发布时间:2023-09-19 15:26:02
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇化学产品工程概念,期待它们能激发您的灵感。
一、重视案例教学,增强学生对制药工艺绿色化的感性认识
采用绿色工艺、实行清洁生产是制药工业的发展趋势和必然选择。为增强学生的感性认识,授课中可以适时引入几个经典案例配合理论方面的讲解,以期达到事半功倍的效果。美国女生物学家RachelCarson1962年出版了题为SilentSpring的专著。她告诫人们,DDT等农药的使用导致鸟类数量急剧下降,使万物复苏的春天居然听不到鸟鸣,成为“寂静的春天”。该书揭示了环境问题的严重性,吹响了环境保护的号角。为了从化学和化工的源头防止污染,以原子经济反应为核心的绿色化学应运而生。本案例可以让学生体会传统制药业忽视污染控制、破坏生态环境,竟成了催生绿色化学、绿色过程工程的重要因素;绿色化学是化学发展的必由之路,绿色过程工程是过程工业发展的必由之路,从而产生学习绿色过程工程原理与技术的自觉性。1984年12月3日凌晨,作为农药生产原料的光气溢出到印度博帕尔市(Bhopal)的人口密集地区,导致32万人中毒、2500人直接死亡的严重后果,业界由此得到一个减免使用剧毒原料的警示信号。调查显示在事故发生时,冷却系统、温度指示器、燃烧塔都不能起作用,这表明事故还与设计错误、疏于管理等有关。此案例让学生体会到要提高工业过程的绿色度,一方面要采用无毒、无公害的合成或天然原料,从源头上尽量减少甚至杜绝污染和危害;另一方面,必须从工艺和设备两方面着手,大力研究和开发从整个工程链中消减污染的绿色工程技术,并强化生产系统的优化管理,提升员工素质。20世纪50年代,沙利度胺曾作为镇静剂用于缓解孕妇妊娠反应。1961年发现服用外消旋的沙利度胺(反应停)的孕妇产下了四肢呈海豹状的畸形儿,累计致畸案例多达17000例,成为20世纪医药界最大的药害事件。后来的研究表明,沙利度胺的致畸性是由(S)-异构体引起的。此案例能让学生体会产品的绿色化是绿色过程工程的重要指标,绿色化工产品应对人类和环境无毒无害;若对映体具有不同的药理活性,开发单一旋光异构体药物符合绿色过程工程原理。
二、用绿色过程工程原理引导学生改变传统的工程观念,培养学生的“当代工程观”
工程观念的强弱和趋向直接决定着研究和工程技术人员的实践能力,教学中应加强学生的工程观教育,培养学生的责任意识和工程思维。工程观是人们关于工程活动的基本理念,是认识和进行工程活动的指南。在当代学科交叉渗透的趋势下形成的当代工程观是对传统工程观的扬弃和超越。[4]传统工程观以科学理性和技术理性为主导,而对人文理性和生态优化较为忽视。当代工程观把工程理解为生态循环系统中的生态社会现象,视生态环境为工程活动的内生因素,工程活动不但受生态环境的制约,而且应按照生态规律重塑生态活动的方式。[4]这与绿色过程工程的内涵一致,强化绿色过程工程教学,有利于贯彻当代工程观教育,有助于培养对可持续发展具有强烈责任意识并具有良好创新素质的未来建设者和管理者。化学制药工艺学是研究、优选符合大规模药物生产的工艺路线和工艺条件,从而以最安全、最经济、最切实可行的方式完成药物制备的一门学科。生产工艺研究按研究阶段可分为实验室工艺研究、中试放大研究和工业生产工艺研究。该课程与生产实际紧密相关,适宜强化工程观念教学。朱宏吉、元英进等指出,[5]制药工艺学可指导学生完成制药工程课程设计最基本、最核心的内容,即工艺计算和工艺流程的组织,使学生将符合GMP要求的制药车间工程设计基本原则、制药设备选型与设备结构的设计结合起来。笔者认为,通过本课程的学习,学生还应该学会按当代工程观的要求,根据经济合理、技术可行、环境友好的原则,选择、优化药物及中间体的制备工艺。实践表明,强化绿色过程工程教育,对学生在制药工程课程设计、毕业设计、毕业论文中选择、设计绿色工艺具有非常突出的指导作用。据众多学习过本课程的毕业生的反馈信息,不论他们是否从事制药业,都能自觉运用绿色过程工程的观念开展工程项目的开发、评价和实施,学生毕业后体会到了学习绿色过程工程原理的更大收获。
三、强化绿色过程工程教育的教学设计
经过多年的摸索,绪论部分教学中引入生命周期评价(LCA)、[6]原子经济性(AE)、[7,8]环境因子(EFactor)、[8-10]环境商(EQ)四个概念是必要的和可行的。[8-10]生命周期评价(LCA)是一种评价产品、工艺或活动,从原材料采集,到产品生产、运输、销售、使用、回用、维护和最终处置整个生命周期阶段环境负荷的过程,是从“摇篮”到“坟墓”的过程。它首先辨识整个生命周期阶段中能量、物质的消耗以及环境释放,然后评价这些消耗和释放对环境的影响,最后辨识和评价减少这些影响的机会。生命周期评价是实施绿色过程工程的重要工具。掌握生命周期评价的概念有助于学生从产品整个生命周期综合思考新产品设计、新工艺开发和旧工艺改造,生命周期评价的概念为在授课过程中灌输、剖析绿色过程工程原理提供了线索。传统化学采用收率作为评价某化学反应过程或某一产品合成工艺优劣的标准,这种做法已沿用了上百年。只注重收率往往会忽略合成中使用或产生的不必要的化学品,收率指标难以反映废物产生数量的多少,不足以完全反映原料的综合利用效率。欲充分利用资源和消减废弃物排放,只有使反应物分子中的原子尽可能多的进入目标产物中。B.M.Trost于1991年提出了原子经济性(AE)概念,[7]为评价化工过程提供了强有力的工具。原子经济反应处于绿色过程的核心地位。R.A.Sheldon提出了E因子和环境商(EQ)两个概念分别用于快速评价反应过程中废物产生的数量和废物对环境产生的潜在影响。[9]R.A.Sheldon给出了传统制药业的E因子范围常在25~100kg/kg,[8]远高于炼油和大宗商品生产行业,这说明制药业实施绿色过程工程技术任重道远且正当其时,强化绿色过程工程教育是制药业人才培养的内在要求。绪论部分在介绍绿色过程工程内涵的基础上,着重辨析上述四个概念,生命周期评价为绿色过程工程教学提供了线索,其余概念则可直接服务于每一部分教学。依据制药工艺学主要讲授内容,总体教学设计如图1所示,绿色过程工程教育是一个线索分明、重点突出的有机的整体。期望学生能够学会科学的研究方法。例如,热力学以经验概况的热力学第一、第二定律为基础,经过严密的逻辑推理,建立了几个热力学函数,通过“状态函数法”,即在相同的始终态间,能动地设计可计算的过程,解决了化学反应的方向和限度问题。理想气体、理想溶液是实际气体、实际溶液的理想化模型,实际气体通过逸度、实际溶液通过活度进行相应校正,可以简单地解决热力学、动力学问题。
(一)通过公式的推导过程,培养学生严谨的逻辑思维物理化学课程公式繁多。对于有代表性的公式,授课中用板书逐步推导,一方面有利于学生理解和记忆,另一方面能教会学生处理问题的方法,培养严谨的逻辑思维能力。例如,在化学热力学公式的推导过程中,每一步都可能引入限制条件,这种条件也是该公式的适用条件,使用过程中必须注意。在授课过程中,我强调它们之间的逻辑关系,注重学生思维的梳理。
关键词:化工工程 化工设计 工艺流程设计
一、化工设计
(一)化工设计的概念和类型
1.化工设计的概念
设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。化工设计是根据一个化学反应或过程设计出一个生产流程,并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济可行性,再根据工艺流程以及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等,进行合理的工厂布局设计以满足生产的需要,最终使工厂建成投产的全过程。化工设计是一种创造性活动,它包括工艺设计和非工艺设计。工艺设计是化工厂设计的核心,决定了整个化工设计的概貌。非工艺设计是以工艺设计为依据,按照各专业的要求进行的设计,它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及其控制等。
2.化工设计包括三种设计类型
新建工厂设计;原有工厂的改建和扩建设计;厂房的局部修建设计。每种化工设计通常分为以工厂为单位和以车间为单位的两种设计工厂化工设计包括厂址选择,总图设计,化工工艺设计,非工艺设计以及技术经济等各项设计工作。其中化工工艺设计内容主要有:生产方法的选择,生产工艺流程设计,工艺计算,设备选型,车间布置设计以及管道布置设计,向非工艺专业提供设计条件,设计文件以及概算的编制等。
(二)化工设计的分类
1. 根据项目性质分类
(1)新建项目设计
新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计,然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况进行工程设计。
(2)重复建设项目设计
由于市场需要或者设备老化,有些产品需要再建生产装置,由于新建厂的具体条件与原厂不同,即使产品的规模、规格及工艺完全相同,还是需要由工程设计部门进行设计。
(3)已有装置的改造设计
已有装置的改造包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”,优化生产过程操作控制,提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计通常由生产企业的设计部门进行设计,对于生产工艺过程复杂的大型装置可以委托工程设计部门进行设计。
2.根据化工过程开发程序分类
(1)概念设计。基础研究结束后,应进行概念设计。概念设计是从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计,内容包括:过程合成、分析和优化,得到最佳工艺流程,给出物料流程图;进行全系统的物料恒算、热量衡算和工艺设备计算,确定工艺操作条件及主要设备的形成和材质;进行参数的灵敏度和生产安全性分析,确定三废处理方案;估算装置投资与产品成本等主要技术经济指标。
(2)中试设计。按照现代技术开发的观点,中试的主要目的是验证模型和数据,即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。
(3)基础设计。基础设计除了一般的工艺条件外,还包括了大量的化学工程方面的数据,特别是反应工程方面的数据以及利用这些数据进行设计计算的结果,
3.化工设计的特点
化工设计具有政策性强、技术性强、经济性强、综合性强、创造性强和受多方条件约束的特点。
二、化工工程设计的现状
我国化工设计行业的企业服务功能从单纯的工程设计,发展到为工程建设项目的勘察设计、采购、施工、调试等提供全过程服务的工程总承包和项目管理,服务领域也从单纯的工程技术服务延伸到向BOT、BOOT 等生产经营管理服务。化工设计作为主要服务于化工领域的行业,在近年来化工行业景气度提升、化工行业固定资产投资增长的背景下,主要工程公司/设计院工程业绩良好,企业资质能力不断提高,整体化工设计行业销售收入规模不断增长。在新的市场经济形势下,中小型化工设计院向工程公司转型关乎企业的生存需要。
三、化工工程设计
(一)生产方法和工艺流程
1.工艺流程选择的原则
(1)先进性 先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理可行。
(2)可靠性 可靠性主要是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。
(3)合理性 合理性是指在进行化工厂设计时,应该结合我国的国情,从实际情况出发,考虑各种问题,即宏观上的合理性。
2.生产方法和工艺流程确定的步骤
(1)材料搜集与项目调研(2)生产设备类型与制造厂商调研(3)对调研结果进行全面分析对比
(二)工艺流程设计
1. 一个典型的工艺流程
2.工艺流程设计的任务
流程设计的主要任务包括两个方面:一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式,达到由原料制得所需产品的目的;二是绘制工艺流程图,要求以图解的形式表示生产过程中,当原料经过各个单元操作过程制得产品时,物料和能量发生的变化及其流向,以及采用了哪些化工过程和设备,再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。
设计目标:为了使设计出来的工艺流程能够实现优质、高产、低消耗和安全生产。
3.工艺流程设计方法
(1)先判断是成熟工艺还是待开发工艺,如果是成熟工艺可以参考借鉴已有装置或局部采用新技术新工艺,若为待开发工艺则应按照概念设计、中试、基础设计、工程设计的顺序进行设计。
(2)工艺流程:原料与处理过程、反应过程、产物处理过程。
四、结语
随着国内市场经济的不断发展,国民经济发展水平的不断提高,化工行业固定资产投资的稳定增长,未来化工设计行业在我国国民经济中的市场地位将会不断提高,同时国内西部大开发等区域战略实施将驱动未来国内化学工业投资需求,行业发展前景广阔。我国化工企业也在竞争中不断地变化。在化工工程项目造价管理领域,特别是在造价控制的方法上,从理论上、方法上借鉴国内外己有的成果,对化工工程造价控制的方法进行系统的分析,对于业主也就是投资方来说,可以减少在化工工程上面的投资,这些都是今后化工设计的主要研究方向。伴随着科研技术的不断深入和进步,我们有理由相信,我国的化工设计道路必然会越走越远。
参考文献
关键词:绿色化学工程与工艺;工业节能;促进作用
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言
当下,我国倡导节能理念之风日益兴盛,在各类的生产活动中,环保的地位越来越高。国家政府出台了一系列的规章制度来推行环境保护的实施,监察力度日益加大,打击环境污染的力度明显提高,相关的工作人员的努力也有了显著的成效。长期以来,我国作为世界上的工业生产大国,工业发展速度之快令世人惊叹。然而,与工业迅猛发展一起出现的还有环境污染的问题,这时,成功进入人们眼球的“绿色”理念就成为了当今时代下的主题,绿色化学工程的理念也逐步的兴盛起来。
一、绿色化学工程兴起的原由
1、绿色化学工程与工艺简介
谈起绿色化学工程兴起的原由,我们就应该首先来了解一下什么是绿色化学工程。说到化学工程可能所有的人都并不陌生,它就是常常被人以简称来时常谈论的化工。随着新时代的发展,化学工程得到了广泛的应用,与此同时,化学污染也成为了化学工程的代名词,环境污染现象、资源浪费现象等等,都给社会发展背上了沉重的负担。
而此时发展起来的绿色化学工程于工艺就是为了解决这一问题。绿色化学工程与工艺就是用化学的方法和技术去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。从而提高环境的保护效率,增强资源的可持续使用的效率。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。
2、绿色化学工程和工艺的意义
随着经济的快速发展,人们的生活水平有了显著的提高并增强,人们生活的步伐也明显加快,化学生产也为人们所普遍接受并广泛应用,但化工生产所产生的废水、废气、废物排放,会对环境产生严重的影响,甚至生产生活用水也受到了一定程度的污染,这些不合理现象的存在甚至会危害到人们的生命安全,长期生活在这样环境下的人们的精神也会受到冲击。
化学生产不仅要大量采集自然物资,还对自然环境造成影响,这是当今时代背景下所不能容忍的。政府的政策的出台、监察机关的严厉执法、相关工作人员加快技术研究开发出环境友好产品就显得尤其重要了,绿色化学工程与工艺也就成了未来化工生产发展的方向。
当化学工程逐渐的融入了“节能”的概念和“绿色”的概念时,化学工程的生产再也不是当初的污染的代名词,绿色化学工程将保护生态环境和提高资源的利用率抬到实质,自然环境得到了有效的保护,原来只能废弃的垃圾也做到了成功的再回收利用。这样看来,绿色化学工程与工艺就成为了新时代所倡导的新词汇,它成功的成为了保护环境资源的有效手段,而技术的进步,城市污染的减少,从而提升我们赖以生存的环境条件。
二、绿色化学工程与工艺的应用
根据当下的环境氛围,我国绿色化学工程的开发和应用都有了一定的发展,从本质问题治理起来,俗话说:“射人先射马,擒贼先擒王。”只有抓住了根本性的问题,才能够真正的解决问题。现阶段,我国的绿色化学生产体现在下面几个方面。
1、选用无毒、无害化学原料
从化学原料的选择入手,尽量选择无毒、无害,并且可进行再生利用的化学原料来进行化学产品的生产和制作。对于化学产品来说,最根本的问题在于原料的选择,它是影响着化学生产过程和生产工艺重要原因之一。绿色化学工程与工艺是以无毒无害的化学原料为基本原则,在化学工业生产的起始就采取了防治手段,并且,绿色化学工程与工艺采用可再生资源为开发原料,保证在化学工业生产过程中进行无污染操作。
2、采用绿色高效的化学催化剂
绿色高效的化学催化剂的使用是非常必要的。目前我国也正在积极的研究这样技术,如采用绿色生物仿生催化剂。石油化工反应中烷烃氧化反应时碳氢键是相当惰性的,通常情况下需要苛刻的反应条件,如高温高压才能使之活化。采用新型的绿色生物仿生催化剂,能够实现在温和条件下对分子氧的活化,在烷烃的氧化反应中表现出很高的催化活性和选择性,因而绿色仿生催化剂使用也是绿色工学工程与工艺所追求的方向之一。
3、提高化学反应的选择性
采用先进工艺和使用选择性高的试剂等手段提高化学反应的选择性,可以降低成本,节约资源,减少环境污染。如石油化工中经常会发生的反应――如以上所说的烷烃类选择性氧化反应,这一类反应具有强放热性的特性,其目的产物不稳定,有时有些产品还具有异构体形式,在各类的催化反应中此反应的选择性最低,采用选择性高的试剂,提高反应选择性,从而能够获得更多的最终产物。
三、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用
基于绿色化学工程与工艺下的化工产品的大量的使用,在一定程度上实现了我国的化学工业节能,就目前而言,绿色化学工程与工艺在国内已经得到应用领域主要有以下几个:
1、清洁生产技术的应用
清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术、生活垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有基因工程;辐射加工技术;绿色催化技术,这里有多种催化剂,都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点,其产品清洁无毒,不管是对环境还是对人体都是安全的。
2、结合生物技术的应用
生物技术领域包括有细胞、微生物和酶的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面,化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性,广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术,使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物,之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中,催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比,具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。
3、生产环境友好型产品
绿色化学工程的生产也可以生产出来符合社会发展的环境友好型的产品。它的生产的出现,在很大程度上做到了对环境的保护作用。在社会中,人们随时随地都可以买到放心的“绿色”产品,不仅维护了自身的健康,同时也是在为社会做着重大的贡献,这样一举两得的事情,若是真的能够实现,对国家的发展和社会的进步影响的意义也是十分巨大的。
结束语
在绿色化学工程与工艺中采用无毒无害的原料,使用节约减排的生产工艺,采取清洁生产的技术,可以有效地使化学工业产品的破坏性降低,实现人与自然的和谐,达到产品与生态之间的互补。因此,开发和研究绿色化学工程与工艺是影响当代化学工业发展的决定性因素之一,成为了可持续发展的重要前提。
参考文献
[1]蔡永宏.浅论绿色化学工程与工艺,创建高效、节能、清洁的未来化工厂[J].化工管理.2013(24):27-28.
1 有机食品及相关概念
1.1 有机食品
1.1.1 有机食品的概念
有机食品是指来自于有机农业生产体系,根据国际有机农业生产要求和相应的标准,在原料生产和产品加工过程中不使用农药、化肥、生长激素、化学添加剂、化学色素和防腐剂等化学物质,不使用基因工程技术,并通过独立的有机食品认证机构认证并使用有机食品标志的农产品及其加工产品,称为有机食品。
有机食品这个名词是从英文直译过来的,这里所说的“有机”不是化学上的概念,而是农业生产体系上的一个概念,就是指来自于有机农业生产体系。有机食品在不同的国家不同的语言中有不同的叫法。有叫生态食品的,如西班牙、丹麦、德国。有叫生物食品的,如葡萄牙、荷兰、意大利、法国。但是,最常见的还是叫有机食品。
根据有机食品的定义,一种食品要成为有机食品,必须满足以下条件:(1)食品的原料必须是来自于已经建立或正在建立的有机农业生产体系,或者是采用有机方式采集的野生天然产品;(2)在整个生产过程中必须严格遵循有机食品的加工、包装、储藏、运输的标准和要求;(3)在生产和流通过程中必须有完整的质量控制体系和跟踪审查体系,并有完整的生产和销售记录及档案;(4)在整个生产过程中尽最大可能减小对环境的污染和生态破坏的影响;(5)必须通过独立的经认可的有机食品认证机构的认证。
1.1.2 有机食品认证
有机食品认证指的是为促进食品安全,保障人体健康,防止农药、化肥等化学物质对环境的污染和破坏,由通过资格认可的有机食品认证机构依据有机食品认证标准、国际有机农业生产要求和技术规范,对申请的农产品及其加工产品实施规定程序的系统评估,并颁发证书、批准使用标志的,称为有机食品认证。认证以规范化的检查为基础,包括实地检查、质量保证体系的实施和最终产品的检测。
1.2 有机产品
有机产品是指按照有机认证标准生产、加工或处理的并获得认证的有机食品和其他各类产品,包括了有机纺织品、皮革、化妆品、林产品、家具以及生物农药、肥料等有机农业生产资料,称为有机产品。有机产品的内涵比有机食品更为宽泛。
有机产品认证标准是指为保护人体健康,保护资源和环境,维护生态平衡,而对农产品的生产方式、其产品的加工方法、其产品的贸易行为以及其他需要,所制订的认证标准总称。
有机产品认证标准是评价产品质量优劣程度和加工企业、贸易企业生产经营行为好坏程度的尺度,是国家发展有机产品政策的具体体现,是强化有机产品管理的基本保证。有机产品认证标准在推动有机食品发展工作中具有十分重要的作用,它是执行有机食品管理法规的基本手段;是规范有机食品生产、经营和认证活动的基本依据;是强化有机食品管理的技术基础;是推动有机食品发展的动力。
1.3 有机农业
有机农业的概念起始于20世纪的二三十年代,最先由德国和瑞士提出,其起因是人类进入20世纪以来,随着新的知识、新的技术的发展和工业化程度的提高,特别是化学工业的发展,传统农业受到了极大的冲击,农业生产方式的革命使农业在一定意义上已经改变了其原有的特性,这种改变现在看具有两重性:(1)促进了农业生产,提高了产量,缓解了世界人口高速增长对食品的需求,因而具有积极性;(2)给生态环境等带来许多不利的影响,因而又具有破坏性。因此,人们寻求可持续的农业生产方式和生产体系。与此同时,国外一些对环境和生态十分关注的农业生产者,也创立和发展了对农业生态环境有持续合理作用的有机农业生产方式。1924年德国和奥地利出现了具有有机农业性质的“生物动力农场”;20世纪四五十年代在瑞士和德国创立了以减少农场对外界的依赖性来保证其生存能力为目的的“生物有机农业协会”,并随后发展成为德国现在最大的有机农业协会;1945年美国有机农业的创始人Rodale在美国创办了第一个“有机农场”。随着有机农业的发展和一些国际标准和国家标准的建立,到了20世纪80年代之后有机农业的概念被广泛接受。
有机农业在国外也有叫“生态农业”、“生物农业”的,其意思基本相同。但是,有机农业确切的定义目前还很难统一。事实上,要给有机农业精确地下定义是相当困难的,客观上存在着对有机农业所指的可持续生产方式在内涵上不甚明确和容易引起歧义等问题。这是因为,一则从普遍意义上讲,任何一种行为方式,都不可能永远持续不断地进行下去,在一个有限的世界里它总会受到这样或那样的限制,每当人类面临着这一时刻,总会意识到该有新的行为方式的诞生,并通过科学的进步和技术的创新来实现;二则这里所讲的可持续的农业生产方式,通常只是在人类现有认识水平上的可预见的持续,但现实世界里还有许多不确定和尚未人知的东西。因此,对有机农业的定义不应拘泥于当前的理解,而应定义出一个范围,在这个范围内可以有较大的灵活性。下面是几个关于有机农业的定义:
欧洲定义的有机农业:是指一种通过使用有机肥料和适当的耕作和养殖措施,以达到提高土壤的长效肥力的系数,在有机农业生产中仍然可以使用有限的矿物物质,但不允许使用化学肥料,通过自然的方法而不是通过化学物质控制杂草和病虫害,不允许使用基因工程技术。
美国定义的有机农业:是指一种完全不用或基本不用人工合成的肥料、农药、生长调节剂和畜禽饲料添加剂的生产体系。在这一体系中,尽可能地在最大的可行范围内采用作物轮作、作物秸秆、畜禽粪肥、豆科作物、绿肥、农场以外的有机废弃物和生物防治病虫害的方法来保持土壤生产力和耕作,供给作物营养并防治病虫害和杂草的一种农业。尽管该定义还不够全面,但还是描述了有机农业的主要特征。
国际有机农业运动联合会定义的有机农业:所有能够有利于促进环境、社会和经济的粮食纤维生产的农业系统。这些系统利用当地的土壤肥力作为成功生产的关键。有机农业旨在保护利用植物、动物和景观的自然能力,使农业和环境质量在各方面都达到最佳水平。有机农业通过限制施用化学合成的肥料、农药和药物,大大减少了外部投入。有机农业利用强有力的自然规律来提高农业产量和增强抗病能力。有机农业坚持遵循世界公认的原则,在当地的社会经济、地理气候和
文化环境中加以实施。因此,强调并支持发展地方性的和地区性的自给体系。 中国国家环境保护总局有机食品发展中心定义的有机农业:是指遵照有机农业生产标准,在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物,不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质,而是遵循自然规律和生态学原理,协调种植业和养殖业的平衡,采用一系列可持续发展的农业技术,维持持续稳定的农业生产过程。这些技术包括选用抗性作物品种、建立包括豆科植物在内的作物轮作体系、秸秆还田、施用绿肥和动物粪便等措施培肥,保持土壤养分循环;采取物理的和生物的措施防治病虫草害;采用合理的耕作方式保护环境、防止水土流失,保持生产体系及周围环境的生物多样性等。
应该说,中国的定义还是比较清楚的,理解上也不会太困难,这是他们通过多年来对我国有机农业生产体系的检查和认证的不断总结,加上与国外同行的广泛交流所得出的认识。归纳一下,什么是有机农业?即有机农业是指一种按照有机农业生产标准,在生产中完全不使用化学合成的肥料、农药、生长调节剂、畜禽饲料添加剂等物质,也不使用基因工程生物及其产物的生产体系。在这个体系中,作物秸秆、畜禽粪便、豆科作物、绿肥和有机废弃物是土壤肥力的主要来源,作物轮作以及各种物理、生物和生态措施是控制杂草和病虫害的主要手段。充分提高系统中包括土壤微生物、植物和动物在内的生物循环和物质循环,保持和提高土壤的长效肥力。充分考虑畜禽在自然环境中的所有生活需求和条件,协调作物生产和畜牧业的平衡。保持生产体系和周围环境的生物多样性,包括保护动植物和野生动物的栖息地。这样一种农业生产方式称为有机农业。
有机农业实质上是一种以农村社会经济与环境协调发展为原则,以农业清洁生产为指导,遵循自然规律和生态学原理而采取的可持续发展型农业。在有机农业生产系统中,人类、土地、动植物是一个有机结合的多元整体,人类的健康与系统中各个组成部分息息相关。因此,有机农业生产应当遵循以下基本原则:(1)遵循自然规律和生态学原理;(2)循环利用有机生产体系内的物质;(3)依靠体系自身力量保持土壤肥力;(4)保护生态环境,多样性种植和养殖;(5)根据土地的承载能力饲养畜禽;(6)充分利用生态系统的自然调节机制。
关键词:化工工艺 设计 危险识别和控制
一、前言
近年来,化工工艺设计引起了人们的关注。工艺设计中危险识别和控制对化工工艺过程起着非常重要的作用。在新时期下,我们要加大对化工工艺安全设计中危险识别和控制的思考与探索,确保化工工艺的顺利进行。
二、关于化工工艺设计
在整个化工设计过程中,我们必须熟悉它的原则和精神,从而贯彻到其中去。把化工工艺设计中的细节进行灵活运用,既符合规范,又不造成对生产的违背。实现对化工生产的安全高效运行。因为在化工生产中,安全是第一性的,所以我们必须对生产中的安全性进行剖析。
熟悉我们的原材料和产品性质,以便我们对号入座。化工规范把物品的危险程度分为五个等级。它的划分主要是综合生产过程中所使用、产生及存储的原料、中间品和成品的物理化学性质、数量及其火灾爆炸危险程度和生产过程的性质等情况来决定的。根据危险等级的不同我们才能确定防火间距、防爆等级。它对我们选用设备仪表、操作方式、消防器材的选用起到决定性的作用。
三、化工工艺设计的分类
1、概念设计。概念设计是假象设计,它是按拟建规模工业生产装置进行的,概念设计一般在中试前进行,主要目的是为了检查工艺条件和生产路线是否合理,确定数据和小试补充的内容以及必要时中试规模和中试目的。
2、中试设计。中试内容和任务主要是检验小试确定的工艺路线和条件;试制产品考核的使用性能;考验工艺系统连续运转可靠性;获取设计工艺必需的工艺和工程数据;考察放大致应和检验校正放大模型;考核杂质积累对工艺过程及最终产品质量的影响;以上内容和业务在检验时可以是全部也可以是部分,视具体情况而定。
3、基础设计。基础设计是整个技术开发阶段的最终研究成果,目的是提供建设生产装置的一切技术要点。
4、初步设计。初步设计是精细化工工程设计的第一阶段,它的成果是初步设汁说明书和总概算书。根据基础设计和批准的设计任务书、厂址选择报告,对工程在技术和经济上进行总体研究与计算的具体建设方案。初步设计结果应能满足项目审查和施工推备,材料与设备订货,项目招标等要求,能提供建厂投资依据。
5、施工图设计。施工图设计是依据上级对初步设计的审批意见,将初步设计中确定的设计原则和方案,根据建筑与非标准设备制作的要求,以图样和文字方式招工艺和设备各个组成部分的尺寸,布置和主要施工方法具体化,明确化,并解决初步设计阶段待定的各项问题。
四、化工工艺设计的特点
设计基础资料不完整。设计基础资料一般由科研单位根据已有试验数据及有关资料编制而成。由于没有经过工业化生产的检验和完善,其数据的可靠性和完整性都不如常规装置。
由于化工装置工艺流程一般较独特,包括的设备种类繁多,规格特殊,设备的功能化无论是对非标设备的设计,还是对定型设备的选用都提出了特殊要求。
工作量大。具有总体投资大、设备多、管道多,且处理的物料都较特殊,其管道设计也要作特殊考虑。设计周期短。为了尽快占领市场,缩短建设周期,化工工艺设计往往要打破正常的设计周期,边开发边设计,边建设边更改设计的现象较普遍。
规模大小不一,一般情况装置的规模有大有小,为节约投资,某些设计不可能完全按照规范、规定去做。但有时为了测得所需的工程数据或获得一定的产量,往往也需要较大的规模。
五、化工工艺设计中安全危险识别和控制
1、化工工艺设计的安全危险识别
所谓的化工工艺设计中的安全危险识别、就是指对化学工艺流程中引发安全事故的危险因素的发现和识别、也就是说在化学产品生产活动中会因为各种不安全因素到引起的安全事故、安全危险识别就是研究并分析其活动中的不安全因素和隐患问题。由于化工工艺设计中安全危险因素的不确定性和潜在性、我们在加强规范化、科学化操作的基础上、也要加强对其潜在危险因素的分析能力和识别能力的提高。
要想加强化工工艺设计中安全危险识别能力、我们就要加强对化工产品特别是危险化学品原材料、中间产品和产品副产品的固有危险性的认识、认真对生产工序和生产工艺的进行研究、通过考察整个工艺流程的生产过程、对一些有可能出现的安全事故作出相应的安全防护措施、尽量消除所有隐患、从而提高化工工艺设计的安全性。
2、化工工艺设计危险因素的控制
对于化工工艺设计安全危险因素的控制、我们可以根据其工艺流程特性的不同、分别采取相应的措施。我们分别从化工产品的原材料、工艺流程、设备材质、物理化学反应条件以及管道运输等几个方面来研究。
(1)我们可以对化工产品的原材料的挑选和质量方面进行控制、在不影响产品的性能的基础上、尽量选择危险性地、危害性小的原材料。
(2)对于相应的工艺流程、我们可以努力研究、争取设计一种工艺流程较为简洁、工艺路线较为规律和统一的生产流程、合理的分析并考量产品的制作流程、尽量降低危险物质的生产、并减低其产品的危险性和危害性。
(3)对于产品的设备来说、我们也要充分考虑其材质对于整个生产流程的影响、包括其湿度、温度、物理化学反应等等这些因素、要根据实际生产情况选择质量高、耐高温以及耐腐蚀的合理设备。
(4)在化工产品生产制造过程中、出现的各种物理化学反应有很多、因此我们对这一环节的控制比较困难、对于这些我们就要设置一些容易控制的反应器来控制其化学反应过程、从而控制其危险因素、可以根据化学反应所需条件的不同、来调节其反应温度和反应速度等一些可控条件和因素、从而避免危险的化学反应的产生。
(5)在管道运输中的材料一般都是一些腐蚀性强、危险性高以及对人体毒害大的物料、因此我们一定要严格控制其运输过程中的密封性、对于管道的强度和结构也要进行合理的选用、避免泄漏、爆炸等危险事故的发生。
六、结束语
通过对化工工艺安全设计中危险识别和控制问题分析,进一步明确了危险识别和控制在化工工艺中的重要性。因此,我们要加强对该工艺设计的重视。
参考文献: