緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇石油化學工程原理范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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針對這些情況，當前一些普通高校進行了相關研究與實踐，以提高基礎化學教學效果，但是，大多數高校主要是根據學時來選擇安排教學內容，利用改進教學手段來增加教學內容，著眼于局部，頭痛醫頭，腳痛醫腳，教學效果雖有所提高，但是效果不甚明顯，沒有找到從根本上提高基礎化學教學效果的方法。本化學教學團隊提出了《基于“綠色化學”理念的理工科院校藥學相關基礎化學系列課程整合與優化的研究與實踐》課題，依托重慶郵電大學中藥學專業和制藥工程專業的學生進行了實踐。

一 培養具有“綠色化學”理念的大學生是人類社會對高校化學教育的基本要求

“綠色化學”是一門從源頭上阻止污染的化學，它用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的化學物質的產生和使用，有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發展，牢固樹立綠色意識，自覺成為未來的綠色人才。“綠色化學”是人類與自然和諧的化學，是面向未來提出的化學新概念，同時也為化學教學提出了新課題。

因此，本化學教學團隊在基礎化學教別強調引入“綠色化學”理念，在緒論部分專門設有“建立綠色化學理念，推動經濟和社會的可持續發展”這一部分，強調綠色化學的必要性，并且基于“綠色化學”理念選擇教學內容。在教學過程中滲透“綠色化學”理念，將從源頭上預防化學污染的新觀點逐步深入學生心中。特別是實驗教學中，化學教學團隊根據專業特色與學生能力培養的需要，在實驗項目的設置上滲透綠色化學理念，改革實驗教學模式，實驗項目中大大減少了獨立的基本操作單元實驗和驗證性實驗，將大部分基本操作實驗和驗證性實驗安排在實驗技術網絡虛擬與仿真實驗室中實施，同時大大增加實用性、綜合性實驗，將部分基本操作融入綜合性和設計性實驗中。實驗原材料都是無毒或低毒的，刪除了一些毒性高、污染大、效果差的合成實驗。打造以“綠色化學”為特色的教學、科研實驗平臺，努力培養具有“綠色化學”理念的大學生。

二 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容的整合實踐

1．教學內容的整合原則

第二軍醫大學藥學院將無機化學和物理化學兩門課程整合，很好地解決了這兩門課程中的內容重疊問題，同時使無機化學的教學內容得到了引申，使知識的系統化更加顯著。本化學教學團隊基于“綠色化學”理念將四大基礎化學進行整合，即將無機化學、分析化學、物理化學和有機化學四門課程進行整合，根據藥學專業要求，立足理工科院校注重四大基礎化學的關聯，確保整個基礎化學知識體系的完整，總課程名稱設為基礎化學，具體按照普通化學、有機化學和物理化學三門課程進行排課。本化學教學團隊一起討論、確定教學內容和相應的學時數，并且備有一些選學內容供學時稍充分的學校選用，或者供學生自學，但是緊密把握“面向藥學專業的基礎化學知識”、“知識點之間的連貫”及“難易程度循序漸進”這三個基本原則，使學生有興趣學，更輕松地學。

2．整合后教學內容的具體安排

針對大學第一學期，新生入學較晚，學習時間較短，需要一段時間適應大學學習、生活等實際情況，第一學期的普通化學先介紹藥學與化學的關系，強調化學在藥學專業中的作用，讓學生首先從思想上重視它，同時介紹“綠色化學”的基本概念和原則，突出綠色化學在醫藥工業和社會發展中的意義及必要性，站在整個基礎化學角度強調綠色化學的重要性和必要性，先行建立“綠色化學”理念。具體內容是：先介紹簡單且與中學化學銜接較多的氣體和溶液，引入大學基礎化學的教學；然后利用熱化學反應方程式引入化學反應熱、熱力學第一定律和第二定律，引出判斷化學反應自發性的吉布斯自由能判據；從吉布斯自由能變的符號判斷反應方向和大小，表示反應限度，引入化學平衡，與中學化學緊密銜接，同時進一步銜接化學反應速率，使學生易于理解；有了平衡依據后，再分別介紹酸堿平衡與酸堿滴定，沉淀溶解平衡與沉淀滴定，氧化還原平衡與氧化還原滴定，配位平衡與配位滴定；作為含量測定的加深，再介紹比色法和分光光度法。最后，聯系中學化學知識簡單介紹原子結構和分子結構的基本概念和基本理論，并且在每部分都要說明它在藥學中的作用。第一學期的理論學時經教學團隊統一討論并經學校批準后定為64學時。

基于現代藥物大多是有機物的現實，有機化學在藥學相關專業非常重要，經教學團隊統一討論并經學校批準后有機化學理論課程定為96學時，安排在第二學期和第三學期授課。并且根據結構與性質的關系按照官能團分類介紹有機化學的內容，注重與中學有機化學銜接，強調具有某一類官能團的化合物其理化性質，每部分都要介紹一些有顯著藥理活性的化合物和該類化合物的合成工藝，重點強調綠色合成工藝路線，以及該類化合物的構效關系。同時簡單介紹一些波譜知識，如紅外、質譜和核磁共振譜等，能夠推導簡單的有機化合物的化學結構，為今后的中藥化學、天然藥物化學和藥物合成打下堅實的基礎。同時，有機化學實驗重在一些綜合性、實用性的綠色化學合成，既增加了學生的學習興趣，提高了教學效果，同時也踐行了綠色化學理念。

經過一年半的大學學習后，在學生基本上都適應了大學學習、生活的情況下，而且具備了較好的數學和化學基礎之后，第四學期將深入介紹基礎化學難點部分的物理化學，在化學熱力學、化學動力學基礎上，加深對化學熱力學和化學動力學的學習，最后引入新知識相平衡，包括表面化學與膠體化學和藥學前沿知識，以及化學知識及其技術在藥學專業中的應用，要求講原理時必須講它的應用，重點是在藥學方向的應用上。最后提綱挈領，建立整個基礎化學的基本框架和知識體系。這樣就把基礎化學知識點整合，避免了重復，同時按照知識的難易程度和前后關系安排教學內容，節約了學時、方便了學生理解、提高了教學效果，以適應少學時的理工科院校藥學專業的基礎化學教學。

三 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容整合的初步效果

1．學生成績明顯提高

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關鍵詞： 離心泵；故障；判斷；對策

Key words： centrifugal pump；fault；judgment；countermeasures

中圖分類號：TH311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）24-0052-02

0 引言

隨著石油工業的不斷發展，對于離心泵性能提出了更多的要求。對于連續性生產較強的裝置而言，離心泵作為一種輸送物料的轉動設備尤其重要，并且需要能夠輸送高溫介質以及高揚程的離心泵。但是離心泵在運轉的過程中難免會出現各種故障，因此，為了有效的保證生產的平穩性，必須提高泵運轉的可靠性、壽命、效率，并且能夠準確及時的判斷所發生的故障并且能夠做出適當的處理。常見的泵故障有造型不合理、設備的固有故障、安裝、啟動以及運行故障。如：由于不合理的選型造成的超功率；因設計制造缺陷造成的泵汽蝕嚴重以及流量不足；因安裝故障造成的振動以及噪音超標；因啟動和運行故障造成的不能夠正常啟動、流量逐漸減少以及填料和軸承過熱等。應當綜合設備的運行狀況、指標以及一定的維修經驗判斷離心泵的故障情況。下文分析了離心泵啟動和運行中的故障和原因，并提出了相應的對策。

1 啟動故障原因分析及解決對策

1.1 泵不能啟動或啟動負荷大

1.2 泵不排液

1.3 泵排液后中斷

1.4 運行中功耗大

1.5 軸封發熱

1.6 轉子竄動大

1.7 異常發熱

發熱是機械能轉化為熱能的表現，引起發熱的常見原因有：

2 運轉時振動過大和產生異常聲響

造成離心泵異常振動和噪聲的原因可分為兩個方面。

第一個是機械方面的原因，通常有：①轉動部分不平衡，除制造或焊補后的轉子動平衡不合格外，葉輪局部腐蝕、磨損或淤塞也可能會使其失去平衡。②動靜部分摩擦。原因有：泵軸彎曲、軸承磨損等，也可能是因為軸向推力。平衡裝置失效，導致葉輪軸移動而碰觸泵殼。③泵基座不好。如地腳螺栓松動，底座剛度不夠而與泵發生共振或底座下沉使軸線失中。④聯軸器對中不良或管路安裝不妥導致泵軸失中。⑤原動機振動，可脫開聯軸器進行檢查。

第二是液體方面的原因，可能是汽蝕現象。這種現象引起的振動和噪聲通常是在流量較大時，查看吸入真空度是否過大以幫助判斷。通常可用減小流量（如關小排除

閥門或降低轉速）降低液溫或增大流體高度等辦法來

消除。

3 故障預防措施

①加強維護易損件。②一般對于流量變化平穩的不做快速的大幅度調整。③做好狀態監測，發現問題及時分析處理。④對泵入口的過濾網要進行定期清理。⑤為了有效的杜絕違章操作以及野蠻操作，必須嚴格按照操作規程執行。⑥保證離心泵具有良好的。

4 總結

通過分析研究產生離心泵故障的原因以及處理對策，可以得出，造型、設計以及制造等設備本身的缺陷以及檢修質量和運行管理不善等人為因素（如技術管理水平、安裝、保養、操作人員的素質及重視程度）都是造成離心泵產生故障的原因。但是離心泵的故障有時表現為單一故障現象，有時會同時表現多個故障現象。因此，為了在發生故障后能夠迅速準確的采取措施排除故障，應當采用多種方法對可能產生故障的環節和部位進行檢查，針對故障現象認真分析其原因。充分重視人為因素將泵的維修間隔延長，使泵的可靠性和利用率得到提高。

參考文獻：

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1綠色化工技術

綠色化工技術指的是在化學工業發展中運用化學工藝或者原理對化學方法進行改造，以此來減少化學技術中化學原料、化學廢棄物或者有害化工產品對環境的危害和污染，盡量將化學過程中的廢棄物進行二次利用，提升廢棄物利用率的同時也減少排放量，促進化學工業的綠色和生態發展[1]。

2綠色化工技術在化學工程工藝中的開發

2.1化學原料的選用

綠色化工技術的開發過程中，化學原料的選用就非常重要，這能夠從根本上解決污染問題。綠色、無害的化工原料在生產、排放的過程中也能產生較少的污染物。當前高科技發展下，已經生產處很多無毒無害或者較少毒害的原料、催化劑、各種溶劑供化學工業的發展使用，在化學工業生產中盡量選擇這樣的化學原料，比如是很多天然的植物，包括各種農作物或者野外農作物，還有很多生物，都是無害化學原料的最佳選擇。在化學工業發展中，盡量使用這些物品代替，而且這些物品的成本通常比較低，來源廣泛。

2.2化學催化劑的選用

化學工業發展中常常使用各種催化劑加速化學反應的速度，但是很多化學催化劑容易加重化學反應廢棄物的排放量。現在綠色化工技術開發過程中重點關注的就是對無害化學催化劑的開發。同時，在化學催化劑的選用上，盡量用毒害較小的催化劑代替毒害大的催化劑，促進化學反應過程的綠色發展[2]。很多化學行業的研究人員正在大力開發烷基化固相催化劑，其沒有毒害，期望這種催化劑能夠早日被廣泛運用。在無毒害化學催化劑開發過程中，注重其廢棄物的排放量和循環使用率，最好能夠提升其循環使用的過程。

2.3強化化學反應的選擇性

在化學反應過程中，盡量提升化學反應的選擇性，讓化學生成物的提取和凈化更加便捷，也能夠有效地控制化學生產成本，減少能源消耗和廢棄物的排放。比如在石油化學工業中經常進行的烴類選擇性氧化，其反應的生成物極易發生氧化現象破壞生成物，因此，在化學反應中，會盡量避免使用這種反應。強化化學反應的選擇性，能夠提升化學生產過程的健康發展水平。

3綠色化工技術在化學工程工藝中的運用

3.1清潔生產技術的運用

清潔生產技術在包括冶金、印刷、垃圾處理、海水淡化、煤氣化技術、發電技術等行業中已經被廣泛運用，在其過程中沒有毒害，而且沒有污染物。多種行業中運用清潔生產技術已經有效地控制了廢棄物和有毒物品的發生。比如在海水淡化過程中，運用清潔的化學方法對海水進行處理，其原料是海水，這是一種比較豐富的天然資源，產生的主要成分是淡水，整個過程中的生產技術對環境的污染非常小。

3.2生物技術的運用

生物技術在化學仿生學與生物化工中的運用集中在細胞、微生物、酶的范圍內，其中酶、膜化學技術運用地非常廣泛。生物技術可以講很多可再生的資源在生產過程中轉化成有用的化學品，比如自然界中存在的酶是非常普遍的一種催化劑，其在生產過程中沒有污染物的生成和排放，而且反應的條件比較溫和，受到化學行業的廣泛利用。

3.3環境友好型產品生產過程的運用

當今社會環境污染問題非常嚴重，各行各業對環境友好型產品的生產與利用非常急切。從人們的實際生活來講，運用綠色化工技術的目的就是能夠生產處大量的環境友好型產品，這能夠給人們的實際生活帶來優勢。環境污染問題嚴重影響到人們的生活質量，環境友好型產品的開發和利用能夠避免產生環境污染問題。比如在生活中傳統的汽油燃燒給大氣帶來污染，也影響人類的健康；各種產品中氟利昂破壞了大氣中臭氧層，給人們的生活埋下安全隱患；很多塑料產品在人們生活中廣泛利用，帶來很多便捷之處，但是使用后形成垃圾不容易被分解。這些嚴重的污染問題急需被解決，這些帶來污染的產品急需被取代。所以，隨著技術的發展，可分解的塑料制品、清潔型汽油、新型燃料逐漸地被開發使用，人們的環保意識也在增強，現在已經有很多的研究用在環境友好型產品的開發上，比如在酒精的生產上，其原料已經變成了天然的甘蔗；利用較易提取的乙醇汽油取代原來的汽油，在汽車行業中被廣泛運用。環境友好型產品受到大眾喜愛的同時，應該提升開發技術，加大對其的開發利用，這是與人們的實際生活緊密聯系的問題，需要社會各界齊心協力的支持[3]。

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中圖分類號：O414.1 文獻標識碼： A

一、概述

苯乙烯作為石油化學工業的基礎產品、合成塑料和橡膠的主要原料，而全世界年產量1300萬噸中90%是由乙苯高溫催化脫氫制得。這種傳統的生產方法有很多缺陷。

近年來，反應耦合技術的提出無疑成了解決這個問題的熱點。耦合技術的特點就是對于受熱力學平衡限制的化學反應，可以通過反應耦合的方法來推動化學反應平衡向產物方向移動，從而降低反應溫度，提高轉化率和選擇性，并降低能耗。常用的耦合技術有加氫-脫氫、吸熱-放熱、氧化-還原等反應的耦合。乙苯脫氫制苯乙烯與逆水煤氣屬于加氫-脫氫的耦合。

二、反應原理

乙苯脫氫制苯乙烯反應為

乙苯在催化劑作用下脫去一分子氫生成苯乙烯，從反應式上看，這是一個分子數增大的強吸熱反應，高溫、低壓對反應有利。但過高的溫度會使苯乙烯聚合，因此，工業上通常在600oC~650oC、常壓甚至負壓條件下進行反應。由于反應溫度高，不僅容易導致乙苯裂解，產生苯、甲苯、CO、CH4、C2H4、CO2等副產物，而且催化劑也因結焦而很快失活；同時反應受到熱力學平衡的限制，單程轉化率低。為了供給脫氫反應所需熱量、稀釋反應體系以增加平衡轉化率以及減緩結焦，往往通入大量的過熱水蒸汽（水/乙苯摩爾比為7~15），以實現大規模地從乙苯連續生產苯乙烯。另外，水蒸汽還可以防止催化劑因過度還原（還原為低價氧化物或金屬）引起的失活。但是大量水的潛熱在氣液分離器中損失，使得整個工藝過程的能耗問題成為提高乙苯產率的瓶頸。在給定的一組條件下，反應體系的各種轉化途徑在熱力學上都是可能的。實際的轉化產物是由這些反應的相對速度所控制的。大家都知道高溫有利于反應平衡向目的產物移動，但是在高溫時，裂解、氫解及生成焦炭的反應比脫氫反應更為有利，因而我們必須提高在熱力學上處于不利地位的脫氫反應在整個過程中的優勢。

反應耦合技術是近年來為解決反應轉化率受平衡限制的問題而提出的新思路，由于其在石油化工等領域具有重要意義而倍受關注。乙苯脫氫制苯乙烯是一個受熱力學平衡限制的強吸熱反應，將反應耦合技術引入該過程，其優勢是顯而易見的。它通過加氫-脫氫、吸熱-放熱等反應的耦合能夠大幅推動化學反應平衡，降低反應溫度，提高乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性。首先對反應耦合做個初步的解釋：假設體系中存在兩個反應，一個反應的產物是另一個反應的反應物之一：

反應（1）：

反應（2）：

反應（3）：

如果反應（1）的>>0，平衡常數K1

以及硝基苯加氫制苯胺反應

乙苯脫氫反應體系中以CO2代替水蒸汽，不僅可以降低反應溫度約50oC、有力地推動乙苯脫氫反應平衡右移，更重要的是能夠將生產每噸苯乙烯所需的能量從15.0108cal降低到6.3108cal甚至1.9108cal。

硝基苯加氫制苯胺為強放熱反應，工業上采用固定床或流化床在氣相進行，反應溫度為300~475oC，反應器設計和實際操作的關鍵是確保將大量反應熱及時移出。如果能將該反應與乙苯脫氫過程耦合，則不僅可實現加氫脫氫一體化，同時生產苯乙烯和苯胺，而且在能量上也是極為有利的。根據化學反應計量關系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯，則耦合反應為微放熱（），可大大降低乙苯脫氫過程的能耗。

三、反應結果分析

采用惰性介質稀釋或與適當的反應耦合，可大大改善乙苯脫氫反應性能。下圖比較了壓力為0.1MPa時，不同溫度下乙苯脫氫和與逆水煤氣變換反應耦合體系中乙苯的平衡轉化率。對單純乙苯脫氫反應，乙苯的平衡轉化率較低，在690oC的高溫下轉化率才能達到70%。如果用惰性組分如N2稀釋反應體系，則反應物和產物的分壓降低，平衡轉化率提高，這也是工業上使用大量水蒸汽的原因之一。但是這種稀釋作用是有限的，在N2/乙苯=10時，500oC下乙苯平衡轉化率只有38%，而通過與逆水煤氣變換反應耦合，乙苯的平衡轉化率可大幅度地提高，且隨CO2比例的增加而明顯增加。在CO2/乙苯=10時，500oC下即達64%，550oC下高達82%，體現出了顯著的反應耦合效果。但由于逆水煤氣變換反應為微吸熱反應（），因此在能量上沒有耦合優勢。

圖1 乙苯脫氫與逆水煤氣變換的耦合作用：不同原料摩爾比對乙苯平衡轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）

圖2 單純逆水煤氣變換反應：不同原料摩爾比對CO2平衡轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）

此外，單純逆水煤氣變換反應以及在耦合反應中，壓力為0.1MPa時不同原料比對CO2平衡轉化率的影響見圖2和圖3。通過比較，我們可以發現：低溫下（

圖3耦合反應中逆水煤氣變換反應：不同原料摩爾比對CO2平衡轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）

圖4給出了壓力為0.1MPa時，不同原料摩爾比下乙苯脫氫與硝基苯加氫制苯胺耦合反應體系中乙苯的平衡轉化率隨溫度的變化。可見，與硝基苯加氫反應耦合后乙苯的平衡轉化率大幅度地提高，并且隨著原料中乙苯的摩爾分數降低而增加。當原料乙苯/硝基苯比降低到3時，乙苯和硝基苯的平衡轉化率同時達到最大（見圖5），繼續降低原料乙苯/硝基苯比，則乙苯的平衡轉化率不會進一步增加。這是因為根據化學反應計量關系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯。由圖2-7還可看出，硝基苯在較低溫度下即可完全轉化，而無論硝基苯的量多大，乙苯只有在較高溫度下平衡轉化率才可接近100%。

在溫度高于400oC時，乙苯和硝基苯（摩爾比為3）可定量地轉化為苯乙烯和苯胺。如果可以找到一個優良的催化劑，則可在適當的條件下將原料乙苯和硝基苯全部轉化為苯乙烯和苯胺。該耦合反應體系為微放熱（）過程，在能量上也是極為有利的，實際中可望實現自熱。

圖4 乙苯脫氫與硝基苯(NB)加氫耦合作用：不同原料摩爾比對乙苯轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）

圖5 乙苯脫氫與硝基苯加氫反應的耦合：不同原料摩爾比對乙苯及硝基苯轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）

四、反應結果比較

乙苯脫氫可以很好地與這二種反應耦合，使反應溫度大幅下降，或在給定溫度下使乙苯的平衡轉化率大幅度提高。其中硝基苯加氫反應耦合則遠遠優于與其它反應的耦合，可以在400 oC下使乙苯定量地轉化為苯乙烯。在能量上，乙苯脫氫和逆水煤氣變換為吸熱反應，而與硝基苯加氫為放熱反應，因此乙苯脫氫與硝基苯加氫反應耦合在能量上更為有利。

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化工生產過程,通常是在密閉的容器和設備中,在高壓、真空、高溫、深冷的情況下連續進行的，此過程中的介質具有毒、易燃、易爆、有腐蝕的性質，這些性質無法用人工觀察和控制。因此,為使化工生產正常、高效、安全地進行,就必須把各項工藝參數維持在某一最佳范圍之內,并盡量使生產過程自動化、現代化。這種利用自動控制學科、儀器儀表學科、計算機學科的理論與技術，服務于化學工程學科，管理化工生產過程的方式,就稱為化工生產過程的自動化。同樣，化工儀表自動化就是需要將自動化裝置作用于化工設備上，應用于化工生產中的各個過程，實現對化工生產中各工藝參數進行檢測，并實施控制[1]。目前，從市場需求來看，自動化儀表自動化工業在石油化工占有的市場份額最多，其次是鋼鐵、電力、紡織等行業。

在信息技術高度發達的今天，作為傳統工業的石油化學工業仍然是我國經濟發展的重要支柱性基礎產業（2011年我國石化行業的產值已達到11.28萬億元）。由于石油化學工業具有資源能源消耗量大、生產過程工藝復雜、產業鏈條長、技術裝備水平要求高、污染排放量較多，安全生產形勢嚴峻、結構調整任務重等特點，不僅要求質量高、壽命長的自動化儀表，還需要提供完整的系統和優化的軟件，更需要能與工藝人員結合的自控工程師。我國石油和化工自動化經過50年的發展，通過技術引進，消化吸收和不斷創新，自動化水平取得了長足進步[2]。PLC、DCS和變頻與傳動等自動化產品已被普遍應用到生產工藝中。特別是在2009-2011年間，更有不少化工企業對DCS系統進行了升級改造。目前，工業生產逐漸趨于大規模、綜合化和自動化，生產工藝也變得日益復雜，儀表的控制檢測向多功能發展，應用范圍不斷擴大。同時，快速反應、臨界穩定工藝、能力綜合平衡等工藝的開發成功以及激烈的市場競爭，對自動化提出了更高的要求和新的目標[2]。

當前眾多的高職院校正在進行以職業活動為導向、能力為目標、任務驅動的項目化教學改革。高職院校以服務于企業為指導方針，企業對人才需求的調整，相關專業勢必隨著企業需求展開教學內容、教學方式的轉變。因此針對我校的化工、自動化專業的有機結合做了相關的思考。

一、兩個專業的背景及現狀

化工自動化及儀表是面向化工類專業開設的技術基礎課程，我校的化工專業在建設初期至今一直開設有化工儀表及自動化（含實訓）課程。該課程以化工企業所采用自動化及儀表的現狀為基礎，通過化工生產過程中的自動控制系統涉及到的化工儀表的結構、原理、性能、應用等的學習，讓學生能夠根據化工生產過程中對溫度、壓力、液位和流量等工藝參數和指標進行測量的需求，正確選擇對應儀表的型號，并掌握在安裝、使用、控制、維護中的技能，熟悉化工自動控制技術在工藝控制上的使用。該課程的實訓中一直采用到化工企業實習的方式進行，因為化工企業的特殊性，聯系企業實習困難，并且學生也很難在運作的機器設備上實現相關的操作與維護學習。

本校自控系的機電一體化和電氣自動化專業是以電工基本知識和電工技術基本技能構建專業基礎平臺，以自控化網絡控制為核心，突出計算機管理、遠程控制、現場總線技術等自動控制領域先進技術的應用，培養學生具備自動控制系統的安裝、調試、管理、維護的能力，具備設計、組建、運行、維護工業控制系統的能力及供電系統的設計能力。在教學方面強調是以專業知識加以實踐運用，就業崗位多為大型機械制造企業和化工企業，其相關的專業課程實習均在本地的化工企業進行。

二、兩個專業整合的前提

通過調查了解到我校的自動控制系相關專業部分就業方向為化工企業，而每年化工企業招聘時需求化工專業學生和自動化專業學生的比例為3:1左右，新進自動化專業員工首先被要求熟悉該企業的化工生產工藝過程。從相關資料收集顯示，自控專業在過去的教學中一直未體現與化工的結合，學生缺少對專業服務對象的了解和掌握，特別是針對化工企業的生產過程、生產原理的了解。如果能熟悉化工生產的原理、工藝、特性，對于自動控制系統的操作和維護將更能對癥下藥。

隨著現今化工行業的發展，許多技術雄厚的大型化工企業已陸續提出“一崗多能”的政策轉變傳統化工工藝操作人員的定位。要求操作人員（包括分析、儀表、設備維護等崗位不僅能在自己就職的領域做好，還要學習其他崗位的知識，如果生產現場出現一般故障，不用等待專業人員到達，可立即解決故障，既節省時間又節省人力，并以調整崗位工資的方式激勵員工的學習熱情和主動性。化工專業學生在校期間就儀表自動化的學習是相對薄弱的，缺乏大量的實踐動手訓練，對于企業“一崗多能”的要求，是遠遠達不到的。

三、兩個專業教學資源的整合構想

以企業需求為導向，以“一崗多能”為方針，尋找兩個專業的切合點，以實現教學資源利用的最大化。

1.教學團隊的溝通交流

兩個專業師資力量雄厚，教學經驗豐富，利用各自優勢和在相關行業的影響力，針對同一服務對象的特性，拓寬各自專業的實用性，實現雙方共享師資，打造一流教學團隊。

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【關鍵詞】粘度；密度；溫度；原油；采收率

一、粘度

油品的粘度是評價原油及其產品流動性能的指標，在原油和石油化工產品加工、運輸、管理、銷售及使用過程中，粘度是很有用的物理常數。油品的粘度與其化學組成密切相關，在一定程度上反映了油品的烴類組成，是煤油，噴氣燃料和油的重要指標。

粘度也叫粘性系數，在某一溫度下，當液體受外力作用而作層流運動時，液體分子間產生的內摩擦力叫粘度。粘度是與油料性質和溫度、壓力有關的物理參數。壓力在一般情況下對液體石油產品無明顯影響，可以忽略。溫度對液體粘度的影響十分敏感，因為隨著溫度升高，分子間距逐漸增大，相互作用力相應減小，粘度就下降。

液體石油產品的粘度按照GB/T 365-88采用毛細管粘度計法進行測量。方法原理是根據牛頓內摩擦定律，導出下式：

式中η――液體動力粘度，Pa?s；r――毛細管半徑，mm；V――在時間內從毛細管中流出的液體體積，mm3；L――毛細管長度，mm；τ――液體流出V體積所需時間，s；P――液體流動所受的靜壓力，Pa。

對指定的毛細管粘度計來說，儀器尺寸（V，L，r）和h，g，π均為常數，因此只要測得油品在某一溫度下V體積液體由刻度a到刻度b所需時間τ，則其粘度即可求得。

二、密度

密度是物理學上用來表示物質分布密集程度的物理量，定義為物質質量與其體積的比值（ρ=m/V）。單位體積石油產品的質量，稱為石油產品的密度，它在一定程度上反映了油品的組成，因而可以用來確定原油的類別。

當溫度升高時，油品受熱膨脹，體積增大，密度減小，相對密度減小；當溫度降低時，體積減小，密度增大，相對密度增大。

密度的測定方法包括密度計法、韋氏天平法、比重瓶法。本次研究采用密度計對大慶油田7個原油試樣的密度進行了系統的測量，得出了不同溫度時試樣密度的變化規律。

三、實驗部分

3.1實驗儀器

（1）毛細管粘度計一組（2）恒溫浴（3）玻璃水銀溫度計（4）秒表（5）石油產品密度計（6支組）。（6）玻璃量筒（7）烘箱（8）調溫電熱套。（9）1000ML燒杯。（10）玻璃棒。

3.2實驗方法和步驟

3.2.1粘度測量（1）按測定要求調節恒溫浴。（2）將脫水過濾后的原油試樣放入小燒杯中。（3）選擇合適的粘度計，洗滌干凈并烘干。（4）將橡皮管套在粘度計支管上，倒置粘度計并用大拇指堵住上管口，將管身的末端插入盛有地層水或原油試樣的燒杯中，利用橡皮球將液體吸到上標線時，從燒杯中提起粘度計，擦去管身外壁的多余試樣。（5）將裝有試樣的粘度計浸入恒溫浴，并用將粘度計固定使其垂直。（6）恒溫浴中溫度計的水銀球位置必須與粘度計中點保持水平。（7）將恒溫浴調節到實驗規定的溫度，裝好油的粘度計在規定溫度的恒溫浴內經規定的恒溫時間后，開始測量。（8）達到待測溫度時，用橡皮球通過管身所套的橡皮管，將試油或水試樣吸到擴張部分的上球，液面稍高于上標線，然后讓試樣自動流下，液面達到上標線時開動秒表，達到下標線時停止秒表，記錄試樣流動時間。（9）每個試樣至少重復測量4次，取流動時間所得的算術平均值，作為試樣的平均流動時間。

3.2.2密度測量

（1）將調好溫度的試樣沿壁傾入量筒中，保持穩定，注意不要濺潑，以免生成氣泡，當試樣表面有氣泡聚集時，可用一片清潔濾紙出去氣泡。（2）將選好的密度計緩慢放入試樣中，液面以上的密度計桿管浸濕不得超過兩個最小分度值，否則會影響所得讀數。密度計穩定后讀取數值。（3）同時測量試樣的溫度，注意溫度計要保持全浸（水銀線），溫度讀準至0.2℃。（4）將密度計在量筒中輕輕轉動一下，然后放開，按2和3的要求再測定一次，記錄連續兩次測定溫度和視密度的結果，取算術平均值作為測量密度。若兩次溫度讀數之差超過0.5℃，則重新測量。

結論

在油田開發中，原油的粘度和密度是判別原油性質、提高采油率的重要依據。了解地下流體性質是在一次采油之后進行的工作，注水開發是我國目前采油的主要措施，而在長期的注水過程中，注入水對地下流體性質會產生極其緩慢但又不可忽視的影響。因此搞清注入水對儲層流動性能的影響，不但可以提高注水效果，而且對油田增儲上產、提高最終采收率發揮了一定的作用。

通過對8個不同水型和包括二廠、七廠、八廠在內的7個大慶不同地區原油的粘度和密度的測量，模糊的概念變為了精確的數據。測量的數據表明，不同礦化度地層水的粘度和密度在溫度不斷升高的過程中不斷減小，粘度變化較小，密度變化不大；原油的粘度和密度在溫度不斷升高的過程中不斷減小，粘度變化相對地層水變化較大，密度變化不大。不同地區原油粘度和密度相差較大，曲線變化的斜率也不同。

從數據來看，提高注水溫度無疑是提高采收率的有效手段，但注入水的溫度不是越高越好，控制油田的開發成本也很重要。那么針對不同油田的原油性質，注入水的溫度應該控制在什么范圍之內，才能做到既可以最大限度的提高地下原油的流動性，又能夠盡量的節約開發成本，最終達到提高油田采收率的目的，這將是一項非常重要的工作。

參考文獻

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水泵的應用是很廣泛的，在國民經濟中許多部門要用到它。它的使用涉及到各個領域，有工業，農業和能源方面，甚至在軍事方面都用到它的很多原理。在化工生產的實際工況中，由于工作的環境惡劣，長周期的頻繁使用，動力較強，它的震動幅度相對也較大，因此可能會出現各種各樣的問題和故障，本文我重點寫了水泵的葉輪平衡孔擴大減少故障的問題，以及其它的故障及產生的原因以及一些處理它的方法。

1 水泵的用途

在化工和石油企業的生產中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料制成半成品和成品，需要經過復雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體，為化學反應提供壓力、流量的作用。能適應化工工藝需要，水泵在化工生產中，不但要輸送液體物料并提供工藝要求的必要壓力，還必須保證輸送的物料量，在一定的化工單元操作中，要求水泵的流量和揚程要穩定，保持泵高效率可靠運行，此外，還可以用泵來調節溫度。總之，無論是重工業還是輕工業，無論是國防建設還是軍事裝備，無論是尖端科學技術還是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運行。所以水泵的用途是機械工業中重要產品之一，是發展現代工業、農業、國防、科學技術必可少的機器設備，掌握使用維護知識和技能具有重要的現實意義。由于水泵的廣泛使用，故障問題也較多，減少其中其中某一方面的故障問題就會形成大規模的經濟效益。

2 水泵的工作原理及平衡孔改造原因

在生產運行中，發現軸承頻繁損壞，維修費用很高，經過維護技術人員認真堪察總結，發現后蓋板上的平衡孔消除軸向推力離開葉輪周邊的液體壓力已經較高，有一部分會滲到葉輪后蓋板后側，而葉輪前側液體入口處為低壓，因而產生了將葉輪推向泵滲透口一側的軸向推力這容易引起葉輪與泵殼接觸處的磨損，嚴重時還會產生振動平衡孔使一部分高壓液體泄露到低壓區，減輕葉輪前后的壓力差但由此也會此起泵效率的降低，而軸向推力過大是造成軸承頻繁損壞的原因，從而影響了化工生產的有序進行，不得不頻繁的進行維修，造成了較高的維修費用。

化工泵的運行可靠包括兩個含義：一是長周期運行不出故障；二是運行中各種參數平穩。水泵運行的可靠性對化工生產至關重要，若泵經常發生故障，不僅會造成經常停產，影響產量和經濟效益，而且有時還可能造成化工系統的事故。水泵轉速的波動，會引起流量及泵出口壓力的波動，使化工生產不能正常進行或系統中的反應受到影響，物料不能平衡，不僅造成浪費，甚至造成產品質量下降或使產品報廢。

3 水泵葉輪平衡孔擴大革新依據

根據葉輪口環和泵體口環間隙面積計算出五個平衡孔的平均面積，然后計算出平衡孔直徑。

水泵葉輪平衡孔擴大改造的計算方法如下：

（1）主要參數有以下四個：葉輪口環外徑D=200.80m m；泵體口環內徑D1=202.16mm；葉輪平衡孔內徑d；平衡孔數量5個。

（2）實施方案：

①口環間隙面積S=1/4Π（D1）2-1/4Π（D）2=1/4*3.14*（202.16）2-1/4*3.14*（200.80）2=432.73 計算平衡孔直徑d：則S=1/4Π（d）2*5，所以代入數值后d=10.5。

②軸承串量調整為0.08mm。

③每個化工廠或使用改造者可以根據各自的相關投資和改造投資，算出各自的技改收益率：（=投資存利/改造投資*100%）

機封價格：1623.93元，軸承價格：445元。

按更改前平均每月維修兩臺次計算（更換軸承必須更換機封），產生的經濟效益就可以算出如下：（1632.93+445）*2*12=49654.32元。

在實際生產中，經過某化工廠對水泵葉輪平衡孔的擴大改造，已經能夠實現水泵的長周期運行，由原來的每月維修兩臺次延長到了每年維修兩臺次，大大的延長了水泵維修的時間，由此可見由水泵葉輪平衡擴大可以減小由于軸向推力過大造成的軸承頻繁損壞的頻率，降低化工生產中的設備維修的頻率，減少維修費用，節省了人力物力，保障了化工設備的持續運行時間，產生了不可忽視的經濟效益，具有較大的推廣性，對于保障化工生產持續有效的進行，有著不可磨滅的作用。

4 水泵軸承發熱原因及水泵故障預防措施

軸承發熱的原因及處理方法如下：

（1）軸承瓦塊刮研不合要求。

（2）軸承間隙過小。

（3）油量不足，油質不良。

（4）軸承裝配不良。

（5）冷卻水斷路。處理方法是檢查、修理。

（6）軸承磨損或松動。

（7）泵軸彎曲。

（8）甩油環變形，甩油環不能轉動，帶不上油。

（9）聯軸器對中不良或軸向間隙太小。

水泵故障預防措施：

（1）保證離心泵的良好。

（2）加強易損件的維護。

（3）流量變化平緩，一般不做快速大幅度調整。

（4）嚴格執行操作規程，杜絕違章操作和野蠻操作。

（5）做好狀態監測，發現問題及時分析處理。

（6）定期清理泵入口過濾器。

5 結束語

本文主要介紹了由于軸承損壞，頻繁更換軸承而發現的泵的平衡孔擴大改造發案，分析平衡孔的構造和原理，以及軸承經常損壞發熱的原因和水泵故障的預防措施，供相關使用人員參考，以節省水泵的使用維修費用，而離心泵運轉過程中，難免會出現各種各樣的故障。因而，如何提高泵運轉的可靠性、壽命及效率，以及對發生的故障及時準確的判斷處理，是保證生產平穩運行的重要手段。若能充分重視，則能夠將水泵的修理平均間隔時間延長，使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。

參考文獻

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一、石油化工自動化儀表與系統

1.自動化儀表

自動化儀表，是由若干自動化元件構成的，具有較完善功能的自動化技術工具。自動化儀表是一種“信息機器”，其主要功能是信息形式的轉換，將輸入信號轉換成輸出信號。信號可以按時間域或頻率域表達，信號的傳輸則可調制成連續的模擬量或斷續的數字量形式。

1.1 自動化儀表分類與組成

按使用的能源分類：氣動儀表、電動儀表和液動儀表（很少見）；按儀表組合形式：基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制裝置；按儀表安裝形式：現場儀表、盤裝儀表和架裝儀表；；根據儀表信號的形式：模似儀表和數字儀表。主要有顯示儀表和調節儀表以及執行機構組成。

1.2 檢測、執行與表

溫度儀表：石化現場設備或管道內介質溫度一般雙金屬溫度計，常用的是熱電阻、熱電偶。特殊熱電阻有油罐平均溫度計等；特殊熱電偶有耐磨熱電偶、表面熱電偶，多點式熱電偶，防爆熱電偶等。

壓力儀表：壓力儀表與安全有關，范圍為負壓到300MPa（高壓聚乙烯反應器）。壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理，而且可用于高溫介質、脈動介質、腐蝕介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量，精度可達0.1級。壓力表分液柱式、彈性式、活塞式（壓力校驗儀）3 類。

物位儀表：在石化行業一般以液位測量為主，除浮力式儀表外，物料儀表沒有通用產品，按測量方式分為直讀式、浮力式、靜壓式（差壓、壓力）、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達式、重垂式、輻射式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等。

流量儀表：流量是單位時間內流經有效截面的流體的體積和質量，另外還需要求知管道中一段時間內流過的累積流體的體積和質量（流量積算儀）。流量測量原理上大致分速度法、容積法測量體積流量，直接法、推導法測量質量流量。

在線過程分析儀：主要有液相色譜、氣相色譜、質譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發射光譜、電化學等分析儀器。在乙烯等裝置中用工業色譜儀作為在線質量分析儀，用微量水分析儀分析乙烯裂解裝置中各種干燥氣體的水分。在丙烯腈裝置中，使用質譜儀可以在幾秒鐘內分析多種組分，并經計算機算出轉化率。

執行器：由執行機構和調節機構聯動構成。石化行業經常使用的是氣動執行器，少數液動執行器，其中氣動薄膜調節閥又是最常用的，另有少數氣動活塞、氣動長行程執行機構。氣動薄膜調節閥與電氣閥門定位器配合使用，可以改善調節閥性能。調節機構（閥）由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構成，其中閥芯有平板、柱塞、開口 3 種類型。按閥體結構分調節閥的產品有直通單座、直通雙座、角型、三通型、隔膜型、軟管閥、閥體分離閥、凸輪撓曲閥、蝶閥、超高壓閥、球閥、籠形閥等。

2. 自動化控制系統

常規控制：從氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表、常規DCS、新一代DCS 的變化來看，石化工業自動化的連續控制、批量控制、順序控制的基本控制策略主要為連續控制，或稱反饋控制、回路控制，主要有單回路調節、串級調節、比率調節、均勻調節、前饋調節、自動選擇調節、分程調節、非線性調節等。

先進控制和優化：除智能PID 控制器外，多變量預測控制已在煉油、石化行業開始進入生產實踐階段。它以DCS為基礎，可以是獨立的，也可以是一個軟件包，它與多變量動態過程模型辨識技術、軟測量技術有關。

人機界面：目前石化企業正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數個裝置一個控制室或全廠一個中央控制室，而且最終是以CRT或LCD屏幕顯示為主，輔以少數顯示儀表和指示燈，以鼠標、鍵盤操作為主，輔以觸摸屏及少數旋鈕和按鈕，工業電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入DCS操作站的屏幕。

安全儀表系統：由DCS等設備完成安全連鎖保護的方法，在某些企業不能滿足要求，所以緊急停車系統（ESD）等為 DCS 之外的單獨設備。還有火災和可燃氣體監測系統（FGS）、轉動設備管理系統（MMS）；特別是壓縮機組綜合控制系統等。

二、石油化工自動化現狀

1. 過程檢測儀表的發展多樣化、精密化、智能化

過程檢測控制儀表是在工業生產過程中，對工藝參數進行檢測、顯示、記錄或控制的儀表。新一代的檢測儀表主要特點是智能化和數字化。以微型計算機為核心，可以實現自動校零、線性化、補償環境因素變化等功能甚至包括模型運算和人工智能的應用。一次檢測技術采用超聲波、微波、激光等新技術，使自動控制的精度得到進一步提高。研制新型的傳感器，廣泛應用新技術如核磁共振、激光和相關技術等，使傳感器集成化。專用集成電路（ASIC）的廣泛應用將促進傳感器和執行器沿著多功能化和智能化的方向發展，便于形成現場控制回路/子系統，將極大地方便儀表的安裝調試和維護工作。

2.過程控制裝置將向開放的分布式監控系統發展

分散型控制系統（DCS）、可編程序控制器（PLC）、基于個人微機的自動化系統（PCA），正借助于微處理器硬軟件和通信網絡技術，循著標準化、開放化、標準化和盡量采用市場通用的優良硬、軟件的方向，逐漸地、相互融合地向開放的分布式監控系統（O-DSCS）發展。另外，基于現場總線的控制系統（FCS）也是一種新的開放式的分布式控制系統。

三、石油化工自動化發展趨勢

1.自動化儀表發展趨勢

自動化儀表發展趨勢是：控制目標由實現過程工藝參數的穩定運行發展向以最優質量為指標的最優控制發展。控制方法由模擬的反饋控制發展向數字式的開環預測控制發展；發展為以微型機構成的數字調節器和自適應調節器。自動化技術的發展趨勢是系統化、柔性化、集成化和智能化。

2.石油化工自動化控制系統的發展

先進控制系統是將化工工藝、化學工程、計算機、儀表、過程控制理論與先進控制技術進行有機結合而形成的一種新型控制系統。采用先進控制可提高系統的控制適應能力，克服由于系統本身的時變性、非線性、不穩定性、外部擾動的隨機性及不可檢測等帶來的問題。

四、石油化工自動化發展存在問題與建議

我國企業DCS無集成控制功能，多數用于部分工段或單套裝置控制，多裝置和工藝全過程集中控制較少。國產DCS的可靠性、配套軟件、硬件等還不能滿足需求，與國外相比存在較大差距。開發了一些先進的控制軟件，但多數未能達到標準化、商品化。國產儀表仍以模擬登記表為主。國內配套登記表品種不全，缺口較多。我國計算機應用大部分仍是裝置級。

大型石油和化工企業必須綜合應用自動控制技術、計算機技術、信息技術、網絡技術等，推進、擴大和加快企業綜合自動化系統建設，提高信息集成化程度，提高管控一體化的程度，從而達到降低原材料和能源消耗、降低成本、提高產品產量和質量、提高企業整體效益、增強競爭能力的目的，并樹立為石油化工企業全層次、全方位、全生命周期服務的態度。

參考文獻

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一、引言

環氧乙烷（EO）、乙二醇（EG）是石油化學工業的重要原料，EO除主要用于生產EG外，還大量用于生產非離子表面活性劑、乙二醇醚、乙醇胺、防腐涂料等多種化工產品。EG主要用于生產聚酯纖維、瓶用樹脂、薄膜、防凍劑和冷卻劑。近年來受國內聚酯產業高速增長的拉動[2]，乙二醇的消費量迅猛增長，但供需缺口仍然高企不下。

EO/EG主要用乙烯和氧氣直接氧化法生產，其中90%以上的世界總生產能力的生產技術由英荷殼牌（Shell）、美國科學設計（SD）及陶氏化學（Dow）三家公司所壟斷[2]。目前，環氧乙烷銀催化劑的主要供應商有CRI[3]、SD和DOW化學，此外，日本觸媒公司、三菱化學、ICI公司、BASF、Huels也提供少量商品催化劑。據統計，目前世界上60%的銀催化劑由CRI供應[4]，SD、DOW和日本觸媒公司分別占據10%、10%和5%的市場。

乙烯和氧氣在銀催化劑[5]的作用下生成環氧乙烷，同時生成副產物二氧化碳和水，以及微量的甲醛、乙醛、甲酸、乙酸等。其中甲醛、乙醛等醛類雖然生成量少，卻大大降低了環氧乙烷和乙二醇的產品質量，加劇了裝置的腐蝕。如何減少或脫除醛類雜質，對節能減耗、提高產品質量、增強企業競爭力有著關鍵性作用。

二、原則工藝流程

圖1 原則工藝流程

氧氣直接氧化法生產環氧乙烷，氧化反應在裝有銀催化劑的列管式固定床反應器中進行。反應生成的環氧乙烷經過吸收精餾系統產出環氧乙烷。脫除環氧乙烷的循環氣一部分進入脫碳系統中脫除二氧化碳，然后再次進入反應器循環反應。部分環氧乙烷和水在管式反應器中直接水合生成乙二醇，經四效蒸發脫水后，真空精餾分離得到各種高質量產品。

三、分析醛產生機理

1.乙烯氧化生成環氧乙烷的反應機理

乙烯氧化過程按照氧化程度可分為選擇氧化（部分氧化）和深度氧化（完全氧化）兩種情況。乙烯分子中的碳-碳雙鍵（C=C）具有突出的反應活性，在一定氧化條件下可實現碳-碳雙鍵的選擇氧化而生成環氧乙烷，但在通常氧化條件下，乙烯分子骨架很容易被破壞，發生深度氧化而生成二氧化碳和水。目前工業上乙烯直接氧化生成環氧乙烷的最佳催化劑是銀催化劑。

從上述反應式來看，由于環氧乙烷的化學性質活潑，結構極不穩定，尤其是催化劑末期，副反應增加，在高溫下（200℃）極易發生異構化反應生成乙醛。由于因為乙醛容易氧化生成乙酸，而環氧乙烷水溶液在酸性條件下極易生成醛類物質，另外由于酸性腐蝕生成的鐵離子也加速了這一反應的進行。在反應中如有堿金屬或堿土金屬存在時，將催化這一反應。

2.乙二醇產品空氣泄漏或者系統存在鐵離子

經研究發現，在有氧氣存在的條件下，乙二醇和二乙二醇氧化或者在Fe3O4催化作用下脫氫生成羥乙醛（CH2OHCHO）。茂名石化的EO/EG裝置采用Shell工藝，在2000年3月發現乙二醇產品中的醛含量逐漸上升，同年6月底醛含量超過了10mg/mL。分析乙二醇產品可能存在甲醛、乙醛或羥乙醛，甲醛、乙醛在氧化反應中產生，經過急冷吸收、環氧乙烷精制、三效蒸發，大部分已被脫除，在三效蒸發出口連續 10天采樣分析，醛含量都在1mg/mL以下，排除了氧化反應中產生甲醛、乙醛對產品質量的影響；對乙二醇脫水塔、精制塔、循環塔的進出口的醛含量進行物料衡算，尤其是精制塔差值較大，表明塔內不斷有產品生成羥乙醛。可見，乙二醇產品中的醛主要是羥乙醛，是由于真空系統泄漏造成 Fe3O4[6]生成而產生的。

四、降低副反應、減少醛類的優化操作

1.優化環氧乙烷反應系統操作

在環氧乙烷反應系統中，對反應器進行優化操作，主要是控制好反應溫度以及氯代烷烴的加入量，以提高催化劑的選擇性，減少副反應的發生。同時關注汽包液位變化控制好高壓汽包的產汽量與加入的鍋爐給水水量，保證汽水比，維持反應器液位，使反應不至預熱效果不好或者出現飛溫現象。

惰性球在乙烯環氧化過程中不完全惰性，馬繼永[7] 、代武軍[8]等人建議在反應器底部和頂部不裝填惰性球，直接使用彈簧固定催化劑。

2.改變環氧乙烷吸收解析系統堿加入途徑，嚴格控制環氧乙烷吸收系統的PH值

酸性環境下， 環氧乙烷水溶液極易大量生成醛類物質。因此，控制好注堿量， 將環氧乙烷解析塔塔釜的PH值控制在 7.5～ 8范圍內，既可減少醛類物質的生成，又可有效阻止酸性氣雜質進入后系統，從而保證產品質量。惠州中海殼牌乙二醇裝置的腐蝕研究發現在乙二醇反應器出口出現了有機酸和乙二醇酯，環氧乙烷貧吸收液中含有甲酸鈉，然而富吸收液中卻不包含這種物資。這樣看來在環氧乙烷吸收塔中所有的甲酸鈉被轉化為甲酸甲酯。

乙二醇和甲酸生產的酯慢慢水解自由酸和醇。水解產生的酸將消耗堿并導致一個低的PH值。原始的加堿方法不認為甲酸甲酯會對PH產生影響，盡管這種酯對蒸汽管線設備有更加嚴重的腐蝕。而且加入的堿更多的在環氧乙烷吸收塔中被循環氣中的CO2（濃度為1.6%mol）消耗，然后從解析塔中解析出來，NaOH與甲酸甲酯幾乎不反應，也就不能避免它被水解為酸。因此，改變加堿方式，由貧液改為加入富液，從而提高堿與甲酸甲酯和其他酸接觸的機會，這將是非常有效的。另外由于大部分CO2存在于環氧乙烷吸收塔，只有少部分在解析塔中分解，也使得加堿在富液中效果要好。

3.增設脫醛裝置

脫醛樹脂是強酸性大孔樹脂，有很強的陽離子脫除能力，對乙二醇中的微量鐵幾乎能夠全部脫除，使鐵離子濃度達到優品級要求脫醛過程對乙二醇產品其它指標沒有影響。并且穩定性很好。在乙二醇精制塔產品采出線增設脫醛裝置，再次脫除產品中的醛類。很多環氧乙烷/EG裝置在投用了脫醛床后，產品中的醛含量都有不同程度的下降。揚子石化公司烯烴廠和江陰有機化工廠合作開發了YJ -1 脫醛樹脂[9]，在裝置上進行側線試驗結果表明，YJ-1脫醛樹脂達到了國外同類產品的指標要求。

4.適當提高乙二醇精制塔靈敏板溫度

我們已經知道， MEG產品中醛的相對揮發度略高于乙二醇。根據精餾塔傳質過程原理，提高提餾段各點和靈敏板溫度，將有利于揮發度高的組分從塔頂脫除[10]。根據這一原理， 將靈敏板溫度逐漸提高， 同時調整回流量保證塔頂溫度，從而脫除更多的醛。另外，在保證真空度的前提下適當提高脫水塔頂冷后溫度，讓更多的醛解析出來，這都是非常有利的操作。

5.乙二醇濃縮段酸腐蝕問題

研究發現EG反應器出口存在甲酸甲酯，甲酸甲酯在高溫下容易水解生成酸，使得設備腐蝕嚴重，而腐蝕生成的鐵銹進一步加劇了乙二醇生成醛的過程。shell工藝上EG單元不存在加堿的，但是在正常生產后，由于酸腐蝕，檢修期間發現在P402泵內發現一層鐵屑存在，而通過檢查發現C402塔再沸器E405凝液出口管線已經被酸嚴重腐蝕，管壁減薄了很多。為此，我們測試了C401塔塔釜出口管線、C402塔再沸器E405出口凝液管線、C402塔塔釜出口管線、C403塔塔釜出口管線、C403塔塔頂出口管線、C403塔再沸器E406出口凝液管線的PH值。

表1 乙二醇濃縮段PH值大小

結果發現C402塔再沸器E405出口凝液管線處PH值最低，測試結果為5.1。

為此，在C402塔再沸器E405出口凝液管線上設置了加堿管線，并將相關管線換為不銹鋼管線。這樣就降低了EG反應器入口水溶液的PH值，減少了環氧乙烷在酸性環境下生產醛類的幾率。

另外由于0.3MPa的工藝蒸汽中由于存在醛、酸類等有機物，具有一定的酸腐蝕性。在循環水罐蒸汽出口設置了加氨水的管線，在一定程度上也使得0.3MPa的工藝蒸汽酸腐蝕能力減小，降低了裝置中產生的鐵離子。

6.降低乙二醇儲存時間

分子中存在C=C雙鍵或者羥基C=O官能團時，在200～400nm范圍的紫外光產生吸收。因此根據產品的UV值可以判斷產品中是否存在上述官能團的雜質。安俊軍[11]等在乙二醇產品中添加5×10-6、10×10-6、20×10-6、30×10-6的乙醛，產品的UV 值沒有明顯變化。當加入量達到50×10-6時，UV值開始明顯降低，認為乙醛含量小于20×10-6時，乙醛不是影響乙二醇產品UV值的主要因素。進一步實驗發現，MEG產品UV值下降時色譜峰上發現一種與其分子量接近的物質，直接影響220 nm的UV值。

表2 乙二醇樣品放置一段時間后的UV值

陳紅[12]的論文中指出，乙二醇樣品放置一段時間后在220nm、260nm 處的UV值不斷下降，尤其是220nm處UV值下降非常明顯，實驗數據見表2。在乙二醇樣品中分別加入乙醛和乙酸，證實羧酸及其衍生物的含量對220nm處的UV值有較大影響，實驗數據見表3、4。

表3 乙二醇樣品中加入乙醛后對UV值的影響

表4 乙二醇樣品中加入醋酸后對UV值的影響

可見乙二醇產品中的乙醛含量對220nm處的UV值無明顯影響，造成乙二醇產品在220 nm處UV值下降很可能是乙二醇氧化形成的醛和酸造成的。因此，減少乙二醇產品停留時間，對提高產品質量也是非常有利的。

五、結束語

環氧乙烷、乙二醇產品中存在的醛類雜質，嚴重影響產品的質量，降低了產品的競爭力。尤其是在EO/EG裝置競爭日益激烈的今天，采取一定的措施，脫除氧化反應以及裝置設備所產生雜質，使環氧乙烷、乙二醇產品的質量不斷提高，將會帶來更好的經濟效益。

參考文獻

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