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[科普中国]-半连续过程

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半连续过程,是指物料在一段时间内连续加入,但连续操作间断进行的一类化工加工过程。

简介半连续过程,是指物料在一段时间内连续加入,但连续操作间断进行的一类化工加工过程。

按照过程的进行方式,又可将化工工艺过程分为间歇过程、连续过程和半连续过程三类。

间歇过程的特点是操作的周期性。原料投入设备后,过程的各个环节常在设备内的同一位置上在不同时间进行,设备各处的物理—化学条件随时间而不断变化,过程结束后卸出物料清理设备,又开始新的操作周期。

连续过程的特点是操作的连续性。原料连续进入设备而产品连续排出,过程的各个环节常在不同设备中同时进行。正常情况下,各种操作条件宏观地不随时间变化。

半连续过程的操作特性介于两者之间。过程某些环节是连续操作,而另外一些环节则是间歇操作;例如过程中采用了若干个间歇式反应器,每一个反应器的投料和出料是周期性的,而反应器出口产物的分离则采用了连续式的吸收塔和精馏塔。1

化工工艺过程的特征与构成在化工工艺过程中,原料经历一系列化学反应和物理变化,得到结构、组成、性状都和原料完全不同的产品。化学反应通常在各种型式的反应器中进行,它是化工工艺过程的中心环节和基本特征。各种辅助的物理变化过程也是化工工艺过程必不可少的环节。化学反应必须在适当的反应条件下才能迅速、充分,有效地进行,而化工工艺过程的原料通常都含有各种杂质并处于一定的环境状态,因此在反应之前必须进行原料的预处理。例如原料的破碎、分级、溶解、提纯,改变其温度、压力,结构、组成和相态以满足反应要求。反应产物通常是包括产品物质在内的处于反应器出口条件下的混合物,也必须进行后处理。后处理的目的主要有:(1)通过分离精制得到合乎质量规格要求的产品和副产品。(2)处理过程的排放废料使之达到排放标准。(3)分离出部分未反应的原料进行再循环利用。原料预处理和产物后处理都会伴随着各种物理过程,使物料发生必要的物理变化,同时实现能量的充分利用。即使在反应过程中,也必然伴随着不同的物理过程,如搅拌、混合、加热、冷却等等。

由此可见,化工工艺过程通常由原料预处理过程、化学反应过程和产物的后处理过程三个基本部分构成,可画出框图如图所示。

住复杂的化工工艺过程中,进入过程的原料常常不止一种,而且往往要经过化学反应得到某些中间产品,这些中间产品再进行反应以得到最终产品;在原料提纯和产物的分离过程中,也常遇到化学反应,这又构成了以化学反应为中心环节的各种子过程,这样,化工工艺过程总体上既具有如图所示的基本构成,局部上又包括了若干类似基本构成的子过程,用这个观点去分析化工工艺过程,有助于了解过程中每个部分的作用,也有助于综合地进行流程的构成并设计一个新过程。

化学工业中进行的一系列使物料发生物理变化的基本操作,诸如物料粉碎、输送、加热、混合和分离等,统称为单元操作。因此,化工工艺过程又可看成是以反应器为中心环节配以各种单元操作的有机组合。1

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学