、农作物减产、甚至使植物枯死，给人类的生存造成很大的危害。 在大气污染中二氧化硫、硫化氢、氮氧化合物、氨、一氧化碳、氯气、氯化氢和多环芳烃等物质的危害最大。 例如，硫酸生产的吸收过程中，其尾气中仍有二氧化硫和三氧化硫的酸雾；生产丙烯腈过程中产生 的 副产物乙腈、氢氰酸、乙醛是有毒的，虽经回收，仍有少量排出；催 化剂的制造过程中产生汞、镉、锰、锌、镍等金属及其化合物，这些金属或其化合物以粉尘的形式排 入 大气。 工业上处理有害废气的方法主要有化学法、吸收控制法、吸附控制法以及稀释控制法等。 例如，二氧化硫常采用石灰乳或是苛性钠与纯碱的混合物反应除去；氮氧化合物可采用碱溶液吸收除去；二氧化碳和氯化氢可用乙醇胺或用水吸收，效果都很好。 碳氢化合物的蒸气、有害的臭气、硫化氢以及硫化碳酰物等气体，可采用吸附控制法，常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、硅胶以及分子筛等。 碳氢化合物也常用热燃烧、催化 燃烧和火炬等化学控制法除去。 如在铂催化剂存在下，通入空气将含有丙烯腈和氢氰酸尾气中的 腈 及氰化物除去，从而达到排放标准。 在废气的处理与排放中要防止二次污染的发生。 地球表面 70％以上的是水面积，但是可供使用的淡水仅占总水量的 ％，水是宝贵的。 水在化工生产中的应用非常普遍，其用量和废水排放量都比较大。 废水不经处理而排放，不仅浪费水资源，而且污染环境。 净化处理废水，提高水的利用率，节约和保护淡水资源，具有十分重要的意义。 不同的生产过程，其废水的性质和排放量不同。 废水成分复杂多变，有害物质主要是各种有机物以及汞、镉、铬等金属，危害很大。 一般根据废水的性质、数量以及要求的排放标准，采用多种方法综合处理。 废水处理的程度分为一级、二级和三级。 一级处理 主要除去粒径在 mm以上的大颗粒悬浮固体、胶体和悬浮油类减轻废水的腐化程度。 一级处理过程是由筛滤、重力沉降和浮选等物理过程串联组成，一级处理的废水，一般达不到排放标准，还要进行二级处理。 二级处理 主要采用生物法以及某些化学法分解或氧化降解有机物以及部分胶体污染物。 二级处理是污水处理的主体部分。 经 过二级处理的废水，其中有机污染物大幅度地降低，一般可达到向水体排放的标准。 三级处理 属于深度处理，进一步除去二级处理未能除去的污染物，如微生物未能降解的有机物、磷、氮等营养性物质以及可溶性的无机物。 常采用的方法如化学法沉淀、氧化还原法、生物脱氮、膜分离以及离子交换法等。 生物处理 是利用细菌的作用，将废水中的有机物氧化分解为无害物质。 根据细菌对氧气的需求，生物处理法分为好氧、厌氧生物处理法。 其中的活性污泥法是好氧生物处理法的一种。 废渣不仅占用大量的土地，而 且造成地表水、土壤和大气环境的污染，必须净化处理。 化工废渣主要有炉灰渣、电石渣、页岩渣、无机酸渣；含油、含碳及其他可燃性物质，如罐底泥、白渣土等；报废的催化剂、活性炭以及其他添加剂；污水处理的剩余活性污泥等。 废渣处理方法主要有化学与生物处理、脱水法、焚烧法和填埋法等。 废渣处理的原则：①采用新工艺、新技术、新设备，最大限度地利用原料资源，使生产过程中不产生废渣；②采取积极的回收和综合利用措施，就地处理并避免二次污染；③无法处理的废渣，采用焚烧、填埋等无害化处理方法，以避免和减少废渣的污染。 废渣也是二次再生资源，根据废渣的种类、性质回收其中的有用物质和能量，实现综合利用。 例如，从石油化工的固体废弃物中回收有机物、盐类；从含贵重金属的废催化剂中回收贵重金属；从含酚类废渣中回收酚类化合物；硫酸生产的产生的酸渣，经焙烧可循环使用；含有难以回收的可燃性物质的固体废渣，可通过燃烧回收其中的能量；含有土壤所需元素的废渣，处理后可生产土壤改良剂、调节剂等；污水处理厂剩余的活性污泥，可生产有机肥料；将有用物质回收、有害物质除去之后的废渣，如炉渣、电石渣等可作为建筑、道路和填筑材料。 第 七 节 化工 生产过程组织 一、 化工生产操作 （一）生产操作分类 化工生产的操作按其作用可归纳为反应操作、分离和提纯操作、调节物料温度操作、调节压力操作和混合操作等方面。 反应 操作 是化工生产过程的核心，其他的操作都是围绕着化学反应组织和实施的。 化学反应的好坏，直接影响着生产的全过程。 分离与提纯 操作 主要用于反应原料的净化、产品的分离与提纯。 它是根据物料的物理性质 （ 如沸点、熔点、溶解度、密度等 ） 的差异，将含有两种或两种以上组分的混合物分离成纯的或比较纯的物质。 例如，蒸馏、吸收、吸附、萃取等化工单元操作。 调节 温度操作，是热量交换的操作过程。 化学反应速度、物料聚集状态的变化（如蒸汽冷凝、液体的汽化或凝固、固体的熔化等）以及其他物理性质的变化均与温度有密切的关系。 改变温度可以调节上述性质达到生产所需的要求。 温度的改变，一般是通过换热器实现的，热量从热流体转移到冷流体，冷、热流体由易导热的材料隔开，传递的热量取决于两流体的温度差、传热面积和两流体的相对速度。 调节 压力操作，是能量交换的操作过程。 反应过程中有气相反应物时，改变压力可以改变气相反应物的浓度，从而影响化学反应速度和产品的收率。 蒸汽的冷凝或是液体 的汽化等相变化过程与压力有着密切的关系。 改变压力可以改变相变条件。 此外，流动物料的输送，需要增加流体压力以克服设备和管道的阻力。 改变压力的操作，可通过泵、压缩机等机械没备将机械能转化为物料的内能来实现。 生产中也常利用物料的余压输送物料；或利用余压进行闪蒸操作，实现混合物一定程度的分离。 物料混合操作，是将两种及其以上的物料按照配比进行混合的操作，以达到生产需要的浓度。 此外，在化工生产中还有破碎、筛分、除尘等操作。 （二） 化工装置操作方式 化工产品千头万绪，反应和分离方式千差万别。 化工装置一般要有维修周期，安排维修时间，化工生产一般希望生产时间在 8000小时以上，特殊产品可以长一些，也可以短一些。 操作方式有连续和间歇两大类，采用何种生产方式，对生产工艺和工艺设计有一定影响。 1． 连续操作 物料从进 入 反应器开始，一直到分离处理，产出精产品或粗产品的过程，是连续操作的，也就是说，物料源源不断地进入反应器，粗产品同时源源不断地生产出来，这个过程称为连续操作。 连续操作有两个层次，一是初级的连续操作，即如上述；二是典型的连续操作，就是从原料准备、原 料配料计量、加料，直到产品精制处理包装都是在一条流水线上连续操作的，是全流程连续化操作。 连续操作的优点很多，如 生产条件不随时间变化 ， 产品质量比较均一、 稳定 ，工艺控制指标很容易实现自动化操作和由计算机操作控制，设备满负载运转，劳动生产率高，工人的劳动强度小，生产过程比较稳定，因而也比较安全。 通常大型化工生产装置采用连续式。 2． 间歇操作 整个生产过程以反应为标志，包括从原料计量、加料，进 入 反应器、进查一查 化工生产中温度调节、压力调节、流量调节和液位调节的方法和仪表，你能够熟练操作和使用吗。 行反应，过滤，取出反应产物、出料、清理反应器等，是一个周期。 生产是按反应的周期来进行的。 即使在周期中，局部时 间之内也可能连续加料或出料，但只要这个周期不很长 （ 比如 20天 ） ，也称为间歇操作，如间歇精馏、间歇吸收。 最典型的间歇操作就是物料一次性计量投入，反应一段时间，中间可能经多次和多种步骤操作，最后一次性地从反应器取走产物，清洗反应器，进行下一轮投料。 间歇操作的优点是投料容易准确，反应产物便于调控，对于生产小批量多品种 （ 比如同一种高分子树脂需要有不同平均分子量的产品 ） 比较方便，对于复配型的精细化工产品也比较方便。 但间歇操作工人劳动强度相对较大，如清洗反应器时有废物废渣排放则增大了环境治理的工作量和难度，也增大了环 保投资，此外如采用自动控制费用亦较连续生产为高，产品质量不易均一。 3． 半连续操作 广义地说，凡是介于典型的间歇操作和典型的连续操作之间，都可以叫半连续操作，但通常指反应过程半连续。 也就是说，反应过程是一条流水线，原料物料不间断地连续地加入反应器，而产物源源不断地从反应器生。