化學工程與工藝發展趨勢

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摘要：從化學工程與工藝發展現狀出發,討論化學工程與工藝發展的趨勢。自動化、清潔生產、創新化以及新型能源的開發是化學工程與工藝的發展趨勢。期望能夠引起相關工作者的思考,對相關工作者有所幫助。

關鍵詞：化學工程;工藝;創新化;新能源

1化學工程與工藝概述

化學工程(簡稱化工)包括石油精煉工業、有機合成工業、金屬材料制造工業、食品加工工業、塑料制造、纖維制造等傳統的化工制造工業,隨著科學技術的發展,化學工程還囊括了納米技術等高新技術以及生物制藥等新興工程?；な俏覈鴩窠洕闹匾M成部分?；楣まr業的發展提供所需的各類原材料,是國家農業經濟發展的動力;化工為人們提供衣食住行的保障,與人們的生活休戚相關;化工為國防提供尖端的高新技術材料,能夠鞏固我國國防?？傊?化學工程的發展與我們休戚相關,本文將從化學工程及工藝的發展現狀展開分析,進而探討化學工程及工藝發展的趨勢。

2化學工程與工藝發展的現狀

化學工業是我國國民經濟的重要組成部分?；瘜W工業是國家經濟發展的動力,是人們衣食住行的保障,是國防的堅實后盾。我國化學工程及工藝存在著生產工藝落后,資源能源利用率低,環境污染大,產能低,管理模式落后等問題。在經濟的發展過程中,化工企業的經濟發展與產生的環境污染問題之間的關系,也日益引起了廣泛的關注。我國化工企業發展較晚,技術及工藝相對落后,導致了能源利用效率低、污染物排放量大。并且我國化工行業節能環保意識比較薄弱,發展循環經濟的觀念比較落后;化工企業缺乏專業的節能減排專業人才的指導、節能減排理論知識和實際生產的脫節等給我國化工企業發展循環經濟帶來的阻礙。當今世界,科學技術的發展日新月異,各行各業的不斷發展,局勢變化波詭云譎,競爭日趨激烈,但伴隨著激烈競爭的是空前的機遇。我國化學工程及工藝應該緊跟時代的步伐,對現有化學工藝及技術進行更新、創新,改變傳統的化學工藝發展模式。

3化學工程與工藝發展趨勢

在新時代背景下,科學技術不斷發展,化學工程與工藝向著自動化的方向發展。自動化水平的提高能夠顯著提升生產的效率,擴大化學工程及工藝的應用領域。自動化信息的管理,能夠對生產工況進行實時的準確監控,使化工生產隨時都處在安全的狀態下;化工企業在生產過程中開展清潔生產,發展循環經濟,節能減排的是化學工程與工藝發展的必然趨勢;創新能夠以改善傳統的生產工藝,提高化學工程的生產效率,創新思維的應用時化學工程與工藝發展的另一必然趨勢;隨著工業的發展,資源的消耗量在不斷增加,資源的枯竭也成了人們不得不面對的現實問題,現代化學工程與工藝著力于新能源的開發,緩解能源壓力,是化學工程與工藝發展的另一個方向。

3.1自動化

在新時代背景下,科學技術不斷發展,化學工程與工藝向著自動化的方向發展。自動化水平的提高能夠顯著提升生產的效率,擴大化學工程及工藝的應用領域。化學工程及工藝的自動化發展,為化學工程的研究開拓了一個新的研究領域。在科技日新月異的快速發展的時代,化學工程應該乘著科技這艘航船,提高化學工程的自動化程度,提高化工生產效率。例如MES(英文全稱為:ManufacturingExecutionSystem),即生產化的信息管理系統。該系統能夠對化工生產車間的日常生產活動進行全面系統化、自動化的管理模式。MES系統對化工生產過程中的數據實現實時監控,能夠及時發現生產異常情況,能夠提高生產過程的安全性;MES也能對化工企業的生產計劃進行監控,對車間生產原料的庫存進行及時的補充,保證生產;MES系統也能夠實現對化工產品的包裝過程的自動化,提高化工企業人工對產品進行封包的效率。自動化信息的管理,能夠在化工生產過程中實現全方位的監控,及時發現設備運轉的異常情況,及時進行科學的診斷,在必要時進行緊急急停處理,排除故障,保障生產的安全。自動化管理系統能夠監控化工生產的全過程,對生產工況進行實時的準確監控,使化工生產隨時都處在安全的狀態下。

3.2實行清潔生產,發展循環經濟,實現節能減排

化學工業是我國國民經濟的重要組成部分。但受到化學工藝水平的限制,導致化學工程同時又是高能耗、高污染的工業,人們在談論化學工程發展時總與環境的污染聯系起來,似乎化學工程的發展必然會以環境的犧牲作為代價。化工企業在生產過程中開展清潔生產,發展循環經濟,節能減排的是化學工程與工藝發展的必然趨勢。清潔生產與循環經濟為我國化工企業的發展開辟了新的方向,在減少化學生產中污染物排放的同時,有利于提高化工生產效益。清潔生產強涵蓋于化工生產的整個生命周期,從產品的搖籃到墳墓?；どa選擇清潔的原材料,清潔的生產工藝,生產清潔的產品。清潔生產首先從源頭保證原材料及能源的清潔,比如在化工生產過程中采用清潔的天然氣或者電能為能源代替燃煤、燃燒生物質能源,這將會極大地減少氮氧化物及二氧化硫的產生,減少對大氣的污染。另一方面,電能及天然氣比煤炭和生物質熱值更大,能夠為化工生產提供穩定的能源,保障生產。生產工藝采用先進的生產技術和生產設備,能夠減少生產過程中的產污點。清潔的產品則指產品的使用過程中和使用完畢以后的回收過程中,都能夠實現節能減排,減少對環境的污染。循環經濟強調“減量化、再循環、資源化”,通過廢物回收進行再利用,實現廢物的資源化。循環經濟在提高資源利用率的同時,降低了環境的負載。最終實現化工生產效益與環境效益的雙贏。

3.3創新化

創新是發展的不竭動力,化學工程在發展中,注入創新思維,能夠使化學工程及工藝能夠不斷更新,不斷與時俱進。如果不注重創新,固守陳規,將會被時代所淘汰。比如,在化工生產中較為常用的分離方法就是蒸餾法與萃取。蒸餾法是根據物質的沸點不同,將待分離混合物加熱,使其沸騰,根據蒸發出來的先后順序進行分步收集。萃取則是根據待分離物質在兩種物質中的溶解度的不同,用溶解度高的萃取劑將其從混合物中提取出來。傳統的分離方法,雖然工藝簡單,設備簡單,投資較少。但是耗時較長,提取分離的效率較低,不能適應現代工業發展的速度。而膜分離技術是根據膜的對物質通過的選擇性差異,實現混合物質的分離。不僅能夠提高分離效率,還能夠擴展化學工程的應用領域。

3.4新能源的開發

隨著工業的發展,資源的消耗量在不斷增加,資源的枯竭也成了人們不得不面對的現實問題,現代化學工程與工藝著力于新能源的開發,緩解能源壓力,是化學工程與工藝發展的另一個方向。比如燃料電池的開發利用。燃料電池是一種把燃料的化學能直接轉化為電能的裝置,是一種新的發電技術。燃料電池能夠實現燃料化學能到電能的轉化,而不會受到卡諾循環效應的對能量轉化的限制,發電效率相對較高。并且不會有機械設備產生的噪聲,不會像傳統煤電一樣產生大氣污染物。利用化學工程對燃料電池及氫能、太陽能電池的等新型能源的開發,能夠實現緩解能源匱乏的危機,并且新型能源是環境友好型的,能夠降低環境污染,提高能源效率。在能源短缺的趨勢下,化學工程與技術發展的又一趨勢是面向新能源的開發。

4結語

綜上,化學工程及工藝不斷創新,以改善傳統的生產工藝,提高化學工程的生產效率及應用領域。要實現我國化學工程的持續發展,必須應用現代科學技術,提升化學工程與工藝的自動化水平;實行清潔生產及循環經濟,實現綠色生產;不斷創新,更新化學工藝及技術,為化學工程的發展注入不竭動力。

參考文獻:

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[3]王超群.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，(5):173-173.

作者：佘慧娟 單位：湖南有色金屬職院技術學院