化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用分析

张兰贵

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摘要：随着我国改革开放的持续深入，社会经济发展也在不断加快，但在此过程中也产生了严重的环境破坏问题，需要加以重视。而化工工业是我国国民经济的重要支柱产业，在发展中除了对能源和资源的消耗外，还有大量的污染物排放。所以，现阶段需要针对化学工业实行有效的治理与改革，从而使化学工业污染程度降低。因此，相关化工企业需要有效结合技术和化学工业，对环境友好型的相关绿色产品进行生产，以此实现化学工业节能减排的目标。

关键词：化学工程与工艺；化学工业；节能

引言

在绿色环保理念的指导下，要求化学工程与工艺在发展时能够尽可能地降低对环境所造成的污染，同时在化学反应生成的过程中，应尽可能地降低有毒副产物的产生。而在化学工业发展时，应对设施设备性能进行改进和提升，降低对能源的消耗，进而使化工领域在为我们提供服务的过程中以尽可能小的副作用促进生产价值的提升，进而促进化学工业的进步，促进人类与自然和谐发展。

1绿色化学工程与工艺概述

绿色化学工艺又被称作环境无害化学工艺，强调利用先进的化学技术对化工生产过程中的环境污染问题进行有效控制。这种技术可以去除化学产品设计环节、制造环节和应用环节中的有害物质，降低对环境造成污染的物质成分含量，从而在化工生产期间能够利用现代化的生产技术、绿色节能设计方式和制造方式等，生产出质量较高并且不会对环境造成污染的化工产品，达到环境保护的目的。近年来我国在绿色化学发展的过程中已经开始重点以环境保护为目的，利用先进的绿色化学工程与工艺技术措施，提升化工生产的节能水平，降低化工企业生产能源消耗和环境污染问题的发生率。

2应用绿色化学工程与工艺需要遵循的原则

要将绿色化学工程和技术应用于化学工业，首先要从源头上减少或消除危险废物的产生，尽量避免出现“事后诸葛”的情况。也就是说，花很多钱清理。第二，在化工产品的设计和开发阶段，用于加工产品的原材料要保持最大利用率，防止材料流失。另一方面，在选择化学催化剂、沉淀剂等溶剂时，应避免使用有害化学物质，以免生产源生产有害物质。再次，在选择生产原料时，要深入分析原料的性质，以便回收原料投入生产。最后，为了使使用的生产工艺最大限度地减少有害化学物质，特别是化学衍生物的发生可能性。为了有效地控制化学衍生物的生产，必须对生产条件进行初步分析和研究。

3化学工程与工艺自动化的发展现状

化学工程与工艺是一门新兴的产业，它的应用领域十分广阔，发展前景同样十分广阔，对我国的经济发展具有重要的推动作用。但随着时代的发展，化学工程与工艺在发展过程中出现了许多问题，目前我国化学工程与工艺自动化技术的发展还不够成熟，在实践中还存在着一定的不足。随着大数据时代的到来，许多行业都得到了发展，化学工程与工艺技术也得到了较好的发展机会，但是市场的竞争却日益加剧。在这样的大环境下，企业要在激烈的市场竞争中站稳脚跟，就必须不断提高技术，把现代化、网络化、创新化和绿色化作为自己的发展方向，不断提高自己的竞争力，不断增强自己的实力，在完善自身技术的同时积极寻找更多的发展机遇。另外，随着化学工程与工艺自动化的发展，化工行业必须积极发展自己的相关领域，以达到自己的发展目标，并促进相关产业的发展。在大数据时代，化学工程与工艺自动化在发展过程中也遇到了巨大的挑战，目前，我国化工工业的技术水平明显落后，资源浪费严重，管理观念陈旧，这些制约着化工工业的发展。为了适应国内的市场，需要引进一些技术，而国外的化工行业，一般都是高价出售技术。没有自己的技术，就得向别人低头，这就造成了很多的资金流向国外，让国内化工企业的利润很难提升。同时，由于国内化学工程与工艺自动化的管理体制还不健全，造成化工行业发展速度较慢，管理不善等问题，这些也会引发一系列的安全事故。总之，我国化学工程与工艺自动化的发展仍有很大的发展空间，要想在现有的环境下实现技术质的飞跃，就一定要把握好发展机会并坚持下去。

4化学工程与工艺在化学工业节能方面的应用

4.1自动化之信息化管理

自动化包装设备在化学工程与工艺领域的应用仅仅是冰山一角。基于MES生产管理系统，能够对参与化学工业各环节的所有机械设备进行实时监控，而在监控的过程中通过分析各项设备的运行参数，及时发现设施设备运行过程中可能存在的问题和异常现象，基于发出的异常信号能够及时对设施设备进行调整，以保障相应的工艺生产环节不出现任何问题。通过数据支撑实现信息化管理，使得管理效率得到显著提升，管理更加智能化，而所带来的最直接影响就是化学工程与工艺水平得到提升，能够使生产效益和产品质量得到显著提高。自动化监控管理系统的应用，使得所有参与化学工业的设施设备在管理水平方面得到显著提升，任何设施设备出现异常问题都能够及时发现，能够及时针对化学工业工艺进行调节，保障生产效率和质量。而对相应的设施设备也能够按照数据参数进行定时的维修和管理，使设施设备在使用过程中的寿命得到延伸，使用性能得到显著提高。

4.2积极引进新设备技术

在化学工程生产过程当中，通过对先进的技术和设备进行合理引进，可以使能源得到有效节约，并使化工生产的能量消耗得到降低。结合现有技术水平进行分析发现，生产过程中无法对全部有害物体进行彻底处理，这也使得在生产化学品时仍然有有毒物质存在，而且具有较大的处理难度。对此，相关化工企业需要对先进的技术与设备加大应用力度，使化学品的处理要求得到满足，具体可以引进转炉、空气冷却等相关设备，从而满足环境要求与标准。在此基础上通过适当调整，可以使整体的化工生产过程得到改善，并使能源消耗减少。除此之外，可以使用低电阻、环保以及节能等器件，并在化学工业生产过程中运用高热耗器件，这些新设备与技术的使用可以使污染问题减少，并对污染物进行有效处理。

4.3合理选用绿色化学原材料

在我国化学工业生产过程中应用绿色化学工程与工艺，可以准确进行各类绿色化学原材料的选择，有助于发挥绿色化学原材料的作用，避免资源浪费和环境污染的问题。首先，化工企业生产过程中化学材料的化学反应非常重要，如果所选择的绿色化学材料不能满足企业生产的化学反应要求，将会导致产品生产的质量和效果较低。化工企业在选用绿色化学原材料过程中，应重点分析各类原材料是否能够通过有效的化学反应提高产品的生产效率和质量；在产生化学反应之后，是否会对人类身体安全或生态环境的安全造成危害。通过各种类型的绿色化学原材料对比分析和研究，选择应用效果较高、促进化工企业节能发展的原材料。其次，化学材料在发生化学反应的过程中可能会受到某些因素的影响，使得化学材料资源不能得到充分利用。例如，在氧化反应因素的影响下氧化材料可能会出现变质的问题，对产品的质量造成影响，可能会发生资源浪费的问题，不能满足节能发展需求。化工企业在选择绿色化学原材料期间，应制订较为完善的材料选择方案，提前做好实验分析工作，通过实验分析的方式明确需要选择和应用的绿色化学原材料类型和数量，促使化工企业的节能生产、绿色化生产。

4.4结合生物技术的应用

化学实验主要有化学生物工程和生物化学两个层次。化学实验以生物酶为主，以酶美容为催化剂。同时，催化剂高效、特异，可较好地添加到实验的各个阶段。总体而言，绿色化学实验主要是应用生物技术生产更科学、更环保的化学品。在中国化学出现的早期，主要使用有机化合物原料，主要来源是动植物。后来，随着科技的发展，石油和煤被用作实验原料。目前，国内大多数化学实验室使用天然酶和工业酶代替酶。作为一种化学催化剂，高效、无污染反应、条件温和也是适用于化学实验的重要特点。例如，我们实验室的丙烯酰胺主要由丙烯腈制成，产生有毒物质，与酶的反应可以减少合成所需的步骤，反应过程中也不会产生新产品。所以，在这种情况下，应用生物技术的化学实验主要是我国相关基因微生物和酶的创新和创新，为绿色化工产品制造更适合反应的催化剂。

4.5清洁生产技术

采用清洁生产技术，最大限度地减少有毒有害物质的排放，大大减少了生产来源的原料量。以膜分离技术为例。目前，该技术已广泛应用于化工制药水处理领域。该技术的基本原理是，在膜的一侧施加推力时，原料面的组分选择性地通过膜，达到分离或纯化的目的。例如，膜分离技术在石油化工行业的应用可以从复杂成分的氨和炼油气体中提取氢气。同时净化和回收有机蒸汽，可以有效处理含油废水。众所周知，化工生产中含有的含油废水中含有大量有毒有害物质，排放到自然界后会对生态环境造成严重破坏。如果采用以前的机械分离、混凝沉淀、活性污泥处理等方法，处理的水就不能再使用了，资源浪费很大。这主要是因为含油废水中的油通常存在三种状态:油、分散油和乳化油。处理浮油和分散油时，只需机械分离、混凝沉淀、活性炭吸附即可。然而，在处理乳化油时，很难分离微米级的微粒。在这种情况下，可以使用膜分离技术分离小颗粒。这种方法有以下优点:首先，分离过程基于物理原理，不添加沉淀剂。第二，分离过程中不会产生含油污泥，精矿可以燃烧，不会污染自然生态环境。第三，通过膜分离，只有废水需要在压力下循环，因此所需的设备和运营费用较低。

4.6优化化工生产工艺

过去，化工生产中使用的技术和设备相对落后，生产的化学品质量达不到标准。生产成本高影响了化工企业的利润，生产过程中排放的污染物对人体和环境造成了负面影响。为了充分发挥节能技术的优势，在化工过程中应用新技术，优化规划和工艺，为废旧能源的再利用提供技术支持，优化化工过程系统，扩大新技术的应用范围。在实际化学过程中回收利用不足的能源，如从废物中回收能源，优化化学过程，应用新技术提高生产率。同时，化学反应条件可能影响化学过程的实施和能量消耗。为了保证化学工业生产活动的顺利进行和低能耗，必须优化化学反应所需的温度、压力、转化效率等条件。例如，要事先了解各种化学物质的性质和反应条件要求，通过比较最佳温度和压力进行化学生产，在实际工作中严格控制反应条件，随时观察反应情况，根据反应情况灵活调整反应设备。此外，还可以减少化学生产中的外部压力，从而减少能源消耗。以便精确计算化学生产前产生的压力。也就是说，在化学反应稳定、效率高、综合能耗可控的基础上，有必要降低气体反应物产生的压缩能耗，达到降低能耗的效果。

结束语

化学工业与我们的日常生活息息相关，而基于环境保护和可持续发展理念的指导，现阶段的化学工程与工艺应逐渐向自动化、绿色化学、生物技术方向发展。自动化技术在获得同等经济效益的情况下，降低资源的投入，从人力资源、材料资源以及能源等方面进行全方位节约。

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