论化工生产中常见的问题和分析

[摘 要]化学反应过程必须在某种适宜条件下进行，例如反应物料应有适宜的组成、结构和状态，应要在一定的压强、温度、催化剂以及反应器内的适宜流动状况下进行。由于化学反应过程物质变化多样，反应条件要求严格，反应设备结构复杂，所以其安全技术要求较高。化学反应是有新物质形成的一种变化类型。在发生化学反应时，物质的组成和化学性质都发生了改变。化学反应以质变为其最重要的特征，还伴随着能的变化。

[关键词]化工；反应；改变

中图分类号：TQ053.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0333-01

化学反应要实现工业化生产，必须采用催化剂提高其反应速率。开发新型高效、无毒无害的催化剂是绿色化学工艺的方向之一。目前已研制出超高强度聚乙烯纤维，强度可达3GPa～4Gpa，可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。 聚乙烯的改性品种主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯和交联聚乙烯。广泛应用于医学、电气、农业等方面。同时要达到经济性原则，必须保证催化剂具有低廉的造价，稳定的化学性质，较好的活性等特点。下面介绍一下几种主要的新型的绿色催化剂。绿色化学工艺要求催化剂自身应该是无毒的，特别杜绝催化剂在高温下分解，产生有毒气体，催化反应的后序分离过程也应该是环境友好操作，比如萃取操作萃取剂的选择，挤出的板材可进行二次加工，也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑。给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩使用，管板材，挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。 中空制品，高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。常用的紫外线吸收剂为邻羟基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等，炭黑是优良的紫外线屏蔽剂。此外，还加入抗氧剂、剂、着色剂等，使聚乙烯的应用范围更加扩大。高压下生产还将增加动力消耗，对设备的要求也较高。前面已经说明，在常压下合成FDEA，理论转化率已经达到70%以上，而且在70-95℃的温度下，常压下反应速度已可满足要求，因此合成VC不必用高压，常压即可。聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，在薄膜、中空制品、纤维等方面的应用非常广泛。在实际生产中，为了提高聚乙烯对紫外线和氧化作用的稳定性，改善加工及使用性能，需加入少量塑料助剂。由乙炔和HCFDJY合成JFRYY的反应是一个缩减体积的反应，据吕查德定律，增加压力有利于提高乙炔的理论转化率。利用质量作用定律可以具体计算出增高压力时转化率提高值。因此氯乙烯的精馏操作宜在加压下进行，生产中一般为5个大气压，这样可使混合物沸点提高到常温或较高的温度，使精馏在常温下进行。从反应速度来看，增加压力亦有利。但在高压下乙炔易爆炸，生产上不如常压下安全。对中低压管网按照年限、腐蚀程度及危害程度进行划分评价，制定巡视监控计划，为应对突发事故，制定应急抢险预案，并加以演练，确保设备的管网及设备设施安全运行。

精馏操作压力的选择，是与氯乙烯及被分离的杂质的性质分不开，氯乙烯及其混合物沸点较低，常温常压下多是气体，所以，若在常压下精馏得在低温下进行，这样不但需消耗相当数量的冷冻剂，增加生产成本，而且也影响正常操作。要实现安全生产，关键是做到“安全工作在前、预防工作在先”，实现安全生产超前管理。我们加强对调压站、柜的监控检查，定期对危险源进行综合性安全评价，有针对地采取措施实施危险源控制管理。

近年来，在各工艺技术并存的同时，新技术不断涌现，其中冷凝及超冷凝技术，不造粒技术，共聚技术双峰技术，超临界烯烃聚合技术等新技术的开发，极大地促进了世界聚乙烯工业的发展。该法生产时间短，只需几分钟，聚合釜容积小，时空产率高，但反应不易控制。在溶液法工艺中，聚合物也能溶解在反应溶剂中，此反应溶剂一般为环己烷。工艺流程短，不使用溶剂，不需要溶剂回收工序，反应热靠循环乙烯带走，有几种催化剂体系，在一条生产线上可生产全密度GRTG。 溶液法的最大特点是高压聚合反应后的产物是以熔融状态出现的，可以直接去造粒。聚乙烯是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯及一些具有特殊性能的产品。采用釜式反应的生产厂家，为了提高单线生产能力，采用浆液外循环的措施。气相法是近几年发展起来的技术，有较好的共聚性及氢调敏感性，故可生产不同用途的产品。管路是化工生产中不可缺少的组成部分，管路对于化工厂的重要性，犹如我们人体内的血管对于生命那样重要。溶液的组成与配比对磷化质量有很大的影响，采用自配调整的钙盐磷化液进行生产时，工件表面形成的磷化膜结晶粗大，挂灰多，产品外观质量差，该配方配制的黑色磷化液生产时产生的沉淀相对较多，基本上每日都需要打捞沉渣，淤浆法是最早开发的生产技术，技术工艺比较成熟，产品性能好，反应压力较低，易于控制，但撤热问题一直制约着单线生产能力的提高。环管反应器的产生较好地解决了撤热问题，提高了单线生产能力。化工管道的设计和敷设是化工厂中经常遇到的一个十分重要和普遍的问题。正确而合理地设计管路，维修确保安全生产以及车间布置整齐美观都起者十分重要的作用。管道设计是化工工程施工图设计的主要任务。由乙炔装置送来的精制乙炔气，经砂封和乙炔预冷器预冷后，与氯化氢装置送来的干氯化氢，经缓冲器通过流量计调节分子配比（乙炔/氯化氢=1/1.05～1.1），在混合器中充分混合后，进入串联的石墨冷却器，用-35℃盐水（尾气冷凝器下水）间接冷却，混合气中水分一部分则以40%盐酸排出，部分则夹带于气流中，进入串联的酸雾过滤器小，由硅油玻璃棉捕集分离，然后该气体经预热器预热，由流量计控制进入串联的第Ⅰ组转化器。

化工厂的各种管路，通称化工管道。一般由管子、管件、阀门、支吊架、仪表装置和其他附件组成。其中管子是各种管路的主体，是机器和设备的介质进出口的关键部件。在聚氯乙烯生产中，单体氯乙烯的合成是关键。其合成工艺路线，按基本原料来源，可分为电石路线和石油路线。使出口处未转化的乙炔控制在15%以下。转化器填装活性较高的新催化剂，化器则填装活性较低的，即由更换下来的旧催化剂。合成反应的热量，系通过离心泵送来的50-70℃左右的循环热水移去。在不少化工厂中，管道的长度有几千米，甚至有的在百千米以上。存在耗电量大，原料成本高，因安全问题生产规模受到限制，和钢铁工业争焦炭，同时会引起汞的污染问题，因而不能适应聚氯乙烯大发展需要的缺点。管道的作用主要是输送各种流体，如气体、液体等。目前主要用悬浮法生产，成品为某种粗细的粒状树脂，适宜于压延、挤出、注射、吹塑等成型加工工艺。最近有关专利报道，对悬浮法做适当改进，可生产代糊用树脂。借列管中填装的吸附于活性炭上升汞催化剂，使乙炔和氯化氢合成转化为氯乙烯，出口气中尚有15-25%未转化乙炔，再进入其它转化器继续反应。氯乙烯的合成、精馏、聚合一直就是氯乙烯生产的热点问题。我国有非常丰富的电石资源，以电石为原料生产氯乙烯自然成为国内大部分生产氯乙烯工厂的共同选择。氯乙烯聚合的基本方法有乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合及溶液聚合。树脂产品的物理形态有粉状、糊状、溶液和清漆等。他们各自适应一定的加工工艺或使用范围。电石路线以电石为原料，先水解得乙炔，然后把乙炔和氯化氢混合，通过氯化汞催化剂合成氯乙烯，这是生产单体氯乙烯的老方法。它具有设备简单，工艺成熟，投资低，能小规模经营的特点。