化工设计第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统-展示页
2025-09-07 12:28本页面
【正文】 设计方法形成的过程更为经济 ， 因为设计中要求减少废物以及环境治理成本，从而有更多的原材料转化为可销售的产品。 其主要内容如下： ** 1 单元操作物料选择的环境污染预防 ** 2 化学反应器的环境污染预防 ** 3 分离设备中的环境污染预防措施 ** 4 贮罐和挥发源的污染预防措施 化工过程设计概论 1 单元操作物料选择的环境污染预防 设计 和改进单元操作以实现污染预防的一个非常重要的因素就是化工生产中物料的选择 。 应避免使用持久性的、易生物积累或有毒的物料，随着相关法规的日趋严格，许多生产者不再选用这类物料。 • 2. 在 维持或提高目标产物总产率的前提下 ,是否存在 其它 毒性小安全性高的代替品，或 产生 的废物或排放量更 少 的代替品。 化工过程设计概论 2 化学反应器的环境污染预防 从环境的角度来看，反应器是化工生产中最重要设备。 应选择对环境影响较小的原材料、产物和副产物。最后，反应能耗应该很低。例如，原材料的累积排放和影响应相对较低，消费者使用后对环境影响应较小，如果可能应将反应产物回收再利用。 反应器需要考虑的因素分类为： 物料使用和选择 反应类型和反应器的选择 反应器操作 化工过程设计概论 污染预防的反应器 操作其它改进措施一览表 （ Nelson， 1992； Mulholland 和 Dyer， 1999） • 1).改善反应物加料 • 问题 ：不理想的加料方式导致离析和过多副产物的形成 • 解决方法 1：在液体反应物和固体催化剂进入反应器之前用在线的静态混合器进行预混合 。 • 解决方法 2：改进反应器中进料管和分布器的设计。控制气相加入液相反应混合物中的停留时间。 化工过程设计概论 2).催化剂 • 问题：均相催化剂会导致水和固体废物流中的重金属污染 。 • 问题：旧的催化剂设计强调反应物的转化率，忽视选择性 。 • 收益 ： 下游分离和副产物的废物处理费用较低 — 例如，制备 光气 （ COCl2） 的新型催化剂使四氯化碳和一氯甲烷的生成最小化 ， 节约费用 1,000,000$，同时可以削除末端管治理设备 。物料优先进入反应器中心的下部。收率和选择性低。 化工过程设计概论 4).控制反应器加热 /冷却 • 问题： 传统的热交换设计不是控制反应温度的最优设计。 • 问题： 气相反应中的稀释剂，通常是氮气或空气，能够移出反应热，但是会导致废物的产生，例如部分氧化反应产生的氮氧化物。 CO2需要从产物中有效地分离出来，冷却并循环返回反应器。 化工过程设计概论 5).其它的反应器操作问题 ： • 改进 测量方法并控制反应参数以达到最优状态。 • 常规 标定仪器。 以上是以反应器为例说明防止污染的 单元操作的绿色环保化措施 。 一个独立的过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。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。通常有多种路径可以生产产品 。 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
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