化学工程与工艺中的节能分析

摘   要：随着科学技术的发展，绿色、环保、可持续发展的理念逐渐被人们所重视。节能在化学工程工艺中的作用越来越重要。化学工程与工艺的节能能够有效提高自然资源的利用率，帮助企业控制生产成本，同时实现了社会经济发展模式转变，推动了企业的经济增长，还是建设节约型企业的前提。新时期，化学工程与工艺中的节能途径呈现多样化的趋势，无论是生产设备还是生产技术都贯穿了低碳发展的理念。

关键词：可持续发展;化学工程与工艺;节能

在社会发展的过程中，人们已经认识到可持续发展对于化工行业发展的重要性。近年来，政府在低碳环保、节能减排方面出台了很多政策，有效改善了人们的生存环境，提高了自然资源在工业生产中的利用率。节能理念在化学工程工艺中的应用协调了化工行业生产经济增长与保护环境之间的关系。这对于我国社会经济发展的模式具有重要的意义。在过去，随着化工行业的发展，已经给居住环境造成了严重的破坏，这是强调节能理念应用在化学工程与工艺中的根本原因，实现化工行业的可持续发展。

1    化学工程与工艺的综合概述

化学工程与工艺可以简称为化工，其研究的主要重点是化工企业生产以及化学反应过程的基本化学规律。煤矿的开采、金属的冶炼、食品安全以及印刷工艺都离不开化工技术。化学的基本规律能够应用到大型生产装置及设计上。时代的发展，使得化学工程与工艺出现了新的研究方向，如化工生產技术的绿色化研究等。节能技术在化学工程工艺中的应用，强调在化学生产的过程中必须使用无毒、无害的化学原料，同时对自然环境不能造成严重的污染。尽可能使用绿色的化学生产工艺，降低化工生产过程中的自然资源消耗，构建可持续生态环境发展，实现可持续发展的基本理念，协调人的经济发展与自然环境之间的关系。因此，以化学知识规律为背景的新兴行业发展较为迅速，如人们最关心的半导体行业发展，从另一方来说促进了化学工业的变革。

2    化学工程与工艺的节能现状

在化学工程与工艺发展的过程中，对于参与化学反应的原料需要按照绿色化学的标准进行选择。例如提取石油副产品的过程中，过去常常使用氢化反应对石油的产物进行处理。氢化反应会产生大量的热量，化学反应过程后的产物性质较为活跃，容易与氧气进行氧化反应，生成物又会变成新的化学物质。因此，在提取石油副产物生产的过程中单纯使用氢化反应并不能达到很好的生产效果。如果想要提升生产原料在化学工程工艺的重要性，就需要创新化学生产技术，选择反应较为完全的催化技术，降低化学工业生产的成本，同时减少能源的消耗。上述的例子表明，实现化学工程与工艺的绿色化需要有先进的生产技术为前提，人们在绿色化学反应的过程中需要做更多的尝试与实验，才能推动化学工程与工艺的显著发展。当前，我国虽然在无毒催化剂、高效催化剂的研究上已经取得了显著的成果，但是还远远不能满足化学工程飞速发展的需要，在研究的过程中也存在不少问题。但是这些研究工作将会推动化工行业进行质的变化，符合社会构建能源节约型、环保社会、实现低碳经济发展模式的伟大构想，对于改善居民的生存环境与推动行业的发展具有重要的意义[1-2]。

3    化学工程与工艺的节能重要性分析

通过对过去的化学工程与工艺进行分析，在过去的化学反应过程中，化学反应后产生的有害物质处理技术较为落后。如果不能对有毒物质进行处理，必然对人的生活环境造成破坏，而且加重了化学有毒物质处理的成本，最后的处理结果往往不尽如人意。将节能技术应用到化学工程与工艺的过程中，在有效处理有毒、有害物质的同时，降低了化学工业生产的成本，达到节能减排的终极目标。化学反应原料的正确选择对于化学反应过程至关重要。因为这会涉及以后的化学生产工艺技术。而节能技术在化学工程工艺的应用，能够从化学反应的源头出发，从而保证化学过程的科学性及原料选择的规范性。提高了化学原料的利用率，同时也缓解了由于化学反应原料选择不当而导致生成物污染处理难的问题。因此，研究化学工程与工艺的节能对于保护自然环境、实现工业经济的稳定增长具有重要的意义[3]。

首先，节能技术在化学工程与工艺的广泛应用能够降低化学行业的生产成本。当前化学行业所需要的原材料价格上升，化学工业的生产成本不断上升。但是化学工业的产出含量较低，这对于企业发展来说会产生消极的影响。节能技术强调的是化学工程与工艺整个环节的绿色环保。通过降低化学反应所需要的原料，最终实现生产原材料的最大化利用。其次，节能技术的应用是企业落实绿色生产的重任。环保问题已经成为影响化学行业发展的重要阻碍。环保的责任不仅只能依靠国家的治理，同样需要社会的共同参与。化工企业应该积极主动承担起绿色生产的责任。化工企业如果在将来需要一个好的发展，就必须重视化学工程与工艺中的节能。新的化学工艺生产技术能够提高自然资源的利用率，降低化学反应过程中所需要的生产成本及原料使用。节能技术在化工行业生产中的广泛应用能够减少化学反应中“三废”的产生。

4    化学工程与工艺中的节能策略研究

4.1  及时更新化学生产设备

化学设备的整体性能关乎整个化学反应的过程，并且与化学反应过程中的能源消耗有着密切的关系，要尽可能使用制冷效率、换热效率较高的反应设备。以化学反应过程中所需要的分离提纯设备为例，在实验室或者制备车间都存在不少不合规格的分离装置，不合格的分离装置应用到生产过程中会导致分离提纯效果不佳，在一定程度上降低了化学原料使用率。如果化学实验过程中发现分离的物质不够纯净时，势必会进行第二次提纯，这样消耗的能源就会增加，所以必须选择合理的化学分离装置。在化学工程工艺中需要使用到很多的实验仪器，长时间使用这些实验仪器会沾满污垢，或者部分化学仪器已经出现了腐蚀。如果不及时清洗化学设备中存在的污垢就会使得化学设备的反应速率下降，能源的消耗增加，所以要及时对参与化学反应之后的设备进行清洗，加强对化学实验仪器的养护[4-5]。

4.2  优化化学生产工艺

化学工业的发展经历了漫长的发展历程。在化学行业发展的初期，人们对环境保护还没有形成足够的重视。这也是化学生产污染环境的重要原因。自然资源的浪费、水资源短缺、居民生存环境差已经成为化学行业发展的重要阻碍，研究化学工程与工艺的节能成为亟待人们解决的问题。就当前而言，如果要实现化学工程工艺中的节能，首先需要对化学反应的新技术进行合理开发，从源头上对化学反应造成的污染进行治理。其次是打造循环生态经济，实现可持续发展的目标。

化学生产工艺是整个化学反应的核心内容。工艺的选择与化学生产是否绿色环保有着紧密的联系。首先，在化学反应前应该详细记录化学反应所处的外在条件，严格控制化学反应所需要的温度，这样才能让化学反应充分进行，提高原料的利用率。其次，减少化学反应副产物的出现。最后，要对需要吸热的化学反应进行合理控制，在满足化学反应的基本需要外，还应该合理降低提供的热量。

化学工程与工艺要想实现节能还需要从反应的本身出发。社会经济的发展模式不能走先发展再治理的老路，坚持可持续发展的原则，实现经济发展向低碳經济模式转变。使用先进的化学生产工艺或者技术设备降低化学反应过程中的原材料利用率，提高最终产物的产出量，促进企业经济的稳步提升。因此，对于化学工业来说必须时刻关心最前沿的化学反应技术及相应的先进生产设备，尽可能将先进的技术以及经验应用到实际的化学生产实践中。降低对化学反应中水资源的大量消耗，提高化工生产的污水处理水平，为构建节约型社会作出重要的努力。

4.3  控制能源消耗

在化学反应过程中不可避免的是化学原料使用不完全的情况，原料反应不完全与化学反应所处的外部条件或者化学反应过程中使用的催化剂息息相关。通过合理的化学生产技术能够降低生产过程中的能源消耗，提高自然资源的循环利用能够促进循环经济发展的模式。对于化学反应中供热的装置来说，要从环保的角度对整个化学反应的生产过程及环节进行整体优化，对参与反应的资源利用进行合理配置。生产原料投入量大，最终生成物产出较小是化学行业生产面临的重要问题，在化学反应中使用新的生产技术能够有效提高化学工业的产出率，降低生产过程中所需要的成本，从另一方面来说也提高了企业的经济效益。

绿色环保的化学生产技术在市场上拥有极为广泛的前景。首先在清洁生产上，节能的化学工程与工艺具有很好的环保特性。就目前的化学工程与工艺的节能技术应用来说，脱磷、脱硫技术是显著的化学生产技术应用典范。在进行化学污染物治理时，最为重要的是需要本着对环境无污染、对人体健康无害、促进社会经济增长与生态环境和谐发展的思想进行。同时可以将化学处理过程中产生的副产物及参与的化学反应原材料进行二次回收处理利用。无论是哪个工业生产领域，绿色化工生产技术应用的范围都较为广阔。绿色的化学技术同样可以应用在细胞工程或者是生物工程中，例如生物酶在医药中的广泛应用。酶类的催化剂在生物工程上有着丰富的作用。酶类可以大致分为两种，包括生物酶与工业生产的酶，与其他催化剂不同的是酶类催化剂除了能够显著提高化学反应的效率，还能减少催化反应的过程中生成的副产物，是非常良好的催化材料。大力发展绿色化学能够显著提高化工生产的节能效果，对于人们的生活条件改善有着重要的意义。

5    结语

本文以化学工程与工艺中的节能分析为题进行探究，从化学工程与工艺的综合概述、化学工程与工艺的节能重要性分析、化学工程与工艺中的节能策略研究3方面进行综合分析研究，强调了化学工程与工艺中节能的重要性。社会的经济增长离不开化工行业的支撑。但不容忽视的是化学工业在飞速发展的同时对自然环境造成了严重的破坏。因此，在化学工业中贯穿节能的理念可以节能减排，同时实现了可持续发展的目标。在未来，将先进的生产技术及生产设备应用到化学工业中，在确保我国经济快速增长的前提下，对自然资源同样进行了保护。

[参考文献]

[1]周宝祥，胡   杰.绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用[J].化工设计通讯，2019（2）：44-45.

[2]咸婷婷.绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用分析[J].化工设计通讯，2018（11）：65-67.

[3]王洪亮.绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用[J].信息记录材料，2018（12）：78-79.

[4]王   宇.基于绿色化学的化学工程节能研究[J].中国建材科技，2019（3）：34-35.

[5]李   帅.绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用[J].化工设计通讯，2018（7）：213.

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