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有机化工工艺范文1
摘要：文章从国内外用燃料型加氢裂化尾油生产油基础油的现状出发，分析了其所使用工艺技术的特点和条件，针对惠州炼厂高压加氢裂化尾油综合利用，探讨了使用各种工艺技术路线的可能性，最终确定了生产高档Ⅱ/Ⅲ类加氢基础油的合适工艺技术。
关键词：高压加氢裂化尾油；基础油；生产工艺；异构脱蜡
中图分类号：TE626.9 文献标识码：A
0 前言
进入21世纪以来，我国炼油行业加氢裂化（包括馏分油加氢改质，渣油加氢改质，减压瓦斯油VGO加氢改质等常规－高压加氢裂化和缓和－中压加氢裂化）技术有了长足发展。到目前为止，加氢裂化能力已达到了18.1 Mt/a，占原油蒸馏能力的6.9%[1]，特别是近几年新建或扩建的几个千万吨级炼厂，相应的都配置了这些装置。加氢裂化装置生产的尾油是扩大乙烯原料来源的新途径，但只会在炼油－石油化工一体化联合企业和少数乙烯企业得到应用，且没有太大的发展空间，主要原因有三：一是为得到乙烯料，加氢裂化装置需要采取高转化率操作，经济上不合算；二是随着经济全球化进程的加快，在国际市场购买乙烯料既方便又合算；三是高转化率得到的加氢裂化尾油是生产Ⅱ/Ⅲ类油基础油极好的原料[2]。
将于2008年投产的1200万t/a中海油惠州炼油厂建有400万t/a高压加氢裂化装置，是国内最大规模的高压加氢裂化单套装置，采用Shell加氢裂化技术，转化率高达85％，生产尾油50～60万t/a。利用这部分高压加氢裂化尾油生产附加值更高的油基础油具有广阔的市场前景。
1 国内外利用燃料型加氢裂化尾油生产油基础油工艺技术现状
1.1 金陵石化采用的高压加氢裂化（FRIPP）石蜡烃择形异构化（WSI）技术
金陵石化现有80万t/a高压加氢裂化装置（UOP技术）和150万t/a高压加氢裂化装置（FRIPP技术），其中80万t/a装置采用两段全循环流程，150万t/a装置采用单段一次通过流程，总转化率为65％左右，高压加氢裂化尾油收率10％左右。
金陵石化通过对重整－加氢联合装置中的加氢精制装置进行改造后，采用抚研院的石蜡烃加氢择形异构化（WSI）工艺技术，降低加氢裂化尾油的凝点，达到生产特种油产品的目的。原则工艺流程为：加氢裂化尾油经换热后和氢气炉前混氢，先经过加氢异构反应器进行异构反应以降低倾点，反应产物再经过高压分离器进入常压分馏塔，塔顶分离出轻组分，塔底油则作为生产特种油品的原料。产品性质见表1~表5。目的产品分析结果表明，催化剂的降凝效果明显，产品倾点由原料的+35 ℃降到-21 ℃，大于320 ℃目的产品收率高达81%。采用WSI技术在低压条件下可制取橡胶填充油，增加高压补充精制工艺，还可以生成不同牌号的食品、医药级白油[3]。
表1 金陵石化高压加氢裂化装置正常生产时尾油主要性质
(注：作者简介：宫卫国（1971-），男，高级工程师，1994年毕业于华东理工大学石化系有机化工专业，多年来一直从事炼油技术管理工作，发表科技论文多篇，现于中海石油基地集团进行加氢基础油项目开发工作。）
表2 金陵石化高压加氢裂化装置深拔后尾油主要性质
表3 装置反应部分主要操作条件及产品分布
表4 特种油料产品主要性质
表5 高压补充精制生产食品级白油性质
1.2 韩国SK公司采用的Chevron异构脱蜡（Isodewaxing）技术
韩国SK公司Ulsan 炼厂利用燃料型加氢裂化尾油生产高质量超高粘度指数油基础油，采用Chevron公司异构脱蜡（ICR-408催化剂，2004年后更换为Mobil公司的MSDW-2催化剂），生产能力25万t，生产Ⅲ类基础油，市场供不应求。其流程见图1。
图1 SK公司油加氢流程
韩国SK公司加氢裂化装置尾油性质见表6，基础油产品性质见表7。
表6 韩国SK公司加氢裂化装置尾油性质
表7 韩国SK公司基础油产品性质
1.3 齐鲁石化采用的FRIPP催化脱蜡（FDW）工艺技术
齐鲁石化胜利炼油厂140万t高压加氢裂化装置尾油采用FRIPP的催化脱蜡降凝工艺技术（FDW-10催化剂）得到基础油馏分，然后经过磺化法补充精制，生产白油和多种油产品[4]。产品性质见表8~表10。
FRIPP为某厂设计了一套20万t/a高压加氢生产环烷基特种油装置，利用VGO加氢处理尾油，采用加氢处理―临氢降凝―补充精制串联工艺过程，通过加氢处理催化剂、临氢降凝催化剂、补充精制催化剂的合理匹配和工艺条件优化操作，在深度加氢脱硫、脱氮、芳烃饱和、降低产品密度的同时，可大幅度降低产品的倾点，改善产品颜色和稳定性，达到生产白色橡胶填充油和其他低凝特种油品的目的。其原则流程见图2。
表8 齐鲁石化加氢裂化尾油性质
表9 催化脱蜡装置反应部分主要操作条件
表10 基础油产品主要性质
图2 催化脱蜡技术生产特种油原则流程
茂名石化也在工业实验装置上以茂名石化加氢裂化尾油为原料，采用催化脱蜡技术生产出合格的7#白油和25#变压器油。
1.4 国内炼厂采用的溶剂脱蜡和加氢补充精制相结合技术
加氢裂化尾油先溶剂脱蜡，然后进行高压加氢后精制生产食品级、医药级白油。其技术工艺路线见图3。
图3 利用溶剂脱蜡和加氢补充精制结合生产白油原则流程
目前，国内有两套装置采用此工艺路线生产白油。
1.5 国内炼厂采用的老三套工艺技术生产白油
采用老三套技术，可生产部分市场价值好的石蜡产品，脱蜡油继续采用磺化法生产食品级、医药级白油。此技术工艺路线见图4。
图4 利用老三套工艺生产部分白油原则流程
2 惠州炼厂燃料型高压加氢裂化尾油性质
研究采用何种工艺路线生产基础油，必须先分析加氢裂化尾油性质。惠州炼厂400万t/a高压加氢裂化装置原料中VGO和CGO比例达到了4∶1，而且转化率高达85％，这样生产出的尾油和其他炼厂的加氢裂化尾油性质有很大不同。表11是中试的加氢尾油性质。
表11 惠州炼厂400万t/a高压加氢裂化装置中试尾油性质
从表11中看出此加氢裂化尾油氮含量比较高，而且蜡含量比较低，因此在工艺选择上就必须考虑这些因素。
3 生产工艺技术路线研究
3．1 采用老三套工艺
由于此加氢裂化尾油中蜡含量比较低，酮苯脱蜡脱油后石蜡产量很低，如果再用糠醛精制和白土后精制去掉少量的氮、硫，从成本和经济性上都不合算，而且生产出的基础油只达到Ⅰ类基础油要求，市场前景并不看好。
老三套工艺生产出的基础油用磺化法得到白油的路线比较落后，惠州大亚湾经济技术开发区的环保要求也不允许建设此类装置。用两段高压加氢补充精制法生产食品级、医药级白油一是成本高，二是白油市场容量也不能消耗这么大量的白油。
3．2 采用催化脱蜡工艺
此加氢裂化尾油经过催化脱蜡后，不仅基础油收率低，粘度指数也降低很多，生产不出Ⅱ/Ⅲ类基础油，而且产品的光稳定性不好，没有市场竞争优势。如果再利用两段高压加氢补充精制制取白油，同样面临着白油市场容量的问题。
用催化脱蜡技术生产填充油、冷冻机油、变压器油等特种油，由于加氢尾油中环烷烃含量不高，所得产品也没有竞争力，只能做工业用工艺油，但用量有限。
3．3 采用异构脱蜡工艺
采用异构脱蜡技术，基础油收率高，粘度指数降低少，完全符合高档Ⅱ/Ⅲ类基础油的要求，而且产品光稳定性很好。但是异构脱蜡贵金属催化剂对加氢尾油中硫、氮含量有很高要求，一般氮含量不大于2 μg/g、硫含量不大于50 μg/g。所以异构脱蜡前面需要加氢预精制先脱掉硫、氮等杂质，无疑这会增加一部分投资。如果选用耐硫氮性能好的异构脱蜡催化剂就可以解决这个问题，但目前异构脱蜡贵金属催化剂的发展程度还不能满足要求。
综上所述，针对惠州炼厂高压加氢裂化尾油的特殊情况，应该先采用加氢处理去掉硫、氮，同时提高部分粘度指数，然后采用异构脱蜡改善基础油低温流动性，最后加氢后精制生产出高档Ⅱ/Ⅲ类加氢基础油，也可抽出部分基础油经过两段高压加氢生产食品级、医药级白油。其技术路线见图5。
图5 惠州炼厂高压加氢裂化尾油生产基础油工艺原则流程
4 结束语
燃料型高压加氢裂化尾油是一个很好的生产油基础油的原料，但针对不同原料、不同操作条件的高压加氢裂化装置生产的加氢尾油，要视投资成本、产品市场以及效益潜力来选择恰当的工艺路线。通过对几种技术工艺的分析研究，为惠州炼厂高压加氢尾油的综合利用明确了工艺技术方案。
参考文献：
［1］ 韩崇仁.加氢裂化技术发展背景和历程［J］.加氢裂化工艺与工程，2001，1（1）:1-3.［2］ 姚国欣.21世纪加氢裂化技术工业应用预测［J］.加氢裂化工艺与工程，2001，1(4):25-26.［3］ 方向晨,廖士纲,刘全杰,等.面临市场挑战加快加氢法制取油基础油技术的开发和应用［A］. 2006中国油国际论坛论文集［C］.上海: 2006.
［4］ 姚国欣.加氢脱蜡技术［J］.加氢裂化工艺与工程，2001，14（4）：880-882.
THE DISCUSSION OF THE PROCESS OF USING HYDROCRACKING UNCONVERTED OIL TO PRODUCE LUBE BASE OIL
GONG Wei-guo1， LV Shuang-qing2
（1. Huizhou Mogas and Petrochemical Branch， CNOOC Oil Base Group Co., LTD., Huizhou 516086，China; 2.PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute, Dalian 116032, China）
有机化工工艺范文2
关键词：化工工艺设计；主要问题；优化措施；对策研究
1化工工艺设计现状分析
随着化工企业快速发展的同时，企业中的弊端也在逐渐显露，其中化工工艺设计的仪器装备过程中，存在较高的风险性。化工工业设计中，对于仪器安装的安全性能要求较高，安装工作人员的专业安装技能过低，不能满足化工企业的需要。安装工作存在过多的技术分离区域，组装区域与焊接区域需要不同的技术人员，这样涉及到的技术人员过于分散，给仪器安装管理部门造成了很大的困扰。在仪器安装之前，要根据不同的技术区域来制定不同的安装方案，化工仪器的安装决定着企业以后的安全生产状况。
2V化工工艺设计中存在的问题
2.1化工工艺物料的安全问题
化工工艺物料在投入生产之前，大部分是经过加工的中间材料，存在的化学性质非常不稳定，其特殊的化学性质在符合物理条件时具有一定的危险性。化学工艺设计工作人员在进行安装线路设计时，按照规定应该设计出多条线路生产线，可是为了缩短工作周期，部分会选择设计出一条线路。如若投入生产，一但生产线出现问题，将会导致整条化工生产链崩溃，严重的会给环境造成巨大的伤害。
2.2化工工艺设计中设备的安装问题
化工仪器设备的安装是化工工艺设计中的基础环节，也是最重要的一个环节，其中容纳了厂房基础设备分布、设备支架和工作台设计、仪器恒温保护和刷漆、设备安装检修和吊装位置的设计、设备安装施工说明五个方面。大多数化工企业忽略了仪器安装的重要性，设置的管理监督人员专业知识有限，安装中长出现的问题就是仪器损害程度较高，严重影响生产质量。在设备安装期间，还会出现设备返厂现象，化工工艺设计工作人员技术水平低，就会对设备造成一定的损害。化工仪器设备需要全面保护，任何损伤都会降低设备的灵敏度，对于设备的安装位置都需要经过技术人员精准的审核与计算。
3化工工艺设计的优化策略
3.1实现化工工艺设计的低耗能
化工生产中的能源成本并非生产总成本的一部分，为了实现化工工艺设计的低耗能，化工企业需要解决基建投资高和能量耗量大的问题。化工企业通过提高生产效率、降低生产成本，从而达到化工工艺设计的低耗能理想标准。实现化工工艺设计的低耗能，我们可以从多方面着手，举个例子，当温度和压力高于其临界状态时，就会形成超临界流体，化工企业可以将超临界流体，应用于大型的分离装置上，从而减少仪器设备的能源费用。
3.2推动绿色化工工艺技术的革新
我们可以借鉴西方绿色化工技术的指导思想，推动绿色化工工艺技术的革新，绿色化工工艺技术可以衡量一个化工企业的综合技术实力。为了响应国家绿色可持续的发展观，大多数化工企业将绿色化工工艺技术的革新任务，放在企业策划书的核心位置。只有创新化工工艺设计技术，才能实现企业全面技术的绿色化，需要引进低耗能无污染的化学产品生产技术，比如新催化技术、声化学技术、光化学技术、生物技术、微波化学技术等等。除此之外，化工工艺设计的改革和绿色发展，是国家安全生产总局，对化工企业21世纪的持续发展要求。化学物品可以广泛应用于医疗领域、农作物领域、香水香料领域和光电光缆等众多领域，由此看来，化工工艺设计的绿色发展理念可以造福于生产行业的各大领域。全面推动化工企业的绿色生产理念，可以实现绿色化工技术的全面革新，从而也推动了我国科研技术的创新和再开发。
3.3提高化工工艺设计中的原子利用率
化工企业多数会采用原子控污技术来解决企业污染问题，提高化工工艺设计中的原子利用率，可以从根本来源上控制化工企业的污染程度。原子利用率的最高理想，是将转化率提高到百分之百，也就是将原材料全部运用于生产，从而达到化工企业的零污染。我们可以引进西方先进的原子利用技术，提供特定分子理论合成路线软件辅助设计新产品，与此同时我们既要保证原子利用率有所提高，也要保证化学产品的高质量生产。西方先进的高原子利用率也会存在一定的风险性，我们在借鉴学习的过程中要学会取其精华弃其糟粕，在借鉴学习的同时也要保留本企业的生产技术风格。
4结语
化学工业设计的正误决定着化学产品是否顺利生产，化工企业应该高度重视化工工业设计这一环节，确保能够及时发现工业设计中存在的问题，并快速制定出相应的解决方案。化工设计工作人员，需要不断地提升个人的专业素养，不断完善和健全化学工业设计体系。
参考文献：
[1]任巍.化工工艺设计的现状及存在的问题探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2013.
[2]华柏寅.绿色化工可持续发展探讨[J].化学工程与装备，2010.
[3]颜炳发.浅谈化工工艺和设备安全性评价[J].黑龙江科技信息，2011.
有机化工工艺范文3
[关键词]煤炭行业；节能减排；煤炭资源；有机化工技术
根据我国的经济发展形势来看，煤炭资源作为工业发展急需的各种资源中成本低技术低的优先选择，可是目前世界资源都处于一个匮乏的大趋势下，在这种大趋势中，对煤炭使用的节能减排会成为企业能否真正获得经济效益的重要环节，煤炭行业在有机化学的应用中可以找到新的节约资源的方式，从而促进企业经济效益的提升。
一、煤炭行业中有机化工技术的前景与特点
（一）有机化工技术与煤炭行业结合的前景
有机化学工业是化学工业中对于含碳物质的化工技术进行工业应用的化工产业统称，所以又叫做碳化合物工业。有机化学工业发展到今天，从一般的动植物化学工业发展到不可再生能源行业中重要的技术手段。目前以煤炭为主要原料的有机化工技术具有良好的应用前景，在各种资源匮乏的条件下，有机化工技术可以和煤炭行业相结合，不仅成为了有机化学工业的一个重要的基础增长点，也成为了煤炭资源在各种工业应用中节省成本提升效益的重要手段。
（二）有机化工技术和煤炭行业结合的具体应用
1.煤炭的液化技术
有机化工技术在煤炭行业中的应用有很多方面，其中比较重要的应用就是煤炭的制油技术，这种技术是比较先进的煤炭行业和有机化学技术相结合的技术，它的重要手段是利用煤炭来进行烃类化合物的提炼，一般情况下是对液体的烃类化合物的提炼，分为间接液化和直接液化两种方式。直接液化的方式是指将煤炭进行直接的野花，通过催化进行加氢处理，然后使其变成液体。在这个过程中主要有以下几个处理的步骤：煤炭的处理、对处理后的煤炭进行加强和液化、对煤炭野花后的固体和液体进行分离，对产出物进行油品的炼制和对工业残渣进行一定的处理。间接液化的方式是指创造一定的条件，如一定的温度和一定的压强，使用煤基合成的气体对化工类的原料和烃类的原料进行定向催化和处理，从而产生需要的产品。
2.煤炭的清洁技术
有机化工技术和煤炭行业的应用还体现在对煤炭的清洁，洗煤是针对不合格或者燃烧后污染比较严重的煤炭进行处理的一种方式，在对煤炭进行洗煤工作之后，可以对煤炭的效率有一个进一步的提升，从而进行以煤炭为原料的各种化学化工产品的合成，这种有机化工技术在国外的发展比较成熟，目前国内还需要一定的技术和资源才能在这方面取得更好的发展。
3.煤炭的气化技术
煤炭的气化过程中有着大量的物理变化和化学变化，一般情况下煤炭的气化技术是指把煤炭或者煤焦用氧气和水蒸气来作为气化剂对高温和高压条件下的取值进行一定的化学反应，来把煤炭中的可燃物质转化为可燃气体的过程，煤炭的气化技术主要分为地面气化和地下气化两个阶段。
地面气化是指在气化炉内对煤炭进行气化，地下气化指的是在地下的每层中就进行气化操作，两者的施工位置有所差别，但最后的结果却基本相同，都是保障煤炭气化的重要有机化工技术手段。
二、有机化工技术和煤炭行业结合的重要性
煤炭虽然说是成本很低的资源，但是在环境保护方面，煤炭的燃烧相对于其它能源会产生大量的环境成本，对于环境会造成极其恶劣的影响，煤炭燃烧产生大量的二氧化碳会产生臭氧层空洞等一系列的影响，而随着煤炭需求量的增加，大量的不合格煤炭也进入了煤炭的需求行列，这些不合格的煤炭还会产生大量的二氧化硫等，对环境有更加严重的影响。在煤炭行业中使用有机化工技术可以对这种现象进行有效的遏制和改善，通过复合型的硫酸钙载氧体的制备来对固体类的燃链化学链进行一定的强化和改善。
有机化工技术在煤炭行业的结合方面也有像前文提到的洗煤技术的改进，在这种技术中，对于洁净的生产技术、加工技术和转化技术都有较高的要求，对煤炭资源进行高效率和清洁的利用也是目前我国对于节能减排和提高企业效益的强大的企业技术需求，也是解决我国能源短缺等环境和能源问题最根本也是最有效的途径。有机化工技术在洗煤的工序中可以减少这部分的污染物排放和加强煤炭在加工转化和燃烧过程中的污染程度的控制。
有机化工技术还对煤炭在形态的转化和利用方面起到很大的作用，煤炭在经过形态的转换，尤其是气化和液化之后对于其他工业有着很重要的原料作用，煤炭的气化对于化工产业来说具有很重要的作用，煤炭的气化是指对煤的热作用以及一定的化学作用进行利用从而对煤炭中产生的可燃气体进行提取和开发，使得煤炭的利用从传统的物理开发方式转化为物理与化学方式相结合的煤炭利用方式，将采煤工艺和气化工艺结合在一起的采煤方法被称为第二代采煤方法。煤炭的转化技术对于企业经济效益的提升以及国家能源基本结构的改善起着重要的作用，其显著的影响就是减少煤炭开采废弃物对于环境的印象和煤炭大幅度开采造成的地面沉降与他先，使得煤炭的利用率得到大幅度的提升。
而煤炭的液化则有利于煤炭资源的运输和使用，可以作为同等液化燃料――石油的替代品来使用，从而节省大量的稀缺资源，在液化煤炭的过程中，也能把煤炭对环境产生的影响降到最小，从而维护地区的生态环境，提高企业的生态环境效益。
三、煤炭产业和有机化工技术结合的有效策略
（一）实现煤炭产业与其它产业的一体化发展
煤炭产业是工业发展的能源基础性产业，将煤炭产业与其它产业进行一体化的设计可以对整体产生较大的帮助，如把煤炭产业和化学化工产业进行生产链上的深度结合，把化工装置和煤炭开采结合起来，实现企业之间的协同配合，从而促进有机化工技术在煤炭行业中的应用，节省双方的成本。
（二）对煤炭产业和化工产业结合的新技术发展改革提出重视
煤炭产业和有机化工产业的结合在于对于高新技术的应用，所以为了适应当前我国经济的发展趋势，煤炭产业必须进行相应的技术研发，以提高煤炭化工技术的水平，实现我国能源结构的调整和企业经济效益的改善。
结语
煤炭产业之中对于有机化工技术的使用应该体现在方方面面，这是煤炭产业未来更加节能更加环保发展的大趋势，煤炭产业的工作者一定要对这种问题产生重视。
参考文献
[1]赖寒.以煤炭为原料的有机化学工业发展的分析与探究[J].煤炭技术，2012，09：256-257.
有机化工工艺范文4
利用ProCAST软件对铝合金轮毂低压铸造过程中铸件及压铸模具进行温度场和应力场的耦合模拟。对模具结构、压铸工艺参数进行优化，采用中心复合试验法设计多组试验并进行数值模拟，分析各自变量对充型过程及模具影响因素的大小，得到自变量与目标量之间的响应面和映射关系。以模具轻量化／低热应力／高效率为目标建立优化模型，采用NSGA－Ⅱ算法进行多目标优化并获得Pareto优化解，达到提高铸件品质，延长模具寿命的目的。
关键词:
ProCAST；中心复合实验；响应面；多目标优化
近年来，铝合金轮毂作为一个重要的汽车零部件产业获得了迅猛地发展［1，2］。从轻量化、安全性、耐用性、多样性以及节能环保等方面综合看，铝合金轮毂是汽车工业的首选材料。低压铸造作为铝合金轮毂的主要生产方法之一，具有铸件尺寸精度高、铸件内在品质好、金属利用率高等优点［3～5］。但低压铸造过程中也会产生诸如气孔、裂纹、缩孔、缩松等铸造缺陷，这些缺陷的产生与充型及凝固过程密切相关。我国铝合金轮毂的生产主要依靠经验，从开发模具到试生产，再到修改模具以及确定工艺方案，是一个反复试错的过程。耗时费力，且设计结果往往精度低、可靠性差。本课题采用中心复合试验法［6～9］，将模具边模厚度、铝液浇注温度、加压速率作为研究对象，分析其对压铸效率和模具寿命的影响，并得到自变量与目标量之间的响应面［10，11］和映射关系。以模具轻量化、低热应力、高效率为目标，采用NSGA－Ⅱ算法［12～14］进行多目标优化并获得Pareto优化解。这种综合考虑多种自变量和目标量的优化方法可以有效地减少试验和优化的次数，同时兼顾实际的生产效率和模具寿命，在铝合金轮毂低压铸造的模具及工艺方面具有积极意义。
1低压铸造模拟
利用UGNX软件建立模具的三维模型，模具装配视图见图1。车轮为43．18cm、20辐的多辐条轮毂，见图2。低压铸造加压曲线见图3。根据工厂实际情况，压铸过程中出现的问题主要有：①模具底模在长时间压铸之后会出现热变形，影响轮毂的精度；②轮毂热节处会产生缩孔缺陷，降低车轮强度。根据建立的数学模型以及确定的热物性参数、边界条件以及初始条件用ProCAST软件进行模拟，得到了低压铸造充型和凝固过程中模具的温度场及各部位应力值与时间的关系。
1．1模具温度场
在VisiualEnvironment中显示出装配模具，分别截取不同时刻下模具温度场分布图，见图4。在铸造过程中，为了实现铸件的顺序凝固，在上模水道位置通入冷却水。从图4可以看出，冷却水使得水道位置的温度明显低于模具其他位置，在下一个压铸过程开始之前，水道位置的温度会逐渐回升，从而使上模水道位置会产生周期性的温度变化，这种剧烈的温度变化最终导致上模水道位置产生了微观裂纹。
1．2模具应力场
图5为模具在铸件冷却过程中某一时刻的应力分布情况。从图5可以看出，底模接触铝液的一侧受到了很大的压应力，这是因为高温铝合金液浇注之后热量首先传递到底模内侧，致使内侧产生了较大的热应力（许用应力之内）。在一个压铸过程结束之后模具温度会逐渐恢复到预热时的温度，如此交替的温度变化会使底模产生周期性的压应力。根据技术指标，一套模具要生产2～3万件轮毂，在模具使用后期由于周期性压应力的作用，使底模产生塑性变形累积，最终降低铸件的尺寸精度。
2压铸工艺及模具结构优化的响应面和参数方程
2．1中心复合试验设计
由于原模具结构中分布着多处风孔和风管，上模安装了结构复杂的冷却盘，致使模具整体结构比较复杂，在不改变冷却点数目的前提下解决压铸过程中出现的问题。为了构造响应面模型，将模具边模壁厚、铝液浇注温度、充型时的加压速率作为中心复合试验设计的影响因素。各因素取值范围见表1。按照中心复合试验（CCD）方法安排的20组试验，根据模拟方法，选取两个对模具寿命及压铸效率具有重要参考价值的目标量（凝固时间，s；边模最大应力，MPa）作为研究对象，得到中心复合试验参数（见表2）。
2．2低压铸造响应面模型及映射关系建立
在回归方程的阶次确定时，考虑到凝固时间、边模最大应力与模具结构参数、压铸工艺之间存在非线性关系，一阶响应面模型不能够满足回归效果。所以，本课题采用二阶响应面建立低压铸造模型，二阶响应面模型表达式为：y＾＝α0＋∑Ni＝1αixi＋∑Nj＝1αjx2j＋∑Nij（i＜j）αijxixj（1）式中，y＾为近似模型预测的响应；x为设计变量；N为变量个数；α为待定系数。
2．2．1凝固时间与自变量间映射关系及响应面模型
为了得到凝固时间与自变量参数间映射关系，运用Design－Expert软件包对表2试验数据进行了二阶响应面线性回归。回归方程预测模型如下：y1＝557．96＋2．77x1－1．47x2－20．17x3－3．13×10－3x1x2＋0．069x1x3＋0．022x2x2－2．64×10－3x21＋1．55×10－3x22＋0．11x23（2）本课题响应曲面分析（RSM）的图形是响应值与影响因素间构成的一个三维空间图，可以直观地反映出各自变量对响应变量的影响，见图6。结合回归方程可知，铝液的浇注温度和边模壁厚对轮毂的冷却总时间都有比较大的影响。其中浇注温度影响最大，随着铝液浇注温度的逐渐降低，轮毂的冷却时间逐渐缩短；随着边模厚度的减薄，冷却总时间逐渐缩短；加压速率的大小会影响充型时间进而影响冷却过程。考虑到充型时的加压速率也影响到铝合金液充型的平稳性，因此加压速率应调整到合适的大小。
2．2．2边模最大应力与自变量的关系及响应面模型
为了得到边模最大应力与自变量参数间映射关系，采用相同的方法对表2进行了二阶响应面线性回归，其回归方程预测模型及响应面模型如下：y2＝579．04－0．068x1－1．62x2－2．52x3＋1．88×10－3x1x2－0．019x1x3＋3．13×10－3x2x3－4．97×10－3x21＋9．69×10－4x22＋0．097x23（3）图7为对应的响应面图。由图7及回归方程可知，铝液浇注温度和边模壁厚均对边模压应力有较大影响，随着浇注温度降低，压应力逐渐减小；随着边模壁厚的逐渐减薄，压应力逐渐增大。
3压铸工艺及模具结构的多目标优化
3．1模型建立
根据得到的参数方程，选用NSGA－Ⅱ算法进行多目标优化，结合实际情况，对所要研究的问题进行如下建模：最小值：y1＝557．96＋2．77x1－1．47x2－20．17x3－3．13×10－3x1x2＋0．069x1x3＋0．022x2x2－2．64×10－3x21＋1．55×10－3x22＋0．11x23（4）最大值：y2＝579．04－0．068x1－1．62x2－2．52x3＋1．88×10－3x1x2－0．019x1x3＋3．13×10－3x2x3－4．97×10－3x21＋9．69×10－4x22＋0．097x23（5）40≤x1≤60；680≤x2≤720；5≤x3≤9
3．2结果显示及分析
以凝固时间y1最小化，边模最大应力y2最大化为目标得到239组Pareto解集，解集结果见表3。在DesignGateway中可以调取以凝固时间y1、边模最大应力y2与自变量之间的散点分布图，见图8和图9。图中高亮的点为Pareto优化解在坐标轴上的分散点。通过分析Pareto优化解集在2D和3D坐标轴上的分布，并结合表3数据，可以看出优化解集主要集中在某一些特定的范围之内，对于目标量的优化和设计具有重要的参考价值。以优化后的模具尺寸和工艺参数为参考，对实际生产中的模具结构和工艺进行改进，模具边模壁厚减小7mm，减轻了模具质量；轮毂压铸时间较之前减少15～20s，这对模具寿命和生产效率的提高具有积极意义。
3．3试验验证
将改进后的模具结构和工艺进行试生产，对铸件试样易出现热节的位置（见图2）进行金相组织分析，比较模具和工艺改进前后铸件的品质情况，见图10，可以看出，改进后轮毂没有出现缩孔、缩孔。
4结论
有机化工工艺范文5
一、创设环境、减少刺激，在规范中弱化幼儿的攻击
环境是幼儿的第三位老师。在幼儿一日生活中，我们要针对幼儿的需要营造和谐、温馨的班级氛围，减少刺激，规范幼儿的生活和学习环境，为弱化幼儿攻击创设条件。
首先，我们要给幼儿提供较为宽敞的游戏空间，而不是繁杂、拥挤的活动空间；尽量避免提供有攻击倾向的玩具（如玩具枪、刀等）；阻止幼儿接触不良传媒，某些影视特别是暴力影视剧，可能会使孩子学会一些攻击。教师在设置环境时，应给幼儿创设一个尽量避免冲突的空间。各活动区域应稍有间隔，防止幼儿因空间过分拥挤，引起无意的碰撞造成冲突和摩擦。托班的幼儿年龄小，我们在提供玩具时，要充分考虑孩子具有占有意识的特点，做到数量充足，提供的都是人手一份的平行玩具，以减少幼儿彼此争抢玩具的矛盾冲突。
其次，教师还要努力营造一个民主愉悦的心理环境。如果教师对待幼儿严厉苛刻，则幼儿必定对教师心存畏惧，被动服从。在这种气氛中，幼儿往往会对教师的不满情绪通过攻击同伴发泄出来。因此，尽量避免给幼儿造成过多的挫折感和压抑感，从而减少幼儿产生攻击的心理因素。采用说教的方式，以说教移情为主，使儿童感到内疚，有助于减少幼儿攻击的形成。
二、优化策略、寻求途径，在引导中矫正幼儿的攻击
对具有攻击的幼儿，我们在教育方法的选择上必须依托幼儿的年龄特征，必须了解幼儿攻击的起因、发展，采取正确的教育方法进行矫正。如：托班幼儿缺乏知识经验，自控能力较弱，社交技能与说平也比较低，所以当同伴之间产生矛盾冲突时，经常会因为缺乏解决人际关系问题的策略，而采取攻击来解决问题。
因此，当儿童遇到无法解决的社会性冲突与矛盾时，我们可以给予榜样示范或直接教给其正确方法，及时对幼儿的行为进行矫正。在事后，我们还可以利用价值澄清、移情训练、角色扮演等方式，开展谈话活动、情景表演、故事讲述等，组织儿童参与讨论、学习、观察，为儿童树立正确的榜样，鼓励儿童使用非攻击性的方式，如等待、合作、谦让等，减少和避免攻击。
当然，对有攻击的孩子，我们可以采用板脸――隔离――再引导的教育策略矫正幼儿的攻击。如：对比较冲动、不冷静的幼儿，必要时可以实行短时间的“做冷板凳”的惩罚，让其独自呆在单独的房间里或暂时剥夺其参加某项活动的权利等。这样即可以使孩子体会到是攻击性为发生后的不良反应，也可以有机会其平静，以便进一步与他交谈，但是，运用该法时一定要让孩子明白为什么要让其“坐冷板凳”，在帮助其认识错误后要解除惩罚，而且要注意安全，时间不宜过长。
三、家园共育、创新平台，在合作中建立幼儿的亲社会行为
家长是幼儿园教育的重要支持者与合作者，有的家长对幼儿过分溺爱、放任都可能引发幼儿的攻击；有的家长采用惩罚和高压统治的方式来教管孩子的，孩子容易产生逆反心理和对抗行为，他也会从父母的言行中学会了侵犯、攻击他人的模式。所以，对有攻击的幼儿进行教育，需要家园共同完成，所以家长一定要与教师在思想上达成共识，要求上达成一致，在合作中建立幼儿的亲社会行为。
首先，家庭教育中家长要转变其教育观念，对儿童不能过分宠爱，要培养他们责任感、同情心和自立意识。我从科学的角度向家长介绍了溺爱的弊端，并对如何矫正幼儿的攻击提出了一些良好的建议：当孩子与同伴发生矛盾冲突时，不要偏袒自己的孩子，放手让孩子学习自己解决问题，如果孩子犯错，必须要求他道歉；还可以启发幼儿对攻击性的理解和思考，可设法让他明确打人、推人、抢夺等行为是不对的，小朋友、老师和家长都不喜欢，以便从动机上改正其攻击性倾向等。幼儿一般不能对自己的行为进行反省，为此，我们还可以通过角色扮演等途径，让孩子认识他人对其攻击性行的不满，从而使其对自己的攻击产生否定情绪。更为重要的是，我们一定要进一步与其共同设想受人欢迎、有爱的儿童形象，增强孩子向榜样学习的愿望，从而建立幼儿的亲社会行为。
其次，家长还可以运用大众传媒的力量，帮助幼儿选择正能量的影视作品。家长在为儿童选择动画片等影视作品时，一定要考虑儿童身心发展的特点，为其选择能让他们感受到其中的关心、温暖、团结合作精神的作品，通过这样的形式减少和避免儿童的攻击，提高他们的亲社会行为。
有机化工工艺范文6
关键词：硝酸工艺 过程控制 优化 效果
硝酸在我国60 年代开始生产，硝酸采用的都是I 型气动单元组合仪表的生产线。但是现在看来这种I 型气动单元组合仪表的特点功能单一、性能差而且精度低还不可靠， 所以由其因构成的硝酸工艺的仪表控制系统不仅落后而且还达不到硝酸工艺的设计基本能力。另外，由于硝酸工艺过程中氧化和压缩两个工序的复杂和特殊性， 我国之前的硝酸工艺仪控系统已经无法满足现在硝酸生产的要求。而且由于以前的硝酸工艺不仅导致了硝酸的工艺过程不稳定，和氧化效率低，以及能源耗费大而且还对还硝酸工艺设备的安全有极大的威胁。不仅如此，这还导致了硝酸工艺人员的劳动强度大以及硝酸工作环境恶劣，这对工人的身心安全也有极大威胁，所以硝酸工艺的优化是有其极大的现实意义的。
一、硝酸工艺的优化内容
1.硝酸工艺的装置的优化
对于硝酸工艺这种化工工艺来说，装置是其最重要的一部分，好的装置才能够有好的产品。对于硝酸工艺来说，对于现在的硝酸工艺的装置的优化可以从双加压工艺装置和新型的高压反应釜来进行优化。
对于硝酸工艺的双加压工艺装置来说，第一，主要可以引进国际先进的450 吨/日双加压法稀硝酸装置，可以对其核心传动设备改用德国的GHH的四合一机组，而提高设备的技术水平。第二，那就是把硝酸工艺中传统使用的触媒为铂、铑、钯的平织铂网和针织铂网的改成国际领先水平的硝酸工艺中的德国制造的FTC 系列铂网催化剂， 而克服硝酸工艺的氨氧化率低，气体温度高、铂网冲击大以及机械损耗大等缺点，第三那就是新增放空氨管而能够达到点火安全性能大大提高。
而对于高压反应釜来说，由于高压反应釜是合成浓硝酸的心脏设备， 其直接制约浓硝酸的生产能力。而改造后的高压釜内件，实行双进料口和设计防回流装置等等的高压反应釜，可以达到优化硝酸工艺条件以及能够延长硝酸工艺设备的运行周期，并且能扩大硝酸的生产能力的目的。
2.硝酸工艺的技术的优化
对于硝酸工艺的优化来说，装置是基础而技术趋势真正能够制约硝酸工艺发展的东西。对于硝酸工艺的技术的优化主要可以从新老系统导气联产技术和间硝的浓缩塔采用规整填料， 实现二级分布间以及浓硝酸酸性废水循环利用的三个方面进行优化分析。
首先对硝酸工艺中的新老系统导气联产技术进行阐述。这种技术是基于应用了双加压装置后的硝酸生产工艺。而技术简单而言那就是把双加压系统导入部分氧化氮气体入之前的硝酸工艺系统出氧化塔， 而达到新老系统导气联产， 从而提高了硝酸的氧化率的同时增加了产量减少消耗不仅如此还能降低老系统的尾气NOx排放浓度而平衡了硝酸生产。
其次就是间硝的浓缩塔采用规整填料， 实现二级分布的技术。这简单而言就是浓缩塔之前采用散装填料， 后改为陶瓷波纹规整填料， 而这样可以使得浓缩塔塔内传热和传质的效果，以及回流比、配料比均明显减少，而达到提高了生产能力的同时还能够降低蒸汽消耗量的目的。
而最后的那就是对浓硝酸性废水循环利用。在硝酸的生产之中浓硝装置在生产中产生5%塔尾水和3%- 5%镁尾水，对于这些废水的利用设备进行专门的处理也就是塔尾水经间硝喷射泵循环提浓至25%- 30%，是可以作为硝酸生产的原材料的，而且这样的经济效益是极其明显的。
3.硝酸工艺的其他优化
硝酸工艺的其他优化主要就是对硝酸工艺所需材料的优化。其中主要就是吸收塔的材料优化和浓缩塔下游部分管道材质改造，两外就是一些小类别的工艺过程中的优化。
其中对于吸收塔的材料优化主要是将吸收塔的制作材料改为用C4钢，因为之前采用的C2钢的抗腐蚀能力太弱，而C4钢相对抗腐蚀能力强很多，而且多次的试验研究， 在我国自行设计制造的国内第一台C4 钢发烟硝酸吸收塔与C2 钢比较，在对设备的更换上节省资金是可观的。
而对于浓缩塔的下游部分的材料改造首先主要是把浓缩塔硝镁出口管线重新选材，也就是吧之前采用的OCr18Ni9Ti 改为C4 钢， 这样能够极大的延长了硝酸生产周期。其次浓缩塔至成冷器的下酸管线用材将之前采用的高硅铸铁改为高纯铝，由于铝的特性这可以克服了温升速度慢以及冬季易脆裂等缺点而达到延长了装置运行周期的目的。
至于其他的优化，可以把硝镁加热器、硝镁蒸发器的蒸汽冷凝液经冷凝液膨胀槽去掉多余部分，还有那就是含酸蒸汽经间接冷凝以及把工艺生产用冷却水全部为循环水等等，这些小类别的优化都是对硝酸工艺的发展有着推动作用的。
二、硝酸工艺优化后效果
对于硝酸工艺优化后的效果的分析明显的那就是经济效益的分析以及环境效益的分析了。下面就从这两个方面做简单的阐述：
第一，硝酸工艺优化后经济效益的的分析。经济效益的分析主要可以从两个方面，第一就是硝酸工艺优化后对工人的工作时间以及工作强度都有极大的影响，减少了工作量以及减轻了工作的强度，这也使得这方面的开支减少。其次硝酸工艺优化后对硝酸的质量以及产量都有极大的提高，而且经过实际的调查以及分析统计，以安徽淮化集团有限公司为例其在硝酸工艺优化后直接产生的经济效益增长达两倍多。而且在十年前的2005年的硝酸销售收入45181.8 万元， 实现毛利15099.6 万元， 销售利税率33.4%，这说明工艺优化后得经济效益是极其显著。
第二，那就是对硝酸工艺优化后环境效益的分析。在环境效益方面的分析可以从排放的废气以及排放的废水还有产生的噪声进行分析。在排放的废气上，同样以安徽淮化集团为例（下文对废水以及噪声均以此作为例进行分析）进行分析，通过调查可知采用优化的采用硝酸工艺后，安徽淮化集团现有硝酸装置废气均能够达标排放， 而且是能够达到国家制定的《大气污染物综合排放标准》（ GB16297-96） 中二级标准。在排放的废水上，由于有循环再利用的技术，优化后的硝酸装置在生产过程中基本没有废水产生， 但是在检修或事故泄漏会有少量酸性水产生， 在集中至中和池经中和处理后利用后在排放， 其排放水pH 值为6- 9， 这是已经达到了《污水综合排放标准》（ GB8978- 1996） 中一级标准。优化后的本工艺噪声主要来自GHH和蒸汽放空，但是这类的噪声是达到了《工业企业厂界噪声标准》（ GB12348- 90） Ⅲ类要求，同样的也在厂外居民点噪声也达到了《城市区域环境噪声标准》（ GB3096- 93） 中的Ⅲ类标准。
三、结束语
总之，对硝酸工艺的过程控制的革新带来的不仅仅是硝酸工艺技术上的巨大的进步，还能给硝酸工艺的发展带来巨大的推动作用。另外，硝酸工艺过程控制的优化还能让硝酸生产的工作人员在身心安全得到保障的同时，还能够在经济效益方面有一个巨大的收获。不仅如此，如果考虑硝酸工艺的备品备件的减少工艺硝酸设备损坏程度的减轻等， 这样收获的直接经济效益更为可观。所以，对硝酸工艺过程优化的探究和实施是具有重大的社会意义和现实意义的。
参考文献
[1] 罗万里硝酸工艺过程控制新方案[J]. 化工自动化及仪表，2001（5）.
[2] 刘德仁 硝酸生产工艺优化及效果[J]. 安徽化工，2006（7）
