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2、2NaHCO+HO=NaO+2HO+2CO。
3、兩個反應(yīng)生成產(chǎn)物都是硫酸鈉和碳酸,但碳酸在常溫中不穩(wěn)定會分解為二氧化碳和水。
4、一個是碳酸鈉中的碳酸根離子和硫酸中的氫離子發(fā)生反應(yīng)。
5、一個是碳酸氫鈉中的碳酸氫根離子和硫酸中的氫離子發(fā)生反應(yīng)。
[關(guān)鍵詞]化工工藝 設(shè)計 安全危險 分析
中圖分類號:TP697 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)22-0297-01
一、化工工藝設(shè)計概述
1.化工工藝的概念
把化學(xué)原材料向化學(xué)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的一種方式與方法就是化工工藝,這一實(shí)現(xiàn)方式與方法的所有工業(yè)流程都包括在化工工藝當(dāng)中。想要實(shí)現(xiàn)化工工藝從生產(chǎn)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換,涵蓋步驟主要由以下幾個方面:
第一,處理原材料。初步處理化工原材料,方式有碾碎、提純、粉磨等等。
第二,進(jìn)行設(shè)計化學(xué)反應(yīng)。達(dá)到化學(xué)原材料往成品轉(zhuǎn)換的本質(zhì)為化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計,此為化工工藝比較關(guān)鍵的一個步,由已作相關(guān)處理的原材料提供其化學(xué)反應(yīng)所需環(huán)境,在一定程度上提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)換率。
第三,化學(xué)產(chǎn)品的精處理。把化學(xué)反應(yīng)生成的產(chǎn)品作出一系列的精處理,使得到的化學(xué)產(chǎn)品可以滿足于實(shí)用性的要求。
2.化工工藝設(shè)計
化工工藝設(shè)計指的為達(dá)到化學(xué)反應(yīng)所需的原材料、反應(yīng)條件和工藝流程的設(shè)計過程的目的。化工工藝設(shè)計的范疇相對較大,不但擁有工藝流程設(shè)計,還包含工藝流程實(shí)現(xiàn)的管理方式等。在尚未進(jìn)行化工工藝設(shè)計時,當(dāng)最先熟知化工工藝設(shè)計的原則和安全規(guī)程,經(jīng)由靈活設(shè)計化工生產(chǎn)工藝,達(dá)到工藝流程精簡、安全規(guī)范、高效穩(wěn)定運(yùn)行的目的。
3.化工工藝設(shè)計的特點(diǎn)
1)化工工藝設(shè)計具有系統(tǒng)性的特點(diǎn)。化工工藝流程為一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的設(shè)計,其中包括了化工生產(chǎn)的各個方面。
2)化工工藝設(shè)計規(guī)模各異。不一樣的化工生產(chǎn)方式,它的化工工藝設(shè)計就不一樣,包含化學(xué)原材料、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)成品等等。
3)化學(xué)工藝設(shè)計的資料具有不全面性。化工工藝本身為一項(xiàng)特別先進(jìn)的設(shè)計項(xiàng)目,它的流程設(shè)計沒有特別多的參考經(jīng)驗(yàn)。
二、化工工藝設(shè)計中所存在的安全危險問題及控制措施分析
1.化工工藝設(shè)計中對原材料安全性能的控制
化工工藝設(shè)計是實(shí)現(xiàn)化學(xué)原材料往化學(xué)成品之間的轉(zhuǎn)換過程,將產(chǎn)生多種不同的化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng),某一種物質(zhì)在某一形態(tài)下具有危險性和危害性,所以當(dāng)對一些可能具有危險性的物質(zhì)進(jìn)行掌握與控制,檢驗(yàn)此類物質(zhì)在化工工藝流程中的穩(wěn)定性,展開安全性評估和識別,有效防止原材料、半成品以及副產(chǎn)品在化工工藝中出現(xiàn)危險的狀況。
2.化工工藝設(shè)計中存在的安全性問題及控制措施
化工工藝設(shè)計是實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)而擬制的工藝路線與流程,在設(shè)計時當(dāng)綜合考慮,在有效保障產(chǎn)品質(zhì)量的條件下,選擇一條相對安全或者能夠有效保障安全性的路線,把化工工藝設(shè)計中的危險度降到最小。所以,進(jìn)行工藝流程設(shè)計期間當(dāng)遵循以下的幾個原則:
第一,工藝路線實(shí)現(xiàn)的最簡化。化工工藝實(shí)現(xiàn)流程的最簡化,能夠有效減少化工工藝流程中間所存在的化學(xué)反應(yīng),提高化工工藝反應(yīng)的安全性。
第二,盡最大程度地選擇危險性和危害性相對低的原材料。對于化學(xué)工藝設(shè)計的安全性降低原則來說,原材料安全性的提高比化工工藝流程的簡化具有更重要的意義。
第三,在最大可能的情況下選擇新的設(shè)備和新技術(shù)。新設(shè)備以及新技術(shù)能夠很好的地把化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中產(chǎn)生的危險物質(zhì)降低,可以將中間生成物的在一定程度上循環(huán)利用,進(jìn)一步的把化工工藝設(shè)計的成本降低,從而把經(jīng)濟(jì)效益和化工工藝的安全性與環(huán)保性提高。
三、化工工藝設(shè)計中控制措施分析
化工工藝流程設(shè)計中的核心內(nèi)容就是化學(xué)反應(yīng),通過化學(xué)反應(yīng)可完成原材料到成品的轉(zhuǎn)化,許多的安全性問題h及于這一過程當(dāng)中。因而,對于提高化工工藝設(shè)計的安全性有著十分重要意義的部分就是選擇安全性良好的化學(xué)反應(yīng)設(shè)備。對于化學(xué)反應(yīng)種類繁多的化工工藝來講,控制化學(xué)反應(yīng)的安全性有著很大的難度。除此之外,還有很多不可控因素存在于化學(xué)反應(yīng)的過程中,像是化學(xué)反應(yīng)需要的溫度、濕度控制很難達(dá)到精確的控制等,通常能夠成為化學(xué)反應(yīng)的一種潛在安全隱患。如果想要很好的對化學(xué)反應(yīng)中設(shè)備安全性問題進(jìn)行控制,就要注意以下幾個方面:
1)降低進(jìn)料量,能夠準(zhǔn)確的控制化學(xué)反應(yīng)所需的加熱速度以及冷卻速度。化學(xué)反應(yīng)過程當(dāng)中,對化學(xué)反應(yīng)具備的條件進(jìn)行精確控制就是為了有效地提升它的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。這樣,就可以很好的降低相關(guān)副產(chǎn)品的生成,把化工工藝的安全性提升。
2)化學(xué)反應(yīng)過程中,要對相應(yīng)的反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行控制,防止反應(yīng)儀器產(chǎn)生超壓、超荷等狀況。化學(xué)反應(yīng)的過程中,反應(yīng)設(shè)備的安全性主要依靠對反應(yīng)本身的控制,如果化學(xué)反應(yīng)過程當(dāng)中出現(xiàn)一些超壓現(xiàn)象,很大程度上就會致使設(shè)備狀態(tài)失靈,導(dǎo)致安全事故。
3)相關(guān)廢棄物的排放。化學(xué)反應(yīng)一般會致使產(chǎn)生很多副產(chǎn)品與廢棄物,將副產(chǎn)品進(jìn)行合理的利用就能夠很好地實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)效益,很大的價值存在于其中。但是,廢棄物不同,不止不可以提供價值,處理不合適還會有嚴(yán)重的環(huán)境危害與潛在危險。所以,化工工藝流程設(shè)計中應(yīng)考慮如何處理有關(guān)廢棄物的排放,做到有關(guān)廢棄物在達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后才可以進(jìn)行排放。不只是能夠很好的實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境,同時可以把化工工藝流程設(shè)計的安全性提高。
結(jié)語
實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的前提就是化工工藝設(shè)計,化工工藝設(shè)計有著更高的安全性要求的根本原因是化學(xué)工業(yè)本身的特殊性與限制性。本文分析了目前我們國家化工工藝流程設(shè)計當(dāng)中出現(xiàn)的問題,并以此提出了相對應(yīng)的措施。化工工藝設(shè)計是一種的流程設(shè)計,它具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性,其設(shè)計時應(yīng)將影響安全性的各個因素都考慮到其中。但是,無論再完美的設(shè)計也很難做到兼顧化工工藝過程當(dāng)中的任何一個細(xì)節(jié),對于在化工工藝生產(chǎn)中所存在的缺陷我們應(yīng)從化工工藝工藝當(dāng)中進(jìn)行及時的補(bǔ)救與修改,把任何一個流程都要控制好,絕對不允許發(fā)生化工事故。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙文濤,劉克強(qiáng).化工工藝設(shè)計中安全危險的識別與控制 [J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013,11(14):2-13.
【關(guān)鍵詞】化工工藝 工藝設(shè)計 安全危險 預(yù)防措施 分析探究
新形勢下,隨著人們在日常生產(chǎn)中安全防范意識的不斷提高,以及對生產(chǎn)工藝設(shè)計的研究不斷深入,促使人們對于化工工藝設(shè)計中存在的安全危險問題給予了越來越多的關(guān)注和重視。受化工行業(yè)本身的特殊性影響,化工行業(yè)在安全危險的問題上要求極為嚴(yán)格,需要化工企業(yè)人員在日常生產(chǎn)的管理和操作上,提高對安全危險的識別和控制能力。為此,本文主要從化工工藝設(shè)計涉及的一些內(nèi)容和知識點(diǎn)加以討論,幫助化工企業(yè)人員識別和控制化工工藝設(shè)計中存在的安全危險問題。現(xiàn)具體分析如下。
1 化工工藝設(shè)計的概述及特點(diǎn)
化工工藝設(shè)計,主要是指在設(shè)備、管道、泵閥、儀表和自動化等方面的配置,以及工藝流程的設(shè)計等。在整個化工工藝設(shè)計的過程中,為了確保化工生產(chǎn)的安全可靠和高效運(yùn)行,需要熟悉掌握化工生產(chǎn)的原則和精神,并在此基礎(chǔ)上,根據(jù)化工規(guī)范中對物品的危險程度等級的劃分,確定不同危險等級的物品的防火間距、防爆等級等,從而為我們在選用設(shè)備與儀表、操作方式、消防器材等方面提供了安全保障。
一般來說,化工工藝設(shè)計的特點(diǎn)主要包括設(shè)計基礎(chǔ)資料不完整、工藝流程獨(dú)特、工作量大以及規(guī)模大小不一等幾個方面,設(shè)計基礎(chǔ)資料不完整,體現(xiàn)在化工工藝設(shè)計的資料未經(jīng)檢驗(yàn)完善,數(shù)據(jù)缺乏足夠的可靠性和完整性;工藝流程獨(dú)特,主要是由于化工裝置及設(shè)備的多樣化和規(guī)格特殊化所導(dǎo)致;工作量大,則是從整個化工工藝設(shè)計來看的,化工企業(yè)的總體投資大、設(shè)備多、管道多,增加了化工工藝設(shè)計的工作負(fù)擔(dān)。同時,規(guī)模大小不一,則表現(xiàn)在測試工程數(shù)據(jù)的化工裝置規(guī)模不一。
2 化工工藝設(shè)計中安全危險問題的識別及控制
2.1 工藝物料方面
通常在化工工藝生產(chǎn)過程中,原料、材料、半成品和副產(chǎn)品,以及貯運(yùn)物質(zhì)都是以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)存在的,具有相應(yīng)的物理、化學(xué)性質(zhì)和危險危害。需要化工企業(yè)人員加強(qiáng)對這些危險特性的辨識、分析和評價。分別從化工工藝的各類物質(zhì)的性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性,以及爆炸特性、健康危害等加以識別和控制。
2.2 工藝路線方面
一般來說,在選擇化工工藝的路線時,應(yīng)該從化工物質(zhì)的安全危險出發(fā)考慮,盡可能采用無害、低危險性的物料,緩和化工工藝過程的苛刻程度,可以通過采用化學(xué)反應(yīng)物催化劑,稀釋或緩和各類危險物料。或是采用各種高新的化工技術(shù)、設(shè)備及工藝,取消或縮小中間貯罐,一定程度上減少危險介質(zhì)的藏量。此外,通過采用污水回收、生產(chǎn)廢料和助劑回收等方式,對于實(shí)現(xiàn)化工工藝的節(jié)能降耗,有著極為重要的作用。
2.3 化學(xué)反應(yīng)裝置方面
2.3.1化學(xué)反應(yīng)器選型要求
化學(xué)反應(yīng)器,若以進(jìn)出物料的情況劃分,主要有間歇式化學(xué)反應(yīng)器和連續(xù)式化學(xué)反應(yīng)器兩大類。若以物料流程劃分,則可以分為單程化學(xué)反應(yīng)器和循環(huán)化學(xué)反應(yīng)器等兩種。若是從化學(xué)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)來看,則有釜式、管式、塔式和固定床,以及流化床等幾種。
通常情況下,構(gòu)成化學(xué)反應(yīng)器的裝置設(shè)備特性,以及工藝流程決定了化學(xué)反應(yīng)裝置的整體特性。在化學(xué)反應(yīng)器的選型過程中,應(yīng)該注重工藝的適應(yīng)性和安全性問題,并從化工工藝的操作和操作出發(fā),確定型號形式。
2.3.2化學(xué)反應(yīng)設(shè)備材質(zhì)
考慮到工藝流體、流速、流體反應(yīng)特性以及腐蝕特性等因素對化工工藝設(shè)計的影響,在化學(xué)反應(yīng)設(shè)備材質(zhì)的使用時,應(yīng)該注重設(shè)備的耐腐蝕性、強(qiáng)度、可焊性以及機(jī)械加工性等方面,同時,對于可能影響化學(xué)反應(yīng)溫度的雜質(zhì)要加以重視,以免化學(xué)反應(yīng)速度受到影響,導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的不穩(wěn)定性和一系列危險問題。此外,部分測溫測壓類的污染物甚至?xí)鸬筋愃拼呋瘎┑淖饔茫M(jìn)而引發(fā)不必要的化學(xué)反應(yīng),需要化工企業(yè)慎重考慮。
2.3.3化學(xué)反應(yīng)條件控制
在化學(xué)反應(yīng)條件控制上,為最大限度避免出現(xiàn)失控反應(yīng),可以通過外循環(huán)冷卻器、多段反應(yīng)等方式,加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的控制。或是采取通入低溫介質(zhì)的方式,幫助化學(xué)反應(yīng)器降溫。也可采用向化學(xué)反應(yīng)器輸入易揮發(fā)的液體的形式,利用液體揮發(fā)來吸收熱量。
2.3.4化學(xué)反應(yīng)設(shè)備結(jié)構(gòu)
通常情況下,為了確保化學(xué)反應(yīng)裝置的安全可靠,在化學(xué)反應(yīng)裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu),尤其是高壓容器設(shè)備,不但要求具備足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,還需要保證設(shè)備的嚴(yán)密條件好,以免大量介質(zhì)泄漏引起火災(zāi)、中毒等危險問題。
2.4 管道及閥門方面
管道往往用于輸送易燃、易爆、腐蝕以及具有毒性的物料,在管道設(shè)計時,應(yīng)從材料選擇、管道布置、振動以及應(yīng)力分析等幾個方面綜合考慮,以免發(fā)生泄露。需要化工企業(yè)熟悉了解整個化工工藝流程,重視管道系統(tǒng)在化工工藝流程中的作用,包括操作條件、介質(zhì)物化特性以及腐蝕情況等方面的要求。閥門一般用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流通和壓力系統(tǒng),具有切斷或接通介質(zhì)、控制流通、改變流量、以防介質(zhì)回流等顯著功能。在化工工藝設(shè)計中,閥門的設(shè)計必須符合安全生產(chǎn)及檢修。
2.5 電氣設(shè)計方面
在電氣設(shè)計中,應(yīng)該在確定當(dāng)?shù)厥欠駥儆诒ㄒ约盎馂?zāi)等危險環(huán)境,并根據(jù)火災(zāi)和爆炸的危險程度不同,最大限度避免電氣設(shè)備、電氣線路等因?yàn)樵O(shè)計不當(dāng)而發(fā)生爆炸事故。
2.6 整體化工園區(qū)方面
從現(xiàn)階段我國化工園區(qū)的設(shè)計特點(diǎn)及監(jiān)管能力來看,大多存在著不同程度上的滯后現(xiàn)象。為此,要減少和預(yù)防化工工藝設(shè)計中的安全危險問題,化工企業(yè)可以通過設(shè)立統(tǒng)一的安全監(jiān)測和管理部門,創(chuàng)建完整性的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),并形成以“政府為主導(dǎo)、社會為中介、企業(yè)一體化”的綜合管理體系,通過三方連帶責(zé)任追究機(jī)制,將安全危險有效控制在最小范圍。
參考文獻(xiàn)
[1] 朱曉東.淺析化工工藝設(shè)計中安全危險的問題[J].化學(xué)工程與裝備,2011,11,(06)
[2] 李躍云,董喜紅.淺析化工工藝設(shè)計中安全危險的識別與控制[J].黑龍江科技信息,2010,10,(09)
[3] 杜維君,孫迎春,任歡.試論化工設(shè)計之中安全危險的識別及其控制手段[J].化工管理,2013,03,(08)
第30題有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的解題思路是:
最近三年高考第30題有機(jī)化學(xué)的基本流程就是:
(A)提供新情境:一條陌生反應(yīng)信息+一個合成路線,學(xué)生需要會處理這些新情境。
(B)結(jié)合化學(xué)選修5的知識:P4-P5頁各種官能團(tuán)的性質(zhì)和P69頁有機(jī)物各官能團(tuán)之間的相互轉(zhuǎn)化。
(C)解決的有機(jī)問題主要有:有機(jī)分子式的計算、書寫有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式、有機(jī)反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體書寫、結(jié)合新情境的有機(jī)方程式書寫。
(D)學(xué)生在學(xué)習(xí)官能團(tuán)的性質(zhì)時,主要就是掌握有機(jī)物斷鍵與成鍵,掌握官能團(tuán)的反應(yīng)類型、有機(jī)方程式書寫(包括化學(xué)試劑與反應(yīng)條件),并通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)等幫助完成有機(jī)官能團(tuán)性質(zhì)的掌握。高考有機(jī)化學(xué)就是這樣考查有機(jī)化學(xué)的核心知識與能力的。但學(xué)生因?yàn)橐?guī)范書寫、有機(jī)方程式書寫中條件與試劑、結(jié)構(gòu)簡式書寫等都會導(dǎo)致本來可能拿分卻未能拿到。
(E)聯(lián)想:考生看到試題目殊字眼時需要特別關(guān)注,它往往是答題關(guān)鍵所在,看到就要聯(lián)想到相關(guān)知識塊。教師在復(fù)習(xí)備考中,需要與考生一起進(jìn)行讀題與尋找關(guān)鍵字眼的訓(xùn)練。
第31題化學(xué)反應(yīng)原理題的解題思路是:
1. 選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》包括的主要化學(xué)反應(yīng)及原理如下表:
2. 考查狀態(tài):氣相體系或水溶液體系為主,也可能液態(tài)非水體系。
3. 考查思路:
(A)氣相體系(2011年高考)。
(B)溶液體系(2013與2010年高考)。
4. 化學(xué)反應(yīng)原理題的解題思路是:無論是什么體系,試題肯定都是陌生情境。
(A)氣相體系:
結(jié)合陌生情境,主要回答下列問題:
(1)反應(yīng)速率及外界條件對速率與平衡的影響;
(2)讀圖或表格得出結(jié)論并分析;
(3)作圖(進(jìn)行必要的標(biāo)注);
(4)化學(xué)計算:求平衡轉(zhuǎn)化率(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(5)反應(yīng)熱計算或書寫熱化學(xué)方程式。
(B)溶液體系:
第32題化工流程圖的解題思路是:
本題全省平均分一直不高,但區(qū)分度很好。多數(shù)學(xué)生對此題深感困惑。因此第32題也是用于區(qū)分高分群體的重要手段之一(另一個是化學(xué)實(shí)驗(yàn))。陌生但真實(shí)的化工生產(chǎn)情境,突顯廣東高考化學(xué)亮點(diǎn):化學(xué)離不開生產(chǎn)生活實(shí)際,將學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)與生活實(shí)際,使學(xué)生充分認(rèn)識到化學(xué)在日常生產(chǎn)生活中的重要地位。
(A)先 “搶分”,粗讀試題(審題):(1)在大題干中:找出原料成分,生產(chǎn)的目的,產(chǎn)品成分,產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用價值等要點(diǎn),養(yǎng)成把重要信息圈上的習(xí)慣。
(2)在流程圖中:了解工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心轉(zhuǎn)化,明確工藝(實(shí)驗(yàn))的目的在流程圖的哪一步或哪一階段達(dá)成;分離、提純的步驟所在。
(B)后精處理“得高分”:“處理新信息新情景”突破難點(diǎn),先找出化工生產(chǎn)主線:原料核心化學(xué)反應(yīng)所需產(chǎn)品;再找出支線:原料的預(yù)處理、產(chǎn)物等的循環(huán)利用;排放物的環(huán)保處理。結(jié)合所學(xué)知識整合流程圖和問題的信息,先回答簡單的、不需完全看懂題目的小題干的設(shè)問;最后突破難點(diǎn):反復(fù)閱讀,關(guān)鍵點(diǎn)(盡量把化學(xué)式、新信息、處理后的信息書寫在流程圖中);分析各個階段的生產(chǎn)目的,但是一定是為總的生產(chǎn)目的(得到純的產(chǎn)品或副產(chǎn)品循環(huán)利用)服務(wù);
2014年高考考試大綱(課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版)化學(xué)及題型示例中新增的10道題,大都是涉及化學(xué)工藝流程的題型。它將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來,并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。同時該類試題也是近幾年高考化學(xué)試題的熱點(diǎn)題型。
一、工藝流程設(shè)計題的特征
通過近兩年全國高考試題和2013年高考理科綜合中涉及工藝流程試題的分析(見圖表一):
可以總結(jié)出工業(yè)流程試題具備以下特征:一是試題情境具有真實(shí)性,它源于生產(chǎn)實(shí)際,以解決化學(xué)實(shí)際問題為線索進(jìn)行設(shè)問。二是試題考查內(nèi)容豐富,試題常涉及氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)操作(如:常見儀器的名稱和使用、分離提純的基本操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析等),環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)等方方面面的化學(xué)基礎(chǔ)知識;能較好考查考生對化學(xué)知識的掌握和應(yīng)用情況,同時考查考生解決化工生產(chǎn)中的相關(guān)問題的遷移推理能力。三是突出能力考查:試題類型新穎,閱讀量、思維含量較大,考查考生的資料收集、處理能力;通過化工生產(chǎn)條件的選擇考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、水解平衡、沉淀平衡、電化學(xué)等理論解決實(shí)際問題的能力;通過確定產(chǎn)品的成分、產(chǎn)率等考查學(xué)生的計算能力;復(fù)雜的工業(yè)流程圖和陌生的操作名詞,有效的考查了學(xué)生的心理承受能力。
二、學(xué)生在工業(yè)流程試題省題中常見的錯誤
(一)思維存在局限性:如:片面追求原料的轉(zhuǎn)化率而忽視催化劑的催化活性等因素,片面追求反應(yīng)速率而忽視反應(yīng)的限度;片面追求生產(chǎn)的反應(yīng)速率和原料的轉(zhuǎn)化率而忽視生產(chǎn)的實(shí)際可行性;忽視流程圖中的循環(huán)使用和循環(huán)操作;不能全面的分析、評價化工生產(chǎn)流程。
(二)基本概念的理解存在偏差:如:認(rèn)為綠色化學(xué)就是治理污染。其實(shí)綠色化學(xué)是防治污染而不是治理污染。對一些的陌生的操作名詞不能理解。如:水相、有機(jī)相、酸浸等。
(三)面對復(fù)雜流程和一些陌生的名詞和表達(dá)方法產(chǎn)生畏難情緒,干擾解題思維。
(四)不能規(guī)范簡潔的語言回答問題,不能根據(jù)題中的信息準(zhǔn)確的書寫化學(xué)反應(yīng)、離子反應(yīng)、電化學(xué)方程式等化學(xué)用語。
三、解答工藝流程設(shè)計題型的基本解題思路
(一)首先要明確試題的考查范圍和命題的意圖:工業(yè)流程設(shè)計試題由題頭、流程圖和問題三部分組成。在解答工藝流程試題時,學(xué)生首先應(yīng)通過泛讀試題的題頭和問題兩部分,了解工藝生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)目的,問題部分涉及哪些化學(xué)知識的考查,帶著問題重點(diǎn)研讀流程圖形,弄清工藝流程中涉及的原料和目標(biāo)產(chǎn)物的成分,流程中涉及的分離提純的操作有哪些等,根據(jù)已有的化學(xué)知識及試題中提供的信息分析有關(guān)操作的原理、物質(zhì)的轉(zhuǎn)換關(guān)系等。
(二)克服陌生名詞帶來畏難情緒,抓住有效的信息樹立答題信心:在工藝流程的圖型中,熟悉和陌生的操作并存,已知物質(zhì)和未知物質(zhì)的考查并存;面對陌生的物質(zhì)不要有畏難情緒,不要未戰(zhàn)先降。試題的考查對象不是陌生概念的本身,只要抓住流程圖中主干轉(zhuǎn)換關(guān)系,結(jié)合題目中的信息,將流程分解為若干部分;就能解決絕大部分問題。同時有的陌生名詞可以從字面理解(如:水相就是指水層、有機(jī)相就是指有機(jī)層)。對于無法理解的名詞,可以不理睬,將注意力放在這種操作之后的物質(zhì)上。
(三)落實(shí)細(xì)節(jié),規(guī)范答題。在明確題目的考查范圍和意圖后,結(jié)合有關(guān)化學(xué)原理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作,規(guī)范書寫化學(xué)反應(yīng)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式;對于有些問題,還可以從問題本身發(fā)現(xiàn)一些隱含的信息(如:綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和綠色環(huán)保等)。
四、工藝流程設(shè)計典型例題分析
產(chǎn)品提純類工藝流程題:(2013新課標(biāo)Ⅰ卷27)(15分)鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。
回答下列問題:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合價為_____。
(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____。
(3)“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式____;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點(diǎn)是____。
(4)寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____。
【解析:】本題以回收鋰電池正極材料中的某些金屬資源為背景,通過工藝流程框圖,考查考生結(jié)合流程分析元素化合物的化合價、離子方程式、化學(xué)方程式、電池反應(yīng)方程式的書寫,工業(yè)流程中操作的原因分析等。(1)由化合價代數(shù)和為零求得Co元素的化合價為+2價;
關(guān)鍵字:工藝流程題;能力立意;高考化學(xué)
文章編號: 1005–6629(2012)6–0061–03 中圖分類號: G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B
自2004年,廣東省作為高中課改的先行省份,每年均有工藝流程題出現(xiàn)。而這種題型也成為了廣東省高考方案(2010年開始實(shí)施新調(diào)整方案)調(diào)整后難度系數(shù)最小(最難)的試題(見表1和表2)。
相的除雜已了然于胸。而像本題形成三相除雜學(xué)生不太熟悉,故而答題時出現(xiàn)錯誤較多。試題的(1)、(4)、(5)與工藝流程非密切相關(guān),即它們單獨(dú)成題時考生即可作答,這就告訴考生一個重要信息,工藝流程題中的部分試題不看工藝流程也可作答得分;試題的(2)、(3)只要突破與工藝流程密切相關(guān)的核心化學(xué)反應(yīng),學(xué)會對工藝流程進(jìn)行整體解讀,答案也會躍然紙上。
5.2 工藝流程題的一般解題策略
(1)“工藝流程的考查模式”(如圖2所示)是解答工藝流程題的一般范式,具有一定的普遍意義。
(2)與工藝流程密切相關(guān)的核心化學(xué)反應(yīng)是解答工藝流程題的關(guān)鍵。陌生化學(xué)方程式的書寫遵循原子守恒和電子得失守恒原理。抓住了工藝流程題的核心化學(xué)反應(yīng),就抓住了解答工藝流程題的牛鼻子。
(3)與工藝流程非密切相關(guān)的設(shè)問中下層學(xué)生均可作答。工藝流程題中的設(shè)問常常是非相關(guān)設(shè)問在前,密切相關(guān)設(shè)問在后,且交替設(shè)問。這就告訴考生工藝流程題中的某些設(shè)問不看流程完全可以答題得分,因此,大可不必被復(fù)雜的工藝流程題所嚇倒。
(4)物質(zhì)的分離和提純可概括為兩相分離和三相分離。只要條件允許,這兩種分離方式在一定的環(huán)境中會得到充分利用。
5.3 求解工藝流程題學(xué)生應(yīng)具備的知識與技能
簡單說明了化學(xué)生產(chǎn)中遇到的一些基本問題,最后簡單介紹了化學(xué)生產(chǎn)過程中一定量的催化劑、適宜的溫度、適宜的濃度以及適宜的壓強(qiáng)能夠使得生
產(chǎn)效率有所提升。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)生產(chǎn) 效率 提升
化學(xué)是一門古老的學(xué)科,自從人類開始學(xué)會使用火,便已經(jīng)開始了最早的一些化學(xué)實(shí)踐活動,而人類的始祖鉆木取火并且利用或烤熟食物、取暖等等就是充分利用了燃燒時候的發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象。而化學(xué)知識的整體形成以及發(fā)展是一段漫長而且曲折的道路,它的不斷發(fā)展推動了人類社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展,化學(xué)的發(fā)展不僅促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展,而且在一定程度上推動了人類社會的不斷前進(jìn)。
1 化學(xué)生產(chǎn)的重要性
1.1 提高了人類的生活質(zhì)量
化學(xué)生產(chǎn)的一個重要作用便是保證了人類生活質(zhì)量的不斷提升。人們可以利用通過化學(xué)生產(chǎn)所合成的藥物來抑制細(xì)菌以及病毒的滋生,從而保證人類的身體健康;可以利用通過化學(xué)生產(chǎn)而制得的化肥以及農(nóng)藥從而增加糧食的產(chǎn)量;可以利用化學(xué)生產(chǎn)從而研發(fā)出來新的材料以及能源等等,從而使得人類的生存條件得到不斷的改善;最重要的便是利用化學(xué)從而綜合應(yīng)用自然資源以及保護(hù)環(huán)境,從而使得人類的生活變得更加美好。1.2 化學(xué)可以與數(shù)學(xué)物理等學(xué)科共同成為自然學(xué)科
化學(xué)實(shí)際上是一門實(shí)用性較強(qiáng)的學(xué)科,它與數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科可以共同組成自然學(xué)科,它是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)。化學(xué)的各種核心知識已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自然學(xué)科的各個領(lǐng)域,化學(xué)也是對自然進(jìn)行改造的強(qiáng)大力量的重要支柱之一。化學(xué)家們可以利用化學(xué)知識從化學(xué)的角度來對社會中的各種問題來進(jìn)行觀察以及思考,充分利用化學(xué)知識來分析從而解決例如糧食問題、能源問題等等社會問題。
1.3 化學(xué)能與其它學(xué)科進(jìn)行交叉與滲透
化學(xué)能夠與其它學(xué)科進(jìn)行交叉與滲透,從而產(chǎn)生很多的邊緣學(xué)科,例如地球化學(xué)、生物化學(xué)、宇宙化學(xué)以及大氣化學(xué)等等,使得電子、航天、生物、地質(zhì)、等等科學(xué)迅猛的發(fā)展,在化學(xué)生產(chǎn)不斷發(fā)展的過程中,很好的促進(jìn)了其它領(lǐng)域的發(fā)展,使得人們生活質(zhì)量提高,豐富了人們的精神世界。
2 化學(xué)生產(chǎn)過程中的基本問題
2.1 依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理確定化學(xué)生產(chǎn)過程
化學(xué)生產(chǎn)應(yīng)該是已化學(xué)反應(yīng)的原理為依據(jù)的,其中,應(yīng)該注重實(shí)驗(yàn)室的研究,確保所有的化學(xué)生產(chǎn)都應(yīng)該符合一定的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。
在這里就以工業(yè)制硫酸過程舉例說明。而工業(yè)制硫酸是以硫?yàn)樵系模I(yè)制硫酸的基本原理可以由如下的化學(xué)方程式來進(jìn)行表示:
(1)以硫?yàn)樵希⑶抑苽涠趸颍篠+O2=SO2
(2)通過催化氧化反應(yīng)將SO2通過氧化從而形成SO3:2SO2+O2=2SO3
(3)SO3通過轉(zhuǎn)化從而 形成H2SO4:
SO3+H2O=H2SO4
由以上原理可以得知,工業(yè)制硫酸可以分為三個階段,分別為造氣階段、催化氧化階段以及吸收階段,而且還得注意沸騰爐、接觸室以及吸收塔的搭建。
由上可以確定出工業(yè)制硫酸的基本流程,首先應(yīng)該在SO2中通入空氣從而形成SO3,然后經(jīng)過凈化和干燥,然后經(jīng)過催化反應(yīng)室,在400到500攝氏度、常壓,并且有催化劑作用的情況下,將其通入吸收塔,然后發(fā)煙硫酸進(jìn)入稀釋室可以值得98%的硫酸,然后將其放入貯存室。
2.2 化學(xué)生產(chǎn)過程中對原料的選擇
對于化學(xué)生產(chǎn)中對原料的選擇過程中應(yīng)該考慮什么元素,在這里仍然以工業(yè)制硫酸為例來說明。首先我們應(yīng)該思考在工業(yè)制硫酸過程中為什么實(shí)用硫磺而不實(shí)用黃鐵礦來作為原料。在這里我們就應(yīng)該將硫磺以及黃鐵礦制硫酸作一對比,然后我們得出硫磺制硫酸的流程要比黃鐵礦制硫酸的流程要短一些,而且設(shè)備也較之較少,占地相對來說也少,就投資方面來說,硫磺制硫酸相對來說要省一些,建設(shè)周期也較短,而且其生產(chǎn)簡單而且穩(wěn)定,比較容易操作,最重要的便是其能夠較為容易的實(shí)現(xiàn)自動控制,原料的運(yùn)輸量也比較小,因此三廢的治理量也比較少,勞動生產(chǎn)率明顯較高,容易實(shí)現(xiàn)裝置的大型化。但是,硫磺制硫酸的成本比黃鐵礦制硫酸的成本要高一些,是由于硫磺需要進(jìn)口,假如裝置實(shí)現(xiàn)了大型化,充分將規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的優(yōu)勢進(jìn)行發(fā)揮,則一定可以做到硫磺制酸與黃鐵礦制酸的生產(chǎn)成本相當(dāng)甚至?xí)鸵稽c(diǎn)。
2.3 化學(xué)生產(chǎn)過程中對條件的控制
在化工生產(chǎn)中要尤其注意對生產(chǎn)條件的控制,因?yàn)檫m宜的生產(chǎn)條件能夠使得化學(xué)生產(chǎn)效率大大提升。例如在工業(yè)制硫酸的過程中就應(yīng)該考慮適宜的溫度以及壓強(qiáng),這不難得出工業(yè)制硫酸的三個適宜的生產(chǎn)條件,即:常壓、低溫(400~500℃)以及適當(dāng)過量的空氣。
2.4 化學(xué)生產(chǎn)過程中三廢的處理問題
化學(xué)生產(chǎn)中尤其要注意對三廢的處理,因?yàn)槠鋵Νh(huán)境的污染及其嚴(yán)重,化學(xué)生產(chǎn)過程中的三廢則指的是對尾氣的處理、對污水的處理以及對廢渣的利用。例如在工業(yè)制硫酸過程中就應(yīng)該考慮如何處理尾氣中的SO2,如何對廢水中的酸性物質(zhì)進(jìn)行處理,而且在生產(chǎn)過程中的廢渣也應(yīng)該尋求妥當(dāng)?shù)霓k法進(jìn)行處理。
2.5 對能量的充分利用
將化學(xué)生產(chǎn)中的廢熱進(jìn)行充分利用,可以使得化學(xué)生產(chǎn)成本大大降低。在這一原則的基礎(chǔ)上,則可以考慮在沸騰爐旁邊設(shè)置廢熱鍋爐,從而產(chǎn)生蒸汽發(fā)電;也可以在催化反應(yīng)室中設(shè)置熱交換設(shè)備等等措施。
3 化學(xué)生產(chǎn)中效率的提升
3.1 催化劑能夠提升化學(xué)生產(chǎn)效率
催化劑可以再一定程度上提升化學(xué)生產(chǎn)效率,這是毋庸置疑的。催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)質(zhì)便是其使得反應(yīng)生成中間物的能量降低,從而使得更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,從而使得化學(xué)反應(yīng)速率能夠得到成千上萬倍的增加,而要生成中間物則必須要將催化劑結(jié)合進(jìn)去,然后中間生成物經(jīng)過分解從而得到我們反應(yīng)的最后產(chǎn)物,這時催化劑將會被釋放出來,這也同樣是催化劑的量與化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后不變的一個主要原因,其實(shí),催化劑是參加了化學(xué)反應(yīng)的,由于催化劑是有催化作用的,而催化作用的充分實(shí)現(xiàn)則需要其與反應(yīng)物進(jìn)行充分的接觸,因此,在反應(yīng)物充分的條件下,催化劑的用量越多,濃度越高,與反應(yīng)物所接觸的量越多,則單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的中間物就越多,所得到的的最后產(chǎn)物也就越多,而在反應(yīng)中應(yīng)該保證催化劑能夠與反應(yīng)物進(jìn)行充分接觸,這樣才能在很大程度上增大化學(xué)反應(yīng)速率,從而提升化學(xué)生產(chǎn)速率。在這里值得說明的便是催化劑只能夠在一定程度上改變化學(xué)反應(yīng)速率,但是其并不能改變化學(xué)反應(yīng)平衡。
3.2 適宜的溫度能夠提升化學(xué)生產(chǎn)效率
夠使得化學(xué)反應(yīng)速率有所提升,從而提高化學(xué)生產(chǎn)效率。關(guān)于溫度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系,人們早年已經(jīng)做過很多相關(guān)的試驗(yàn),也得出了一定的結(jié)論,那便是提高溫度,能夠使得活化分子的百分?jǐn)?shù)增加,從而使得分子的有效碰撞的次數(shù)也有所增加,進(jìn)而使得分子的碰撞頻率增加,這便使得化學(xué)反應(yīng)速率有所提升,在化學(xué)反應(yīng)中,無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),在升高溫度的同時,化學(xué)反應(yīng)速率都是有所提高的。只要在化學(xué)反應(yīng)中提高溫度,反應(yīng)物分子就可獲得能量,進(jìn)而使得一部分原來能量較低的分子變成活化分子,使得活化分子的百分?jǐn)?shù)有多增加,使得有效碰撞次數(shù)增加,這是溫度提升可以提高化學(xué)反應(yīng)速率的主要原因,另一個次要原因指的便是溫度的提升能夠使得分子的運(yùn)動速率有多提高,這便使得化學(xué)反應(yīng)物中分子碰撞的次數(shù)增多,這也同樣能夠使得化學(xué)反應(yīng)的速率加快,從而提升了化學(xué)生產(chǎn)效率。3.3 適宜的濃度能夠提高化學(xué)生產(chǎn)效率
在化學(xué)反應(yīng)中催化劑濃度、溫度以及壓強(qiáng)等條件均一致的情況下,在一定的程度上使得化學(xué)反應(yīng)物的濃度增大就能夠使得單位體積中的活化分子的數(shù)目有多增加,從而使的化學(xué)反應(yīng)中的有效碰撞次數(shù)增加,進(jìn)而使得化學(xué)反應(yīng)速率也有一定程度的提升,在這里值得說明的是,活化分子的百分?jǐn)?shù)是保持不變的。
3.4 適宜的壓強(qiáng)能夠提高化學(xué)生產(chǎn)效率
在有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中,當(dāng)除了體積的其他條件保持不變的情況下,在一定程度上增大壓強(qiáng),也就是使得體積減少,反應(yīng)物的濃度增大,使得單位體積內(nèi)的活化分子的數(shù)目增多,從而使得單位時間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也有所增加,這便使得化學(xué)反應(yīng)的速率加快,進(jìn)而使得化學(xué)生產(chǎn)效率有多提高,反之則減少。當(dāng)體積不變的情況下,加壓,即加入并不參加化學(xué)反應(yīng)的氣體,則化學(xué)反應(yīng)速率就不會發(fā)生變化,這是因?yàn)闈舛葲]有發(fā)生變化,則使得單位體積內(nèi)的活化分子書目就不會發(fā)生變化。但是在體積不發(fā)生變化的情況下,加入反應(yīng)物,同樣是加壓,使得反應(yīng)物濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率也會增加。假如體積可變,恒壓即加入不參加化學(xué)反應(yīng)的氣體,化學(xué)反應(yīng)速率就會減少,由于體積怎打,使得反應(yīng)物的物質(zhì)的量并沒有發(fā)生變化,而反應(yīng)物的濃度有所減少,使得單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)目就有所減少。
3.5 其它因素
使得一定量固體的表面積有所增大,也可以使得化學(xué)反應(yīng)速率增大,光照也可以使得某些反應(yīng)的速率增大,除此之外,超聲波、溶劑、以及電磁波等等也能夠?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率有所影響。
4 結(jié)束語
化學(xué)生產(chǎn)能夠有效的提高人們的生活質(zhì)量,隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們已經(jīng)越來越關(guān)注與如何使得化學(xué)生產(chǎn)效率有所提升,而要使得化學(xué)生產(chǎn)效率有所提升,則首先應(yīng)該考慮的便是如何使得化學(xué)反應(yīng)速率提高,綜上所述可以得出,在一定程度上增加催化劑濃度、提高溫度、增大壓強(qiáng)等能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率,從而提升化學(xué)生產(chǎn)效率。
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關(guān)鍵詞:化工工藝;安全設(shè)計;危險識別;控制措施
前言:化工工藝安全設(shè)計工作是保證化工生產(chǎn)安全穩(wěn)定進(jìn)行的有效措施,在化工工藝安全設(shè)計中,工作人員應(yīng)做好化工工藝安全危險的識別及制定合理的對策。
一、化工工藝設(shè)計的難點(diǎn)
1.1設(shè)計工作量大
在設(shè)計時要針對不同的化學(xué)原料進(jìn)行調(diào)研,確定其各種性能,然后才能對其有下一步的設(shè)計。另外,化工工藝設(shè)計的預(yù)算往往要超出其他工藝流程的設(shè)計,由于原材料多為特殊產(chǎn)品,不管是生產(chǎn)設(shè)備還是后續(xù)的處理設(shè)備,都需要做特殊考慮。并且許多企業(yè)為了能夠提前搶占市場,往往采用開發(fā)與設(shè)計同步的方式,一邊開發(fā)設(shè)備以及工藝,一邊將開發(fā)出的東西進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。因此在預(yù)算中往往含有大量的科研經(jīng)費(fèi),因此這使得預(yù)算與其他工藝設(shè)計相比增加不少。
1.2工藝流程獨(dú)特
由于化工裝置的工藝流程一般都比較獨(dú)特,針對不同的化學(xué)產(chǎn)品需要有與之匹配的裝置進(jìn)行生產(chǎn),因此,無論是對于功能化還是標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計,在設(shè)備選用方面都給設(shè)計人員提出了更高的要求。
1.3工藝條件復(fù)雜
化工工藝設(shè)計時往往要考慮化工裝置的工藝條件,比如溫度、壓力、液位等等,有的化工裝置需要多個工藝條件結(jié)合起來控制,才能形成完整的工藝裝置,最終生產(chǎn)出產(chǎn)品來。這些工藝條件需要進(jìn)行不斷的調(diào)試和關(guān)聯(lián),這個過程也往往比較復(fù)雜。
二、化工工藝安全設(shè)計中的危險識別
化學(xué)工藝中的危險因素多種多樣,并且其極不穩(wěn)定,有不確定性。在對化工工藝流程中的危險識別中,必須要進(jìn)行準(zhǔn)確的把控,這樣才能更好的做好化工工藝安全保障工作。從化工工藝的設(shè)計來說,主要就是對相關(guān)流程中的安全事故進(jìn)行防范,對化學(xué)工藝流程中一些不安全的因素進(jìn)行排除,否則,稍有不慎就會引起安全事故。
2.1工藝物料
在化學(xué)工藝的相關(guān)流程中,經(jīng)常會使用一些復(fù)雜的工藝物料,這些化學(xué)物品很多都具有易燃易爆的特性,具有極高的危險性,如果未做好防范措施,很容易發(fā)生爆炸或者火災(zāi)等較大的事故。因此,做好化學(xué)工藝設(shè)計,要對危險品進(jìn)行甄別,要對化學(xué)工藝中的化學(xué)元素進(jìn)行有效的識別和處理,而且對于這些物料中后期的保管以及運(yùn)輸也需要有一個很好的保證工作。
2.2工藝路線
化工工藝設(shè)計所針對的工藝物料性質(zhì)復(fù)雜、種類繁多,而化工工藝設(shè)計的工藝路線也具有成產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、工藝流程復(fù)雜等特點(diǎn)。化工工藝流程中,每一個環(huán)節(jié)都必須按照規(guī)定進(jìn)行,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差池,都有可能帶來失敗,甚至?xí)l(fā)生安全事故,從而給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。所以在進(jìn)行化工工藝安全設(shè)計時,必須熟悉整個工藝路線,確保每處設(shè)計都符合工藝要求及相關(guān)規(guī)定,同時盡量減少工藝流程中危險物料的使用,從而降低危險事故發(fā)生的幾率。
2.3化學(xué)反應(yīng)裝置
化工工藝所使用的反應(yīng)裝置較為多樣,并且每一種裝置性能也都比較特殊,因此,進(jìn)行化工工藝設(shè)計時,做好化學(xué)反應(yīng)裝置的危險識別工作是及其重要的。化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)工藝流程中關(guān)鍵的一環(huán),首先就需要對化學(xué)的一些反應(yīng)裝置進(jìn)行熟知,保證使用過程的正確并且安全。如果化學(xué)的反應(yīng)裝置使用不規(guī)范,或者選型出現(xiàn)差錯,都會對整個化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生致命的危害,進(jìn)而引起安全事故,因此,化學(xué)工藝設(shè)計時需要對危險因素進(jìn)行良好的控制,充分把握其中出現(xiàn)的一些危險因素,并正確的進(jìn)行實(shí)際操作,保證其良好的運(yùn)行。
2.4管道
管道在化工工藝流程中一般起著輸送的作用,無論化工工藝中的液態(tài)還是氣態(tài)物質(zhì),都需要管道進(jìn)行輸送。而在化工工藝中的這些液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì),一般都具有易燃易爆或者是強(qiáng)堿強(qiáng)酸的特征,而這些物質(zhì)的泄露不僅會嚴(yán)重污染環(huán)境,還會引發(fā)重大的安全事故。因此,一定要做好管道的危險識別工作,這就要求在化工工藝安全設(shè)計中,一定要充分考慮輸送物質(zhì)的化學(xué)和物理性能來選擇相應(yīng)的輸送管道,并明確管道的材料和作用;化工廠員工一定要重視檢查管道的泄露,以防管道泄露帶來的安全事故。
三、化工工藝安全設(shè)計中危險因素的控制
3.1工藝物料安全控制
在生產(chǎn)的過程中,原材料的變化往往是多樣且快速的。原材料可以分為幾個演變過程,即原料、材料、半成品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及成品,它們可能以不同的形態(tài)存在,具有的化學(xué)以及物理性質(zhì)也不盡相同。因此全面的了解他們的性質(zhì)是識別危險以及對危險進(jìn)行分析和評價的基礎(chǔ)。評價的方面主要應(yīng)該有物料和產(chǎn)品的穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、燃燒以及爆炸特性、毒性及健康危害等方面。
3.2化學(xué)反應(yīng)裝置控制
作為化學(xué)反應(yīng)裝置的核心,化學(xué)反應(yīng)往往有著舉足輕重的地位,許多產(chǎn)品都需要通過化學(xué)反應(yīng)來得到。但是與化學(xué)反應(yīng)相對應(yīng)的是不安全因素。因此,在進(jìn)行工藝設(shè)計的時候,要在最開始就預(yù)想好在工藝鏈運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的事故是怎樣的,以此為出發(fā)點(diǎn),進(jìn)行反應(yīng)器以及攪拌器的選擇。
3.3工藝路線安全控制
在實(shí)際的生產(chǎn)過程中,要盡量使用安全性高的原材料代替安全性低的,同時也要考慮化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的一些副產(chǎn)品是否有毒有害。另外,對有害的副產(chǎn)品要進(jìn)行必要的處理,或者稀釋或者中和。在進(jìn)行工藝運(yùn)行的時候,減少設(shè)備鏈中原材料的儲存,并且盡量做到物盡其用,減少浪費(fèi)以及對環(huán)境的污染。
3.4工藝管道安全控制
管道是連接整個化學(xué)生產(chǎn)工藝鏈的媒介,通過管道輸送的物質(zhì)往往有易燃易爆、腐蝕性或有毒的特點(diǎn),因此,如果管道不能完全的封閉,可能會導(dǎo)致這些有害物質(zhì)泄露,對生產(chǎn)人員造成生命財產(chǎn)的威脅。在管道設(shè)計時,應(yīng)該盡可能的對可能發(fā)生的泄露進(jìn)行預(yù)想,并且從材料選擇、管道連接以及受力分析等多方面規(guī)避泄漏問題的發(fā)生。在實(shí)施生產(chǎn)之前,要提前對控制管道的閥門材質(zhì)以及密閉性進(jìn)行檢查,并且對管道布置的位置進(jìn)行合理分析,防治由于管道震動導(dǎo)致的有害物質(zhì)泄露。易燃易爆原料應(yīng)該盡量不要經(jīng)過拐彎處的管道,并且所有的管道支架都應(yīng)盡可能的接地。
3.5安全防護(hù)裝置控制
在化工生產(chǎn)的現(xiàn)場,必須要有相應(yīng)型號的滅火器,以便在原材料因化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致起火的時候能有盡快處理。另外,對于一些危險性比較大的生產(chǎn)工藝,相關(guān)工作人員還需著防護(hù)服進(jìn)行操作。高危實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量保證全自動生產(chǎn)。
3.6健全安全監(jiān)督管理單位
為了對化工工藝中的危險因素進(jìn)行有效控制,除了要提高監(jiān)督管理水平,還要建立健全化工工藝設(shè)計的安全監(jiān)督管理單位。管理單位要起到良好的監(jiān)督作用,制定一些科學(xué)合理的設(shè)計原則,并要求相關(guān)設(shè)計單位嚴(yán)格按照設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計。
3.7提高安全監(jiān)督管理水平
為保證化學(xué)工藝的安全有效,不僅要做好其危險識別的工作,還需要對化學(xué)工藝中出現(xiàn)的一些危險因素進(jìn)行有針對性的控制。為此,首先需要做好設(shè)計時的監(jiān)督保障工作。對于設(shè)計企業(yè)的管理者或者一線的操作者都需要進(jìn)行相關(guān)的安全知識的教育培訓(xùn),保證其化學(xué)工藝中的危險因素能夠被扼殺在設(shè)計萌芽中。
3.8嚴(yán)格考察廠家生產(chǎn)情況
項(xiàng)目竣工投產(chǎn)后,設(shè)計單位需要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn),對其生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行不定期的抽檢與檢查,檢查化學(xué)工藝中的一些危險因素是否在控,從設(shè)計層面有效的保證其安全生產(chǎn)。除了對產(chǎn)品進(jìn)行不定期的檢查外,還應(yīng)當(dāng)組織人員,進(jìn)行一線生產(chǎn)工藝路線的考察,及時發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并排除,確保化工企業(yè)安全生產(chǎn)。
結(jié)語:
在化工生產(chǎn)過程中存在較多的危險因素,在化工工藝安全設(shè)計中,需要正確識別危險,并且制定出高效、安全的運(yùn)行策略,全面進(jìn)行危險防治。
參考文獻(xiàn):
[1]芮國芬.化工工藝安全設(shè)計中的危險因素以及解除途徑探索[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2015,01:40-41.
關(guān)鍵詞: 廣東高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題 呈現(xiàn)方式 教學(xué)啟示
自高中化學(xué)新課程實(shí)施以來,化學(xué)實(shí)驗(yàn)題在高考化學(xué)卷中占有重要位置(在30%—40%之間),故此有“得實(shí)驗(yàn)者得天下”一說,因此能夠做好實(shí)驗(yàn)題成為化學(xué)得高分的一個關(guān)鍵因素。高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題主要考查考生處理化學(xué)信息和分析解決問題的能力。
一、高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題呈現(xiàn)方式
2012年廣東高考化學(xué)考試題的設(shè)計比較合理,體現(xiàn)了新課改的基礎(chǔ)性、選擇性、綜合性、時代性特點(diǎn)。高考化學(xué)卷在內(nèi)容上主要涉及四大主題:(1)基本概念、原理;(2)常見無機(jī)物及其應(yīng)用;(3)常見有機(jī)物及其應(yīng)用;(4)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。今年廣東高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要從以下幾個方面進(jìn)行了考查:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)原理考查題如第9題(6分);第30題(4)(5)(6分);實(shí)驗(yàn)解析能力與其他化學(xué)原理結(jié)合考查題如第31題、第32題、第33題。
1.實(shí)驗(yàn)基本操作的考查。
在高考化學(xué)試題中,各種題型的變換以基本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),主要包括常見實(shí)驗(yàn)儀器的規(guī)格及其使用組裝,氣體的凈化和干燥,集氣裝置,氣密性檢查,尾氣吸收裝置,加熱操作及實(shí)驗(yàn)安全操作,等等。
如:9.下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的是( )。
A.用溴水鑒別苯和正己烷
B.用BaCl溶液鑒別SO與SO
C.用濃HNO與Cu反應(yīng)制備NO
D.將混有HCl的Cl通入飽和NaHCO溶液中除去HCl
此題考查內(nèi)容是檢查學(xué)生對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的掌握程度。四個選項(xiàng)分別對課本中的的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)知識進(jìn)行了考查。A溴水與兩者均發(fā)生萃取,溶液分層,溴水層褪色。B.BaCl溶液SO與SO兩者均生成沉淀。D.HCl和Cl均可與NaHCO溶液反應(yīng)生成CO氣體繼而引入新雜質(zhì)。
同樣,在第30題的(4)中,題目提示有兩種物質(zhì)能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng),考生由此可以推斷出此化合物是有四個碳的醛類。銀鏡反應(yīng)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的反應(yīng)。以上兩個題目雖在綜合題目之中出現(xiàn),但在考查領(lǐng)域上仍然是課本中的基本實(shí)驗(yàn)原理。因此,教師在復(fù)習(xí)過程中必須引導(dǎo)學(xué)生重視課本中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),吃透課本才能有更大的提高空間。
2.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能力的考查。
在高考化學(xué)試題考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ念}目中,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,一般要求考生分析實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵細(xì)節(jié)及產(chǎn)生的誤差,等等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理,既可能直接報告數(shù)據(jù),又可能從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量的計算公式,繪制出一定的變化曲線。
如:31.碘在科研與生活中有重要作用,某興趣小組用0.50mol?LKI、0.2%淀粉溶液、0.20mol?LKSO、0.10mol?LNaSO等試劑,探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
題目考查了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速度影響因素的掌握及對蓋斯定律的認(rèn)識程度。(1)要使淀粉變藍(lán),即需要耗盡SO,根據(jù)題目給出的化學(xué)方程式,即可得知答案;(2)要探究反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速度的影響;(3)化學(xué)反應(yīng)速度的影響因素;(4)考查蓋斯定律的應(yīng)用。
3.強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能的考查。
目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題仍然以強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能的信息為主要考查方式,這類考題是拉開分?jǐn)?shù)差距的題型。近年來這類題目主要的呈現(xiàn)方式是通過化學(xué)符號,儀器、藥品、實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、化學(xué)反應(yīng)的社會應(yīng)用、反應(yīng)的流程圖及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來表述。
如第32題是一道工藝流程題,考查了化學(xué)平衡、勒夏特列原理。一般工藝流程題目多會給出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及工藝流程,進(jìn)而考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)掌握的能力與素質(zhì),化學(xué)方程式或工藝流程沒有見過,可是萬變不離其宗,掌握了實(shí)驗(yàn)的原理,一切都會迎刃而解。如第33題(苯甲酸廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè),某同學(xué)嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸)是一道有機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計與探究題,此題旨在對考生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究能力和信息加工處理能力的考查。本題的出發(fā)點(diǎn)是化學(xué)科學(xué)能幫助人們改造物質(zhì)并更好地應(yīng)用物質(zhì),此題以常見的有機(jī)化合物知識為載體對化學(xué)反應(yīng)式、科學(xué)探究的策略、方法及利用與創(chuàng)新意識等方面進(jìn)行考查。
二、廣東高考化學(xué)試題中實(shí)驗(yàn)題的發(fā)展趨勢
1.以考查考生能力為重點(diǎn)。
從近年化學(xué)高考題的題型可以看出,命題者愈來愈注重考生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解能力、獲取信息能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力和綜合運(yùn)用能力的考查,尤其是實(shí)驗(yàn)的解析及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)成為考查考生的重點(diǎn)部分。
如:2004年全國卷的第28題;2005廣東卷第20題;2006廣東卷第21題;2007年北京卷第26題;2008年重慶卷第8題;2008年廣東卷第20題;2009年廣東卷第20題;2010年廣東卷第31題,計算平衡常數(shù);2011年廣東卷第33題,測定Ba(OH)?8HO的含量。
2.突出對化學(xué)實(shí)驗(yàn)主干知識的考查。
化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象依然是歷年高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)命題的重點(diǎn)出題范圍,試題圍繞著化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主干知識作進(jìn)行命題,因此考生應(yīng)注重對基本實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí),尤其是教材中關(guān)于萃取、分液、過濾、蒸發(fā)等實(shí)驗(yàn)操作,托盤天平、容量瓶及滴定管的使用方法,裝置氣密性檢查等的復(fù)習(xí)。
預(yù)計1-3個月審稿 北大期刊
中國核工業(yè)集團(tuán)公司主辦
預(yù)計1-3個月審稿 統(tǒng)計源期刊
河南大學(xué)主辦
預(yù)計1-3個月審稿 統(tǒng)計源期刊
黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院;黑龍江省化學(xué)學(xué)會主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
哈爾濱師范大學(xué)主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
中國科學(xué)院廣州分院主辦
預(yù)計1-3個月審稿 北大期刊
中國科學(xué)院主辦