化工生产工艺流程认识方法的研究

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摘要：认识化工生产工艺流程是化工技术类专业实践环节教学和训练主要的内容之一，也是要成为合格化工生产工作者首先必须完成的任务之一。通过研究确立了化工生产工艺流程的组成，确定构成化工生产工艺流程的基本要素，建立了认识化工生产工艺流程的认识方法。

一、认识化工生产工艺流程的重要性

认识化工生产工艺流程就是我们通常说的摸流程，它是化工技术类专业实践环节教学和训练主要的内容之一，也是要成为合格化工生产工作者首先必须完成的任务之一。和很多在大型化工企业工作毕业生交流过程中得知，他们进入企业后首先要做的就是接收培训，主要内容就是对工艺流程的熟悉，最终要求是达到对生产现场每一个管道内流动介质的所有信息（名称、流向、温度、物化性质等）都要知道，对管路中的阀门、仪表的运行状况也要非常清楚，经多次考核合格后才能取得上岗资格。可见化工生产企业对员工是否掌握生产工艺流程的要求是非常高的，在他们看来熟练掌握化工生产工艺流程是最基本的工作能力。

事实上，当一个化工生产的初学者来到化工生产车间时，面对形形的管道、各色各样的设备，就好像刘姥姥是进入了大观园，什么也摸不着头脑，有些人还会产生恐惧感。而对一个优秀的化工生产工作者来说，面前的一切，就犹如一头牛在庖丁眼里一样，对其结构成竹在胸。目前在国内尚没有形成教学生如何摸流程的方法，学生间摸流程时，往往总是不得要领，同时也给实习指导老师和工厂的工人师傅带来了很多烦恼。怎样摸流程、如何摸流程便成了挡在学生面前的一只拦路虎。为了能让学生在实习和实训过程中，有一个引路的牌子，少走一些弯路，达到事半功倍的效果，必须寻找出一个合理的认识化工生产工艺流程的方法。

二、研究过程及认识方法的建立

（一）确认化工生产工艺流程的组成

化工产品的生产过程都比较复杂，主要体现在生产工序多、操控要求高。有时要得到一个化工产品需要经过几十个工序，动用上百个设备。但一点是不变的，那就是任何化工产品的生产过程都包含若干个化学反应、产物分离、物料输送流程、热量传递等单元式的生产过程，因此，为了便于对化工生产工艺流程的认识，可将化工生产工艺流程分割成化学反应、物料分离、物料输送流程及热量传递、物料的计量包装等单元式的工艺流程。

1、物料输送工艺流程

是在化工生产过程中将物料从一个设备输送到另一个设备工序安排的程序。在化工生产过程中会使用很多设备，也就需要将物料在各设备之间转移的工序。

2、传热工艺流程

包括热量传递工艺流程和冷量传递工艺流程，传热工艺流程是化工生产工艺流程的控制部分，化工生产过程中的温度、压力可由它们来调节的。

3、化学反应工艺流程

是化工原料在反应装置里进行化学反应得到新产品工序安排的程序，它是化工生产工艺流程的核心部分。

4、物料分离工艺流程

是将化学反应工艺流程中的生成物分离成高纯度产品各项工序安排的程序，有时也称之为传质工艺流程。能包含吸收、精馏、过滤、萃取、结晶、干燥等多个工序。因此在认识化工生产物料分离工艺流程时可将分离工艺流程再分解成吸收、精馏、过滤、淬取、结晶、干燥等比较简单的单元式物料分离工艺流程。

5、物料计量、包装工艺流程

计量就是在化工生产过程中对原料、中间产物、产品进行量化的过程。包装是为便于产品的储运、对外供应而进行的一种操作。在化工企业中，物料的计量、包装是化工生产过程不可活缺的一部分。准确、快速对物料计量、包装对确保整个化工装置生产过程的安全连续运转，起着非常密切的关系和重要作用。

需要强调是将化工生产工艺流程分割成单元式工艺流程只不过是为了便于认识生产流程的一种理想化设想，在实际化工生产过程中这些单元式工艺流程之间并不存在严格界限，因此，在进行流程分割时千万不能死搬教条，流程的分割没有标准的答案，流程分割的唯一目的就是为了方便认识流程，也就是说怎样认识流程方便就怎样分割流程，否则就没有任何实际意义。

（二）确立构成化工生产工艺流程的基本要素

为了能使认识化工生产工艺流程有一个比较明确的原则和步骤，寻找一个切入口，特确定关键设备、化工管路、测量显示仪表为构成化工生产工艺流程的三个基本要素。

1、关键设备

将在化工生产工艺流程中起主导、决定性作用的设备计之为关键设备。可将反应釜、反应器、反应塔等进行化学反应的设备认为是化学反应工艺流程中的关键设备；泵为流体输送工艺流程中的关键设备，换热器为能量传递工艺流程中的关键设备；精馏塔、吸收塔、过滤器、干燥器等为分离工艺流程中关键设备。

2、化工管路

化工管路是将化工设备有机、科学联系在一起的纽带，也是物料转移的通道。它主要由管子、管件和阀件三部分组成，另外，还有附属于管路的管架、管卡、管撑等管件组成。在化工生产工艺流程中就靠管路把各关键设备联在一起，维持着生产的正常进行。正因为管路在流程中起的是纽带作用，因此在认识流程时就应该顺着管路去找设备，确认流程的走向。

3、化工测量仪表

测量显示仪表是对化工生产过程中的压力、流量、温度、液位等进行测量显示的工具，通过仪表测量的数值可以显示化工生产过程进展情况。在认识化工生产工艺流程时也可以利用测量显示仪表功能帮助认识流程。例如，可以通过管路中两个压力表显示的数值来判断管内物料的走向，利用流量计也可直接了解管内物料走向及流量的大小；利用液位计数值的变化可以明白该容器进出料情况；借助温度测量仪表可推断热量传递的方向。

（三）认识化工生产工艺流程的方法简介

1、基本信息的采集

（1）原料、产品信息的采集

原料和产品是指在化工生产过程中所使用的主、辅材料和通过生产得到主、副产品。它们的相关信息主要包含物料的名称、物理性质和化学性质。

（2）生产设备及操作方式信息的采集

生产设备的信息主要是指化工生产过程中所使用设备的名称、型号等相关信息。操作方式信息是指各化工单元操作所选用方式的信息，例如传热单元，它的操作信息主要是指传热介质、传热方式等信息。

（3）化学反应信息的采集

化学反应信息是指在化工生产过程中所发生的化学变化的相关信息。化学反应信息主要包括：化工生产过程中发生了哪些化学反应（用化学反应方式来表示），化学反应的类型，是化合反应还是裂解反应，是吸热反应还是放热反应等。

2、关键设备的查找和识别

在化工生产过程中起主导、决定性作用的设备计之为关键设备。通常情况下将化工生产过程中使用的泵、换热器、反应器、蒸馏釜、精馏塔、吸收塔等设备确定为关键设备，因为这些设备在生产过程中对生产都起到了决定行的作用。如何查找和识别这些设备呢？最简单的方法就是依据安装在设备上的铭牌或设备的外形来查找这些设备。

3、流程的分解

为了便于对化工生产工艺流程的认识，依据关键设备将该生产工艺流程分解成若干个小的、单元式的工艺流程，有几个关键设备就可以分成几个小的工艺流程。一个化工产品的生产工艺流程通常可分解为物料的计量、输送、传热、化学反应、精馏、吸收、过滤、干燥、包装等单元式的工艺流程。

4、确定管路中物料的名称及其走向

了解管路中物料的名称及其走向是认识化工生产工艺流程的主要任务之一。一个合格的化工生产工作者是能随时随地说出任何管路中的物料的名称及其走向的。

管路中物料的名称主要以采集的基本信息来加以确定。管路中的物料的走向的判断通常是以关键设备为起点，沿着管路的走向，借助管路中的阀门、测量仪表确定管路中物料的走向。例如截止阀的安装具有方向性、输送泵的出口通常安装压力表，利用这些信息可以帮助我们来确定管路中的物料走向。

5、绘制单元式化工工艺流程图

化工工艺流程图是用来表达一个化工厂或化工生产车间工艺流程与相关设备、辅助装置、仪表与控制要求的基本概况，可供化学工程、化工工艺等各专业技术人员使用与参考，是化工企业工程技术人员和管理技术人员使用最多、最频繁的一类图纸。也是即将成为化工生产技术人员了解化工生产过程的最简单、最直接的工具。所以，在我们认识了化工生产工艺流程后就必须要绘制出化工工艺流程图，更是作为一个认识、研究化工生产工艺流程的主要成果。

6、流程的组合并绘制工艺流程总图

依据所了解知识和掌握的信息将已经认识的分解成若干个单元式工艺流程合理的组合在一起，对该化工生产工艺流程进行全面的了解和认识。最后画出完整的化工生产工艺流程图。

三、结语

总之，要认识好化工生产工艺流程，必须先采集相关的基本信息，然后根据设备铭牌和设备外形来查找关键设备，依靠相应的管路及所用测量仪表，将整个流程由大化小、各个击破。牛在庖丁眼里不是一条完整的牛，而是形形的骨头和各式各样的器官。最后再由小成大、从片面到全面，彻底认识该生产工艺流程。

特别说明：以上建立的认识化工生产工艺流程的方法和步骤是针对初学者而言的，对掌握了一些化工知识的人在认识流程时，也不一定非得依照这些方法和步骤，可从生产的原料储罐开始，沿着管路一路摸索下去，一直到产品的出料、包装，这样会简单、快捷许多。

课题项目：本文为“高职应用化工技术专业核心课程资源库建设研究”的论文（常州科教城院校基金项目K2011331）。

参考文献：

[1]郭泉．认识化工生产工艺流程．北京：化学工业出版社，2009．