時(shí)間：2023-04-06 18:35:32
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危險(xiǎn)等級的劃分依據(jù)主要是根據(jù)化工生產(chǎn)過程中所使用的原材料，儲(chǔ)存原材料的環(huán)境、原材料經(jīng)生產(chǎn)加工后所形成的新的產(chǎn)品特性，如物理性、化學(xué)性等。根據(jù)不同危險(xiǎn)等級的化工產(chǎn)品，確定各種類型化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的防火間距及防爆等級。進(jìn)而以此為標(biāo)準(zhǔn)，在化工工藝設(shè)計(jì)過程中選擇滿足生產(chǎn)需求的操作方式，防火材料及防火設(shè)備。
二、化工工藝設(shè)計(jì)分類介紹
1.概念設(shè)計(jì)。
概念設(shè)計(jì)是指抽象性的設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)一般是在擬建化工生產(chǎn)裝置前進(jìn)行，概念設(shè)計(jì)的主要目的是為了通過建立化工生產(chǎn)裝置模型，根據(jù)模型檢查化工生產(chǎn)工藝中存在影響正常生產(chǎn)的因素，包括生產(chǎn)線路的設(shè)置的合理性，生產(chǎn)環(huán)境條件是否滿足安全生產(chǎn)要求等，避免因化工工藝中某個(gè)環(huán)節(jié)存在不合理性給化工生產(chǎn)埋下安全隱患，同時(shí)根據(jù)概念設(shè)計(jì)建立模型檢驗(yàn)所的的數(shù)據(jù)為進(jìn)一步的化工工藝設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考。
2.中試設(shè)計(jì)。
中試設(shè)計(jì)是為了檢驗(yàn)小試所確定的工藝路線及相關(guān)運(yùn)行條件。檢測試制產(chǎn)品的功能穩(wěn)定性；檢驗(yàn)工藝系統(tǒng)的連續(xù)可靠性運(yùn)行；獲得化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)所必須的工藝參數(shù)；考察設(shè)計(jì)方案投入生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的雜質(zhì)對成品的影響等。
3.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)的重要階段。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是化工工藝生產(chǎn)裝置及配套設(shè)備安裝及規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)支持。
4.初步設(shè)計(jì)。
初步設(shè)計(jì)是在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)完成后的精細(xì)化設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)的成果是設(shè)計(jì)說明書和工程總概算書，也可以說是從初步設(shè)計(jì)是化工建設(shè)的指導(dǎo)思想，以此為依據(jù)進(jìn)行化工生產(chǎn)線的構(gòu)建；結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和有關(guān)單位批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書、化工廠的選址報(bào)告，從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性角度出發(fā)，對化工生產(chǎn)線建設(shè)進(jìn)行總體研究和計(jì)算，滿足化工生產(chǎn)線安全生產(chǎn)的同時(shí)又能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
5.施工圖設(shè)計(jì)。
施工圖設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)的最后階段，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)有關(guān)部門對初步設(shè)計(jì)的審批意見，結(jié)合初步設(shè)計(jì)中確定的化工工藝方案，以圖樣及文字的形式將化工工藝技術(shù)要點(diǎn)和各個(gè)設(shè)備的原理、布置進(jìn)行一一明確。并對初步設(shè)計(jì)中待解決的一些問題提出科學(xué)合理的解決方案，做到施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)最優(yōu)化，滿足化工產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定性生產(chǎn)需求。
三、化工工藝設(shè)計(jì)具有的特點(diǎn)
化工工藝設(shè)計(jì)交其他專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)具有明顯的區(qū)別，化工工藝設(shè)計(jì)工藝流程獨(dú)特，生產(chǎn)工藝安全性要求嚴(yán)格，技術(shù)含量高。尤其是針對化工產(chǎn)業(yè)近些年來頻發(fā)的安全事故，如化工產(chǎn)品原料在加工過程中出現(xiàn)的有毒原料泄漏問題，嚴(yán)重地污染了人們賴以生存的環(huán)境，水源的污染，大氣的污染、重金屬污染土壤等。所以國家的有關(guān)部門對化工產(chǎn)業(yè)的化工工藝設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)格的要求，明確提出在化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)要高度重視工藝設(shè)計(jì)在投入生產(chǎn)中的安全性問題。但實(shí)際上，化工工藝流程的十分的復(fù)雜，整個(gè)工藝流程涉及的專業(yè)較多，設(shè)備種類繁雜，各種管線管道交織在一起，倘若在設(shè)計(jì)過程中沒有確定科學(xué)的布線方案可能會(huì)早生產(chǎn)過程中因?yàn)榫€路故障問題，如線路老化搭接引起短路，又因?yàn)榛ぴ隙鄶?shù)具有易燃易爆的特性，很容易引發(fā)火災(zāi)或者更為嚴(yán)重的事故。所以，為了保證化工工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，化工生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，必須要加強(qiáng)對化工工藝設(shè)計(jì)危險(xiǎn)的識別和控制。
四、危險(xiǎn)因素識別與控制
危險(xiǎn)因素是指在化工生產(chǎn)過程中雖潛在的不利于安全生產(chǎn)的系列因素，而危險(xiǎn)因素的識別和控制是指對化工工藝設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)方案投入到建設(shè)中雖體現(xiàn)出來的一些不利于安全生產(chǎn)的特征，如化工設(shè)備是否滿足生產(chǎn)的需求，設(shè)備所處的環(huán)境是否滿足安全性生產(chǎn)需求，設(shè)備及相關(guān)附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等，認(rèn)真考究危險(xiǎn)因素，識別各種不安全因素的風(fēng)險(xiǎn)類別及等級，進(jìn)而有針對性地提出安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施。具體來講可通過以下措施控制。
（1）物料方面。
化工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)牢固掌握化工原料的物理特性、化學(xué)特性、化學(xué)反應(yīng)特征以及燃燒爆炸性等方面的知識，并能準(zhǔn)確地辨識各種原料之間的反應(yīng)原理。
（2）路線布置。
在化工工藝路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)廠房的實(shí)際空間位置進(jìn)行工藝路線的選定，盡可能地做到工藝路線不和其他電力線路相鄰，避免因電力線出現(xiàn)安全故障對工藝路線造成一定程度的影響。
（3）嚴(yán)格控制化學(xué)反應(yīng)裝置。
1．1化工工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地?cái)U(kuò)建的總體規(guī)劃及要求
根據(jù)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，經(jīng)過陜西國防工業(yè)職教集團(tuán)專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)論證，決定其改擴(kuò)建基本方向如下:①結(jié)合我院精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)、石油化工生產(chǎn)技術(shù)、應(yīng)用化工生產(chǎn)技術(shù)(煤化工方向)等優(yōu)勢專業(yè)的自身特點(diǎn)，專指委分析認(rèn)為，能源化工屬于高度自動(dòng)化、技術(shù)密集型行業(yè)企業(yè)，學(xué)生在石油化工、煤化工企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)常遇到無法進(jìn)行親手具體操作、得不到開停車和事故處理的機(jī)會(huì)。實(shí)訓(xùn)基地將建設(shè)典型化工實(shí)訓(xùn)裝置及小型化工工藝類工業(yè)生產(chǎn)裝置，供教學(xué)實(shí)踐和小規(guī)模化工生產(chǎn)使用，操作過程更加貼近生產(chǎn)實(shí)際。②化工仿真教學(xué)是運(yùn)用實(shí)物、半實(shí)物或全數(shù)字化動(dòng)態(tài)模型，深層次地揭示教學(xué)內(nèi)容的新方法，是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的高級階段。化工生產(chǎn)現(xiàn)場操作與化工仿真技術(shù)的結(jié)合很大提高了生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果，解決長期以來學(xué)生生產(chǎn)實(shí)踐達(dá)不到預(yù)期效果的問題。化工仿真將理論知識、工藝過程、操作控制能力和計(jì)算機(jī)的運(yùn)用充分結(jié)合起來，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，提高分析和解決問題的能力。在本次擴(kuò)建項(xiàng)目中建設(shè)培訓(xùn)過程更加貼近生產(chǎn)實(shí)際，操作更加貼近企業(yè)生產(chǎn)的化工仿真實(shí)訓(xùn)中心。
1．2化工工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)特點(diǎn)
1)實(shí)訓(xùn)過程中要具有專業(yè)基本技術(shù)技能應(yīng)用的真實(shí)性。操作訓(xùn)練按照企業(yè)對學(xué)生未來專業(yè)崗位群對基本技術(shù)技能的要求設(shè)置。
2)技術(shù)要求方面要具有專業(yè)領(lǐng)域的前瞻性、先進(jìn)性。使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中，學(xué)到和掌握本專業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)的技術(shù)和工藝路線。
3)內(nèi)容安排上要具有綜合性。通過實(shí)訓(xùn)掌握本專業(yè)的核心技術(shù)和技能，得到基本能力、基本技能和綜合素質(zhì)的全面培訓(xùn)。
4)環(huán)境和總體設(shè)計(jì)上兼具有社會(huì)開放性。不僅承擔(dān)本院的基本技術(shù)技能實(shí)訓(xùn)，而且能承擔(dān)各級各類職業(yè)技能的社會(huì)培訓(xùn)任務(wù)。
5)積極創(chuàng)造條件，開展高等職業(yè)教育的科學(xué)研究和專業(yè)技術(shù)應(yīng)用研究，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，在開發(fā)推廣新技術(shù)、新工藝和新材料等方面，發(fā)揮重要作用。
6)實(shí)訓(xùn)基地要不斷充實(shí)與改進(jìn)培訓(xùn)內(nèi)容，改革培訓(xùn)方法，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技術(shù)技能及獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。
1．3化工技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地的基本功能
1)承擔(dān)學(xué)院的高等職業(yè)學(xué)歷教育和社會(huì)非學(xué)歷教育的職業(yè)技術(shù)技能培訓(xùn)任務(wù)。社會(huì)培訓(xùn)的主要對象的定位在將來在企業(yè)生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)工作的技能型應(yīng)用型人才，即二類人員(化工工藝技術(shù)人員、化工總控工操作人員)，四類崗位(生產(chǎn)操作崗位、DCS操作崗位、生產(chǎn)工藝崗位、環(huán)境監(jiān)測工位)。培訓(xùn)內(nèi)容將根據(jù)陜西石油化工、精細(xì)化工等技術(shù)密集型企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)對技術(shù)應(yīng)用性人才的需求，按化工行業(yè)基本知識技能、化工各個(gè)單元操作、化工過程仿真控制操作等方面的開展實(shí)訓(xùn)。基本能夠滿足石油化工、煤化工、精細(xì)化學(xué)品、輕工、日化的崗位培訓(xùn)要求。
2)開展專業(yè)技術(shù)技能鑒定考核工作，并進(jìn)行專業(yè)研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)及新技術(shù)的應(yīng)用推廣等。逐步發(fā)展為陜西乃至周邊地區(qū)培養(yǎng)高等職業(yè)教育人才的實(shí)踐教學(xué)、職業(yè)技術(shù)技能培訓(xùn)、鑒定考核和高新技術(shù)推廣應(yīng)用的重要基地。“化工技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地”的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括:①化工工藝流程類的技能實(shí)訓(xùn)。②化工計(jì)算機(jī)仿真操作實(shí)訓(xùn)。③化工單元操作實(shí)訓(xùn)。④化工單元拆裝實(shí)訓(xùn)。
2建設(shè)安排及實(shí)施
此次改擴(kuò)建重點(diǎn)項(xiàng)目為化工仿真實(shí)訓(xùn)室和化工單元操作實(shí)訓(xùn)室兩個(gè)項(xiàng)目。化工仿真實(shí)訓(xùn)室目前擁有仿真用計(jì)算機(jī)100臺(tái)套，軟件有早期的單一設(shè)備仿真操作以及成套的工藝操作。本次擴(kuò)建擬再購置尿素工藝、煤氣化工藝、均苯四甲酸二酐合成工藝、丙烯酸甲酯工藝等最新版仿真軟件，進(jìn)一步豐富實(shí)訓(xùn)內(nèi)容;同時(shí)，考慮到火炸藥生產(chǎn)現(xiàn)場安全的特殊要求，計(jì)劃與兵器第805廠、兵器第845廠及東方仿真軟件公司聯(lián)合開發(fā)兩套火炸藥生產(chǎn)工藝綜合仿真軟件，解決學(xué)生火炸藥生產(chǎn)技術(shù)等課程仿真實(shí)訓(xùn)需要，軍工企業(yè)員工相關(guān)崗位崗前培訓(xùn)的需要。化工單元操作實(shí)訓(xùn)室主要是在原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上添置大型可DCS遠(yuǎn)程操控的精餾、吸收、傳熱、干燥及萃取等實(shí)訓(xùn)設(shè)備，以及石油化工、煤化工等化工生產(chǎn)工藝仿真模型。擴(kuò)建后的工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地包含仿真實(shí)訓(xùn)室、單元操作實(shí)訓(xùn)室、管路拆裝室、化工設(shè)備(泵及換熱器)拆裝室。可滿足優(yōu)質(zhì)專業(yè)核心課程《化工單元操作技術(shù)》的項(xiàng)目化教學(xué)及實(shí)訓(xùn)，滿足化工總控工、化工工藝試驗(yàn)工中級工至技師的職業(yè)技能培訓(xùn)及鑒定，以及對周邊企業(yè)員工進(jìn)行工藝操作等崗位的培訓(xùn)工作。
3基地建設(shè)對青年教師的培養(yǎng)
化工工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地不僅滿足學(xué)生的培養(yǎng)，其功能定位還應(yīng)包括對青年教師的培養(yǎng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，實(shí)訓(xùn)基地建立了有效的保障制度:①建立導(dǎo)師負(fù)責(zé)制的培養(yǎng)制度。青年教師成長有專門的“導(dǎo)師”負(fù)責(zé)。安排青年教師助課、答疑、講解習(xí)題、評卷試卷、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)等基本教學(xué)環(huán)節(jié)，熟悉教學(xué)內(nèi)容。②制定長期的培養(yǎng)培養(yǎng)計(jì)劃。積極提供機(jī)會(huì)鼓勵(lì)青年教師進(jìn)修學(xué)習(xí)，提高專業(yè)理論水平和學(xué)術(shù)水平，并支持青年教師積極參與國內(nèi)的學(xué)術(shù)活動(dòng)交流。加強(qiáng)知識的交流，防止知識的僵化。③為青年教師提供下工廠、企業(yè)進(jìn)行職業(yè)技能實(shí)踐鍛煉提高的的機(jī)會(huì)。培養(yǎng)教師的動(dòng)手能力和科研能力，并學(xué)到一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，較好地承擔(dān)高職教學(xué)工作，使其盡快成為“雙師型”教師。同時(shí)帶動(dòng)中青年教師參加各類實(shí)踐環(huán)節(jié)，堅(jiān)持教學(xué)科研并重。④建立青年教師考核制度。導(dǎo)師不定期地聽青年教師講課。堅(jiān)持定期開展教學(xué)內(nèi)容和方法的研討活動(dòng);培養(yǎng)青年教師樹立熱愛學(xué)生、熱愛教學(xué)、熱愛教育事業(yè)的思想;由導(dǎo)師對青年教師進(jìn)行考核指導(dǎo)。
4結(jié)語
煤化工工藝方法
1移動(dòng)床氣化
移動(dòng)床氣化是煤化工工藝的重要方式之一，它又被稱為固定床氣化，是一種非常有效的煤氣化方法。移動(dòng)床氣化一般分為常壓與加壓兩種。較為簡單的是常壓法，但是這種方法具有局限性，那些熔點(diǎn)較低的煤無法使用。加壓法則是人們通過對常壓法的局限性進(jìn)行研究而出現(xiàn)的一種更為有效的方法。這種方法采用氧氣和水蒸氣進(jìn)行氣化，能夠很好地將煤炭氣化。
2流化床氣化
除了移動(dòng)床氣化法外，流動(dòng)床氣化法也是較為普遍的煤氣化方法。一般情況下，在進(jìn)行流化床氣化法對煤炭進(jìn)行氣化時(shí)，使用的是八毫米以下的煤顆粒，再加上助于催化的氣化劑，使煤炭得以氣化。
3氣流床氣化
氣流床氣化方法也是一種比較有效的煤氣化方法。在運(yùn)用該方法進(jìn)行氣化時(shí)，氣化劑就會(huì)將要被氣化的煤粉帶入至氣化爐內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流氣化。這種氣化方式的速度較快，采用的是較為普遍的氧氣和水作為氣化劑，操作較簡便。但是，這種氣化方法在常壓下會(huì)出現(xiàn)很多問題，因此需要在加壓的情況下使用。
煤氣化工藝無法產(chǎn)業(yè)化的原因
雖然以上幾種氣化方法可以很好地實(shí)現(xiàn)煤氣化，但是要將其產(chǎn)業(yè)化卻是困難重重。首先，這些方法需要使用大量的氧氣作為催化劑，氧氣的成本高，使得煤氣化的成本高，無法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。其次，這些方法都有一定的局限性，對煤種的要求很高，并不能轉(zhuǎn)化任何煤種，這極大地阻礙了煤氣化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。第三，這幾種方法對熔爐的要求較高，其對爐灶的損害較大，無法長久性、大批量的進(jìn)行氣化。這些原因大大阻礙了煤氣化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，加上煤炭資源的運(yùn)輸量大、環(huán)境污染等因素，使我國的煤氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著極大的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)場總線與DCS相結(jié)合主要是將現(xiàn)場總線智能儀表與DCS系統(tǒng)銜接在一起，這樣不僅可以發(fā)揮DCS的獨(dú)特優(yōu)勢，而且還能擴(kuò)大現(xiàn)場總線的使用范圍，從而有效降低了系統(tǒng)的整體成本，充分發(fā)揮了DCS和現(xiàn)場總線的優(yōu)勢。同時(shí)，需要不斷提高管理監(jiān)控一體化功能，進(jìn)而對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)化管理。
2先進(jìn)控制及優(yōu)化
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，我國已經(jīng)掌握了一些先進(jìn)控制技術(shù)，如魯棒PID控制和多變量預(yù)測控制技術(shù)等。推動(dòng)先進(jìn)控制技術(shù)的使用，不僅可以提高產(chǎn)品效率和質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)收益，降低生產(chǎn)成本，而且還能提高控制系統(tǒng)裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，有效地有助于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，石油化工企業(yè)的裝置規(guī)模不斷擴(kuò)大，制作程序趨于復(fù)雜化，購買的材料一般具有易爆性和易燃性的特征，因此對各類設(shè)備的安全性提出了更高的要求。石油化工企業(yè)將安全控制技術(shù)推廣到儀表控制系統(tǒng)中，能夠提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。加強(qiáng)緊急停車系統(tǒng)ESD的應(yīng)用，能夠減少意外事故和安全事故發(fā)生的概率。安全控制系統(tǒng)具體包括緊急停車系統(tǒng)、生產(chǎn)裝置健康監(jiān)控技術(shù)以及安全儀表系統(tǒng)等。
4石油化工儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展
大量的實(shí)踐研究證明，加強(qiáng)石油化工系統(tǒng)中自動(dòng)化儀表的推廣和應(yīng)用是發(fā)展儀表控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們逐漸意識到自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重要性和必要性，近幾年，我國儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展取得了較大的成績。加強(qiáng)先進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用是發(fā)展儀表控制系統(tǒng)的第一步，將先進(jìn)控制系統(tǒng)安裝在石油化工企業(yè)的裝置上，能夠保證裝置穩(wěn)定、安全運(yùn)行，也降低了裝置運(yùn)行成本，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。模型控制策略是先進(jìn)控制系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)，先進(jìn)控制是其發(fā)展的重要方向，比如，智能化控制以及模糊控制。當(dāng)遇到復(fù)雜的多變量過程控制時(shí)，經(jīng)常利用先進(jìn)控制系統(tǒng)進(jìn)行處理，先進(jìn)控制是一種建立在常規(guī)單回路控制基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)約束控制，促使控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中能夠充分滿足動(dòng)態(tài)性以及操作性要求。石油化工系統(tǒng)開始與美國Honeywell公司合作，有效的研發(fā)出了催化裂化裝置先進(jìn)控制。如今，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為PCS、ERP和MES三層管理和控制系統(tǒng)。同時(shí)石油化工企業(yè)的生產(chǎn)、管理和經(jīng)營過程包括三個(gè)層次，即操作控制層次、生產(chǎn)管理層次以及經(jīng)營管理層次。控制操作層主要是實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫、安裝DCS或FCS；生產(chǎn)管理層是進(jìn)行油品儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及生產(chǎn)調(diào)度；經(jīng)營管理層是ERP。近幾年，石油化工企業(yè)基本都采用ERP、MES和PCS三層管理與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種自動(dòng)化技術(shù)，是控制系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。
5總結(jié)
水泥生產(chǎn)常用工業(yè)廢渣的危害
在水泥生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用的工業(yè)廢渣無非是主要含鈣硅鐵鋁等化學(xué)成分的化工工業(yè)廢渣，且附含有水泥生產(chǎn)限制的有害成分如氯離子，硫，堿；物料的表觀組成各不一致，水分從5%～75%不等，部分有毒有害氣體帶來了安全隱患，造成了物料的輸送存儲(chǔ)困難，同時(shí)影響了工業(yè)廢渣的廣泛推廣應(yīng)用，電石渣濾渣是生產(chǎn)PVC的一種強(qiáng)堿高鈣工業(yè)廢渣，極易水解，對土壤水質(zhì)污染嚴(yán)重，既使采用最安全有效的辦法進(jìn)行深埋處理，也要防滲漏和進(jìn)行覆蓋，還會(huì)造成資源浪費(fèi)。粉煤灰，煤矸石，硫酸渣，煤矸石，銅渣，磷石膏，都是工業(yè)副產(chǎn)品廢渣，相對來講危害要小一些，但是大量的堆積，會(huì)影響環(huán)境和堆放場地的增加.造成土壤的鹽堿化。工業(yè)廢渣的主要危害是污染空氣，污染環(huán)境，污染土壤，污染水源，影響人體健康。導(dǎo)致和破壞生態(tài)平衡，本文就3年的應(yīng)用實(shí)踐，在使用電石渣，粉煤灰，濾渣，煤矸石，銅渣，磷石膏，爐渣，硫酸渣，鋼渣生產(chǎn)水泥過程中的一些體會(huì)，和同行一起探討。
生料的配料組成
在新型干法2500t/d生產(chǎn)線進(jìn)行3年生產(chǎn)實(shí)踐，打破傳統(tǒng)的配料率值指標(biāo)范圍，對生料控制指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整。生料原料組成：石灰石，電石渣，煤矸石，銅渣，硫酸渣，砂巖，濾渣；要求燃煤發(fā)熱量在5150～5400kcal/kg，揮發(fā)分大于21%，全硫小于1.8%。
水泥的制成
水泥中的原料組成:熟料，粉煤灰，爐渣，鋼渣，天然石膏，磷石膏，采用開路輥壓磨進(jìn)行粉磨。水泥性能見表4。
綜述
1質(zhì)量控制
生料中石灰石的比例控制在60%～65%，氯離子控制在0.04%以下，盡可能的保重生料質(zhì)量的穩(wěn)定。由于生料入磨水分較高，只能采用立磨生產(chǎn)，由于電石渣反應(yīng)溫度只有580℃，窯尾溫度要適當(dāng)降低，防止煙室管道結(jié)皮堵塞，確保整個(gè)窯系統(tǒng)通風(fēng)良好，熟料中的Fe2O3含量控制保證在3.1%～3.5%，同時(shí)熟料要采取急冷才能保證熟料的結(jié)粒良好，有了熟料質(zhì)量的保證，在制成水泥方面關(guān)鍵就是粉磨技術(shù)和混合材的質(zhì)量，一是要滿足國家對該品種的混合材含量的限制，二是滿足品質(zhì)要求。三是滿足用戶對水泥減水劑相容性的要求，大量的工業(yè)廢渣摻入，就其表觀化學(xué)組成，對生料質(zhì)量的影響就是有害成分的增加，適當(dāng)降低有害成分的直接加入是一個(gè)有效的辦法，為了全部利用工業(yè)廢渣，必須保證在窯內(nèi)不能富集循環(huán)，其辦法一是加強(qiáng)通風(fēng)。二是旁路放風(fēng)，后者投資太大，影響企業(yè)效益。化工企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢渣特別是含水量高的物料，盡可能采用新鮮水進(jìn)行反應(yīng)或者進(jìn)行洗滌壓濾，防止有害成分的循環(huán)富集。
(1)操作室和機(jī)柜室應(yīng)留有20%的擴(kuò)展空間(定量要求)。(2)操作室面積每增加一個(gè)操作站，面積增加5～8m2。(老規(guī)范為6～10m2)。(3)成排機(jī)柜之間間距為1．6～2．0m(老規(guī)范為1．5～2．0m)，機(jī)柜距墻(柱)間距為1．6～2．5m(老規(guī)范為1．5～2．0m)，最小間距要求增大。(4)控制室建筑物耐火等級應(yīng)為一級(老規(guī)范為二級)。(5)活動(dòng)地板設(shè)計(jì)均布荷載不應(yīng)小于23000N/m2(老規(guī)范為5000N/m2)，活動(dòng)地板荷載增大很多，更安全了。(6)操作室、工程師室凈高不宜小于3．0m，機(jī)柜室不宜小于2．8m(老規(guī)范全部要求為2．8～3．3m)，新規(guī)范沒有對上限進(jìn)行規(guī)定，設(shè)計(jì)靈活性更大了。(7)電纜穿墻入口宜采用專用的電纜穿墻密封模塊，并滿足抗爆、防火、防水、防塵要求。當(dāng)條件受限，采用電纜溝進(jìn)線方式時(shí)，電纜入口處洞底標(biāo)高應(yīng)高于溝底標(biāo)高0．3m以上，應(yīng)采取防水密封措施，室外溝底應(yīng)有排水設(shè)施，并且電纜穿墻入口處的室外地面區(qū)域宜設(shè)置保護(hù)圍堰(基礎(chǔ)墻體洞口采用防火材料密封，溝內(nèi)沖砂。不得在室內(nèi)地面以上的外墻上開設(shè)電纜進(jìn)線洞口)。(8)控制室的空調(diào)引風(fēng)口、室外門的門斗處、電纜溝和電纜橋架進(jìn)入建筑物的洞口處，需要時(shí)宜設(shè)置可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測器。(9)抗爆結(jié)構(gòu)的控制室設(shè)置無線通信系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置無線信號增強(qiáng)設(shè)施，以保證與外界的正常通信。
2石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范
(1)抗爆控制室宜布置在工藝裝置的一側(cè)，四周不應(yīng)同時(shí)布置甲、乙類裝置，且布置控制室的場地不應(yīng)低于相鄰裝置區(qū)的地坪。(2)抗爆控制室應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，不得與非抗爆建筑物合并建造。(3)抗爆控制室應(yīng)至少在兩個(gè)方向設(shè)置人員的安全出口，且不得直接面向甲、乙類工藝裝置。(4)抗爆控制室建筑平面宜為矩形布置，層數(shù)宜為一層(不應(yīng)超過兩層)。(5)抗爆控制室宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。(6)在人員通道外門的室內(nèi)側(cè)，應(yīng)設(shè)置隔離前室。(7)活動(dòng)地板下地面以上(即活動(dòng)地板與室內(nèi)基礎(chǔ)地面之間)的外墻上不得開設(shè)電纜進(jìn)線洞口。基礎(chǔ)墻體洞口應(yīng)采取封堵措施，并應(yīng)滿足抗爆要求。(8)抗爆控制室的重要房間、一般房間的空調(diào)系統(tǒng)宜分開設(shè)置。(9)重要房間空調(diào)設(shè)備的啟停及故障報(bào)警信號應(yīng)引至DCS。
3石油化工儀表系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范
(1)控制室建筑物應(yīng)按GB50057第一類防雷建筑物的規(guī)定，采取防雷措施。老規(guī)范要求為二級。(2)儀表系統(tǒng)設(shè)備的安裝位置距建筑物外墻的內(nèi)壁距離應(yīng)大于1．5m。對于抗爆結(jié)構(gòu)建筑物，儀表系統(tǒng)設(shè)備的安裝位置距建筑物外墻的內(nèi)壁距離應(yīng)大于1．0m。
4結(jié)束語
為21世紀(jì)化工行業(yè)培養(yǎng)合格的金屬材料工程專業(yè)人才，自2006年以來，沈陽化工大學(xué)金屬材料工程專業(yè)對教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置、課程體系進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃和整體安排。經(jīng)過幾年的改革和實(shí)踐，建立了具有化工行業(yè)特點(diǎn)及金屬材料工程專業(yè)特色、科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容與課程體系。一方面，課程設(shè)置與專業(yè)特色相契合，再結(jié)合沈陽化工大學(xué)的化工特色，針對化工單元設(shè)備的主要加工方法，如壓力加工、焊接、機(jī)械加工及化工單元設(shè)備的腐蝕問題，對課程設(shè)置、課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃、整體安排，構(gòu)建具有化工行業(yè)特色及金屬材料工程專業(yè)特點(diǎn)、科學(xué)合理的新的課程教學(xué)體系。強(qiáng)化金屬塑性加工原理、焊接冶金學(xué)、焊接工藝與設(shè)備、金屬腐蝕與防護(hù)、金屬熱處理和材料無損檢測等主要專業(yè)課程。在課程教學(xué)中，結(jié)合金屬材料工程專業(yè)的特色，不斷進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革。采用將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際、工程法規(guī)、工程問題、典型產(chǎn)品相結(jié)合，尤其與化工生產(chǎn)和化工設(shè)備制造過程相結(jié)合的案例教學(xué)。典型課程如，金屬塑性加工原理、焊接工藝與設(shè)備及腐蝕與防護(hù)等都是以化工單元設(shè)備生產(chǎn)過程為背景的案例教學(xué)方法，著力打造精品課程，形成部分專業(yè)課程特色教材，加強(qiáng)金屬工程材料專業(yè)本科學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，對其他課程的教學(xué)起到了示范作用，推動(dòng)了教學(xué)改革的深入進(jìn)行，提高了教學(xué)質(zhì)量。另一方面，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，實(shí)踐內(nèi)容貫穿培養(yǎng)過程的始終。首先，增加課程實(shí)驗(yàn)，尤其是綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，然后開展靈活多樣的實(shí)習(xí)實(shí)踐，在原有的金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，增加個(gè)性化實(shí)習(xí)。開放辦學(xué)、校企合作，結(jié)合學(xué)生的興趣愛好、就業(yè)方向、教師的科研課題以及就業(yè)單位的培訓(xùn)等等，分別送學(xué)生到企業(yè)去學(xué)習(xí)實(shí)踐。為方便學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，我校先后建立了與沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司、沈陽金杯廣振汽車部件有限公司、沈陽來金汽車零部件有限公司、富奧遼寧汽車彈簧有限公司、撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司等十余家企業(yè)合作的實(shí)習(xí)基地。通過加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地與相關(guān)企事業(yè)單位的共建和合作，利用其設(shè)施、設(shè)備等條件開展實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)也幫助學(xué)生了解金屬材料及其相關(guān)材料的科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及相關(guān)前沿技術(shù)和行業(yè)需求，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題、從事科學(xué)研究和實(shí)際工作的初步能力。
二、建立創(chuàng)新教育機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
鼓勵(lì)學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極開展多樣化的科技創(chuàng)新活動(dòng)［5］。如參加指導(dǎo)教師的課題研究，申報(bào)并參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，參加全國及遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國及遼寧省普通高等學(xué)校本科大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生英語競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等。通過組織各種類型、各種形式和不同層次的課外活動(dòng)，將各類工程實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練、學(xué)科競賽活動(dòng)、學(xué)術(shù)前沿講座、社會(huì)實(shí)踐、公益活動(dòng)等課外活動(dòng)作為第二課堂課程模塊納入到課程體系中統(tǒng)一實(shí)施和管理。從2006年開始，我們以學(xué)校“6S”，即ST(科技訓(xùn)練)、SC(系列競賽)、SP(社會(huì)實(shí)踐)、SW(社會(huì)工作)、SL(系列講座)、SA(特色活動(dòng))為指導(dǎo)，以“挑戰(zhàn)杯”“機(jī)械設(shè)計(jì)競賽”活動(dòng)為契機(jī)，以課外教學(xué)環(huán)節(jié)為突破口，開展了多項(xiàng)大學(xué)生課外競賽活動(dòng)。近年來，金屬材料工程專業(yè)參賽學(xué)生項(xiàng)目獲機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國家二等獎(jiǎng)一項(xiàng);“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽國家三等獎(jiǎng)一項(xiàng);全國大學(xué)生英語競賽二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng);遼寧省級獎(jiǎng)項(xiàng)幾十項(xiàng)。通過創(chuàng)新競賽的開展，活躍了創(chuàng)新教育的氛圍，為金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供了平臺(tái)，為學(xué)生畢業(yè)后從事科學(xué)研究活動(dòng)奠定了一定的基礎(chǔ)。此外，金屬材料工程專業(yè)對學(xué)生實(shí)行實(shí)驗(yàn)室全天開放，先進(jìn)的科研設(shè)備和儀器用于學(xué)生科研訓(xùn)練，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。
三、結(jié)論
選擇所需要的各單元設(shè)備和連接方式；確定需要研究的過程替代方案，列出主要設(shè)計(jì)變量（如原料配比、反應(yīng)時(shí)間、操作溫度、壓力等）；估計(jì)最佳的生產(chǎn)條件；確定最佳的過程方案；在流程圖上標(biāo)出哪些設(shè)備應(yīng)間歇操作，哪些應(yīng)連續(xù)；哪些生產(chǎn)步驟應(yīng)在一臺(tái)釜內(nèi)進(jìn)行或每一步生產(chǎn)均單獨(dú)釜進(jìn)行；為改善裝置操作的時(shí)間排列，何時(shí)采用并聯(lián)的間歇設(shè)備較為有利；需多少臺(tái)中間貯罐，如何布置；進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)考核決策，如果經(jīng)濟(jì)效益不好，存在潛在效益呈負(fù)值時(shí)，要尋找其他方案或終止項(xiàng)目。
2第二層：確定流程圖輸入-輸出結(jié)構(gòu)（原料-產(chǎn)品）
每一步反應(yīng)進(jìn)料在加料前是否需要預(yù)處理；副產(chǎn)物是移出還是循環(huán)；是否需要采用氣體循環(huán)和放空；某些反應(yīng)物是否值得回收并循環(huán)；有多少種產(chǎn)品產(chǎn)出；確定輸入-輸出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變量（如原料配比、反應(yīng)時(shí)間、操作溫度、壓力等）以及與之相應(yīng)的投資變化；進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)考核決策，如果經(jīng)濟(jì)效益不好，存在潛在效益呈負(fù)值，這時(shí)要尋找另外的方案或終止項(xiàng)目。
3第三層：流程圖的循環(huán)結(jié)構(gòu)
需要多少個(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)，反應(yīng)器系統(tǒng)之間是否涉及分離問題；需要多少物料循環(huán)使用；在反應(yīng)器進(jìn)料中是否有過量反應(yīng)物；是否需要?dú)怏w壓縮機(jī)和制氮機(jī)，費(fèi)用幾何；反應(yīng)器是絕熱操作或用直接加熱或冷卻，加熱或冷卻采取何種介質(zhì)；是否考慮改變平衡轉(zhuǎn)化率，如何改變；反應(yīng)器費(fèi)用對經(jīng)濟(jì)潛力的影響多大，經(jīng)濟(jì)潛力=產(chǎn)品價(jià)值-原料費(fèi)用；最后進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)考核決策，如果經(jīng)濟(jì)效益不好，存在潛在效益呈負(fù)值，這時(shí)要尋找另外的方案或終止項(xiàng)目。
4第四層：分離系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
反應(yīng)器的出料有三種可能：如為液體，需考慮液體分離系統(tǒng)；如為兩相混合物，可把化工反應(yīng)器制成帶有相分離功能；如全是蒸汽，需考慮蒸汽回收系統(tǒng)。（1）蒸汽回收系統(tǒng)①確定最佳位置，是在反應(yīng)器出口直接接冷凝器還是經(jīng)過一段冷卻管路后接冷凝器。②選擇最經(jīng)濟(jì)的蒸汽回收系統(tǒng)，是依次用循環(huán)水冷卻—新鮮水冷卻—低溫水冷卻；還是一步到位的直接用低溫水冷卻。（2）液體分離系統(tǒng)①如果輕組分會(huì)污染產(chǎn)品，應(yīng)該怎樣將其去除；②這些輕組分去向應(yīng)是什么；③是否需要循環(huán)與反應(yīng)物形成共沸物的組分，或是應(yīng)分割這些共沸物；④蒸餾可以完成哪些分離；⑤采用何種形式的塔，怎樣排列順序；⑥若蒸餾不可行，應(yīng)怎樣完成分離；（3）進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)考核決策，如經(jīng)濟(jì)效益不好，存在潛在效益呈負(fù)值，這時(shí)要尋找其他方案或終止項(xiàng)目。
5第五層：熱交換器網(wǎng)絡(luò)
以能量集成分析為出發(fā)點(diǎn)計(jì)算換熱器網(wǎng)絡(luò)的最低熱量和冷量，熱交換器網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就是節(jié)能設(shè)計(jì)。使反應(yīng)系統(tǒng)以最低的加熱量和冷卻量，并以最低能耗和最少換熱器臺(tái)數(shù)來實(shí)現(xiàn)最佳的生產(chǎn)目的。其基本過程為：向高于夾點(diǎn)溫度的過程供熱；向低于夾點(diǎn)溫度的過程移出熱量；確定換熱設(shè)備臺(tái)數(shù)；進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)考核決策，如果經(jīng)濟(jì)效益不好，存在潛在效益成負(fù)值，這時(shí)要尋找另外的方案或終止項(xiàng)目。除上述五層分層決策外，還要考慮安全環(huán)保方面的制約條件，只有這些全部滿足經(jīng)濟(jì)考核決策要求，這個(gè)項(xiàng)目才是成功的項(xiàng)目。
6結(jié)論
