化工工艺优化范文1
关键词：化工工艺；优化策略；重要意义
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.017
1 引言
绿色、低碳等一些环保理念在我国得以成功推广，使得越来越多的企业注重材料消耗以及资源浪费问题。为了能够实现更好的经济与社会效益，化工企业通过优化化工工艺，使成本控制在合理的范围内，同时达到节约资源的目的，使资源利用更合理化。
2 我国化工工艺发展概况介绍
随着改革开放的深化，我国的各行各业都逐渐与国际化接轨，我国的化工工艺也深受影响。我国的化学工艺加工水平虽然仍与国际先进水平存在差距，但随着我国与其他国际的技术交流，这种差距正在逐渐缩小。
我国的化学工艺分为原料选取、工艺处理及产品的提炼3个工艺流程。化学工艺原料的特殊性，与技术的复杂性，在进行化学工艺活动中很容易出现安全事故，给企业与人员带来损失。尤其是化工行业质量管理技术人员，应该提高警觉，在原料的运输过程，原料的贮存方面应该采取有效的安全管理措施，降低化学加工过程中风险事故发生的概率，保障工作人员的人生安全，企业财产安全。
3 化工工艺的优化意义
3.1 市场竞争需求
我国的市场劳动力过剩，在世界竞争中突出展现这一优势。国际的化工企业将目标锁定了我国的市场，这样，我国的化学工业事业既面临挑战也面临机遇，大量国际化企业的进入会促使我国的企业不断的提高自身的技术，将优化工艺作为提升企业产品的重要方面。企业为了提高自身竞争力而不断的引入新工艺，优化工艺，进而大大提高了我国的化工工艺的水平。大多数的高等院校也都设有化工工艺的专业，这样为工艺的优化提供了良好的理论基础。
3.2 调整产品结构需求
化工产品应适应市场需求，达到资源与能源的有效利用，响应国家削减产能的政策。所以只有调整产品结构才能满足市场的要求，使产品更适应于市场，这样也可以为社会创造更多的就业岗位，促进社会经济的发展，提高产品质量，提升人民生活水平，使社会经济得以发展，所以对产品结构的优化尤为重要。
3.3 强化费用管理需求
企业应将更多的费用用于化工工艺的优化上，这样通过技术来提高材料的利用效率，减少了企业的生产成本，并能够提高产品质量。通过加强管理企业的费用，来做到化工工艺的提升，产品品质的提高。
4 化工工艺的优化策略分析
4.1 材料优化方面
（1）化学纤维材料。人造纤维与合成纤维是化学工艺的两种纤维材料。其中人造纤维是通过对原材料进行化学加工而形成的；合成材料使通过石油提炼而形成的。就制作的复杂程度来说合成纤维相对容易，工艺简单，所以在化工工艺中合成材料应用广泛。
（2）塑料材料。塑料原料由于其质轻、绝缘、耐腐蚀多种的优点，在化工中被广泛使用。使用塑料原料可以简化化学操作的流程，降低工艺的能耗，并且具有良好的绝缘功效。通过管理人员对塑料质量的严格管理，严格按照塑料的使用规程进行使用，这对工艺的优化有重要的作用。
（3）橡胶材料。橡胶材料具有抗寒、抗热、品种量大的优点。但由于橡胶材料产于热带，原料相对稀少，所以很多化工企业针对橡胶的优点，不断投入材料、技术、人才对橡胶特性进行研究，对合成橡胶材料进行研制。随着合成橡胶的研制成功，对化工工艺的优化起到重要的作用。
4.2 技术优化方面
（1）生物技术的优化策略。使用生物技术与化工工艺结合来优化化工工艺可以降低化工的成本费用。生物技术在化工工艺中的应用主要是利用微生物对化工工艺所用的原料进行调整，从而使原料达到合理化的程度。通过将活细胞放入其适合的压力与温度环境下，进而让其发酵，使原材料变为了先进的化工产品。同时也可以通过酶催化将化学原料变为新型的化工产品。应用酶作为催化剂可以提高化学工艺的总质量，且有效完成成本节约。
（2）精细化工技术的运用。化工工艺中精细化工技术的特点为：功能全、技术含量高、操作复杂。精细化工的技术可分为：①新型粉体技术；②新型分离技术；③新型催化技术。这三种技术同时具备了精细化工的几项优势，具有很高的科学技术含量，将这些技术应用于化工工艺中，可有效提高化工工艺的科学性、精密性，从而使化工产品与质量得到优化，提升整体的化工工艺水平，促进化工工艺的优化。
4.3 管理优化方面
（1）加强化工设备的管理。化学工艺优化需要先进的化工设备作为基础，对化工设备采取科学的管理，可以确保工艺优化的正常进行。对于科学化管理化工设备应该做到以下三点：第一，应该定期的对设备进行各方面性能的检查；第二，对于陈旧的设备应根据市场考察，科学分析，引入更新更符合现代工艺的设备；第三，应该实时关注新设备的推陈出新，及时的引进。这样通过科学化得设备管理，可以提高化学工艺的效果。
（2）完善管理的规章制度。对于化工工艺来说，不断的完善化工设备的管理制度，可以提高化工设备使用效率，提升化工产品的质量品质，延长化工设备的寿命，使化工工艺能够有效进行。
（3）提高人员的专业技术水平。化工工艺的实现需要人员的操作，人员的技术水平决定了化学工艺能否按照预想的实现其反应，并且有专业技术水平的人员可以促进化学工艺的优化发展，这样，通过人员培训学习与优化化学工艺之间有着相互促进的关系。
5 结束语
随着我国经济技术水平的逐渐提升，对于化工工艺的优化发展越来越受到重视。本文从材料优化化工工艺、技术优化工艺和化工工艺管理三方面进行阐述分析。而化工工艺的优化，可有效降低生产成本，提高企业市场竞争力，缓解企业资金周转问题，为企业争取更多经济利益。
参考文献：
[1]傅晨光.化工工艺的优化策略探讨[J].化工管理，2013（14）：232.
化工工艺优化范文2
【关键词】双环热聚树脂 化工工艺 优化方式
1 引言
双环热聚树脂是一种以乙烯装置副产裂解的高分子化合物，其颜色呈现出浅黄色到暗褐色，相对分子质量为200到3000，在常温下呈现出玻璃态热塑性固体形态，由于双环热聚树脂中不含有极性集团，因此，这种材料表现出良好的耐光老化性、耐候性、耐酸碱性以及耐水性，在烃类溶剂中也具有较好的溶解性，因此，双环热聚树脂也被广泛的用于油漆、胶粘带、油墨、涂料、橡胶以及粘合剂等行业中，应用范围十分广泛。
2 常用的双环热聚树脂化工工艺
目前，生产双环热聚树脂的化工工艺主要有三种，催化聚合工艺、热聚合工艺以及自由基引发聚合工艺，催化聚合工艺具有聚合温度低、聚合时间段的优点，但是相比而言，这种工艺的催化剂成本比较高，且其对设备具有一定的腐蚀性，生产过程中也会产生对环境污染较大的废水，且合成的双环热聚树脂色相较深，树脂的软化点也较高；热聚合工艺的加工工艺相对较为简单，生产出的产品质量也较好，但是一般只用于软化点较低的树脂，这种加工工艺中不会有废水的产生，但是反应温度很高，反应时间长，合成的双环热聚树脂的颜色也较深，这几种加工工艺各有优点和缺点，一般需要根据产品的用途、原料的组成以及产品的生产条件来决定生产方式，也可以进行分段聚合。在国外，双环热聚树脂化工工艺主要包括热聚合工艺、阳离子聚合工艺以及自由基引发聚合工艺，在工业上主要使用路易斯酸作为催化剂的酸聚合生产工艺，常用的催化剂主要有ALCL3BF3及其络合物，除此之外，在生产的过程中还会根据实际的生产要求和用途选择催化剂，在生产过程中，除了催化剂的选择之外，催化剂的脱除也是生产技术的关键，一般情况下，需要将其进行一段时间的馏分，在经过催化聚合得到双环热聚树脂，在催化完成之后，再将未反应部分进行再次蒸馏。双环热聚树脂的成分非常复杂，其组成原料的裂解调节以及裂解装置各有不同，尽管其组成原料非常复杂，但是从合成的角度而言，其原料可以分为可聚合活性组分以及可作为聚合溶剂的非活性组分，可聚合活动组分按照其反应的活性以及化学结构来分可以分为苯乙烯及苯乙烯衍生物、双环戊二乙烯及其衍生物、茚以及茚的衍生物，这三种组成物的聚合特性有着一定的不同，在具体的生活过程中，需要使用不同的聚合工艺进行生产，使用不同的聚合工艺就可以生产出多种产品。
目前，双环热聚树脂的生产大多被美国、西欧、日本等发达国家的大公司垄断，其中，日本和美国是主要的双环热聚树脂的消费国家，其消费的总量占据了世界消费总量的一半以上，在2005年以后，世界各个国家对双环热聚树脂的需求量也越来越大，加上原材料价格的不断上升，对双环热聚树脂化工工艺的生产也提出了新的要求。
3 双环热聚树脂化工工艺的优化
在我国国内，虽然双环热聚树脂的研究和生产起步相对较晚，但是发展过程也十分的迅速，目前，对双环热聚树脂的生产已经基本实现工业化，但是，就现阶段来看，生产工艺还存在一些不足之处，因此，要对现在的新工艺进行开拓和研发。
3.1 双环热聚树脂生产的新工艺研发
双环热聚树脂生产过程中，由于其中双环戊二烯的活性较高，就会影响生产成品的色相，对于此，国外发达国家有着明确的要求，要求生产成品的色相与标准规定的要求差别控制在2%以内，由于我国的生产原料中都存在双环戊二烯的活性较高的问题，为了解决这一问题，可以使用两段聚合的生产工艺，具体的生产流程为，当生产原料中双环戊二烯的质量分数小于15%的时候，即可以使用两段聚合的生产工艺，在前段生产前使用比较低的反应温度，在反应的过程中分步滴入催化剂，让活性较高的单体先逐渐的聚合，待这些单体聚合至一定程度之后，再提高反应温度，便于后段的聚合，使用这种新的生产工艺不仅可以提高树脂的收率，又可以避免在生产的过程中产生凝胶物质，且生产成品的色相也符合标准规定的范围。
3.2 新型聚合催化剂的开发
对于聚合催化剂的研发，国内外相关学者已经有了深入的研究，在生产初期，主要使用酸性物质作为双环热聚树脂的生产催化剂，但是由于这种催化剂的活性较低，生产成品的色相也较差，因此，在发展的过程中，催化剂逐渐被ALCL3BF3及其络合物所替代，在我国，除了用以上几种催化剂外，还根据生产材料的特性开发了亚磷酸酯作为终止剂，使用这种生产方法可以缓解传统生产过程中对空气和环境带来的污染，且生产出的成品软化点高、色相较好。
3.3 双环热聚树脂的改性
目前，对于双环热聚树脂的生产竞争也越来越大，各个生产厂家也不断的对生产技术进行开发，以便于不断的扩展其生产领域，在双环热聚树脂中添加极性基团，可以在很大程度上提高双环热聚树脂与极性化合物的分散性和相溶性，这种产品也由于水质较为稳定，被广泛的应用在化工生产和油田中。
3.4 加氢
通过聚合反应生产出的双环热聚树脂的稳定性相对较差，因此，其应用范围也得到了一定程度的限制，这可以通过加氢的方法来解决，通过加氢可以破坏双环热聚树脂中的不饱和双键，并将其内部残留的卤族元素脱离，改善生产成品的稳定性和色相，这种方法在近些年来也在一些发达国家中得到了广泛的应用。加氢的方式较多，一般应用在生产中的有喷淋塔、固定床以及浆态三种方式，具体的反应温度控制在200到300℃，并使用载钯单金属作为催化剂，矿物油、正庚烷作为溶剂。
参考文献
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[2] 张绍军，王强，马海洪，陈勇.双环热聚树脂化工新工艺[J].化工进展，2003，01（30）
化工工艺优化范文3
关键词：推头；生产；工艺优化
1项目概述
推头是大连重工粗轧机出口摆动辊道、连轧机中间提升辊道、精轧前半提升辊道中调整侧导位装置宽度的关键工件,总数量56件。推头为焊接件，如图1所示，结构复杂，质量精度要求高。同时，工件使用频繁，需要4件推头尺寸保持一致，尺寸公差要求严格。
2推头加工背景
目前车间机床数量较少，仅有一台多头铣床，生产任务量较重，工期紧，推头的生产工艺复杂。原工艺为整体焊接完成后进行产品各尺寸的加工，加工工序繁多，大多数工序集中在多头铣床，严重影响整体的生产进度。原工艺为：（1）件1、件2毛坯为锻坯（采购费用合计867元/套）；件3用钢板下料。（2）件1/件2加工完成根部对装键和焊接坡口转铆焊；件3加工完成上部对装键槽转铆焊。（3）铆焊环节利用键与键槽的对装方式将件1、件2、件3组焊为一体形成推头毛坯。（4）机床加工工序：以件3下平面为粗基准统体划线，确认各处毛坯余量情况（小划，45min）；铣削粗加工件3尺寸1500+0.20、件1尺寸80（X63，6.5h），镗削粗加工件2尺寸φ100e8（多头铣，4.5h）；铣削推头整体外形尺寸260、275、190×190、140、120等（X63，3h）；铣削精加工件3尺寸1500+0.20、件1尺寸80（X63，8h），镗削精加工件2尺寸φ100e8（多头铣，6h）；钻制各孔（Z35，4h）；钳工合装盖板（钳工，1h）；镗制尺寸φ60H7、φ36H7以及剩余工作量（T611，6h）。加工不足：因工件外形较小且加工部位多，要求精度高，装夹定位困难，难以保证4件推头的加工尺寸一致。单件加工成本为：X63(6.5+3+8)小时×35元/小时+多头铣（4.5+6）小时×80元/小时+Z35（4）小时×25元/小时+T611（6）小时×80元/小时+钳工（1）×40元/小时+小划（0.75）小时×17元/小时=2085.25元。
3改进结构及优化工艺
为缩短制造周期，降低生产成本，满足推头的使用要求及质量要求，结合推头在设备中的使用情况及其本身的结构特点，对推头的结构进行改进，并对生产工艺进行优化。改进后的结构如图2所示。具体思路为：（1）将件1改为铆焊件拼接，件2改为φ190圆钢下料，费用合计398元/套。（2）增加件1/件2/件3转铆焊前加工工作量。件1：铣削粗加工件1尺寸80，单边留2mm余量，外形尺寸加工完成（X63，2.5h）；对装键槽改为圆柱结构后连同焊接坡口在C630工序加工（C630，2.5h）。件2：对装键槽改为圆柱结构后连同焊接坡口以及φ100e8在C630工序加工（C630，3h）；完成3-M16的加工（Z35，30min）。件3：粗加工件3尺寸150+0.20，单边留2mm余量并加工好外形尺寸（X63，4h）；钻制各油孔以及和合装孔，同时将定位键槽改为圆孔钻出（Z35，3.5h）。（3）件1/件2/件3对装组焊一体形成毛坯转机加工区：精加工完成件3尺寸1500+0.2，件1尺寸80（X63，2h）；钳工合装盖板（1h）；镗制尺寸φ60H7、φ36H7（T611，4h）；制作专用工装定位进行加工，保证了4件推头的尺寸一致。工艺优化后单件加工成本为：X63(2.5+4+2)小时×35元/小时+C630（2.5+3）小时×30元/小时+Z35（0.5+3.5）小时×25元/小时+T611（4）小时×80元/h+钳工（1）×40元/小时=654.75元。
4实施效果
（1）缩短了生产周期。原工艺每件多头铣需要10.5h，56件总需要时间588h，每天按20h两班倒进行加工，需要29.4天。优化工艺后避免了多头铣工序，新工艺中T611（2台）用时较长，以此为依据计算：新工艺每件T611需要4h，56件总需要时间224h，每天按20h两班倒进行加工，需要11.1天。改进后，生产周期节约了18.3天，为整套设备的完成创造了条件。（2）提高了生产效率，降低了生产成本。原工艺成本：毛坯费867元/件+2085.25元/件=2952.25元。新工艺成本：毛坯费398元/件+654.75元/件=1052.75元。每件节约成本：2952.25-1052.75=1899.5元。56件总计节约成本：1899.5元/件×56件=106372元。
5结语
此次结构改进和工艺优化，解放了多头铣工序，增加了卧车工序，平衡了车间的任务量，为更好地完成其他任务创造了条件。
参考文献
[1]孙志礼，冷兴聚，魏严刚，等.机械设计[M].沈阳：东北大学出版社，2000.
[2]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2007.[3]徐灏.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2007.
化工工艺优化范文4
关键词：芹菜（Apium graveolens）；水焯；加工工艺
中图分类号：TS972.113 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）06-1401-03
水焯又称出水、飞水，就是把经过初步加工的原料放在沸水锅或与冷水同入锅中，加热到半熟或全熟取出后以备进一步烹调时使用的一种加工方法。它是烹调别是冷拌菜不可缺少的一道工序，对菜肴的色、香、味起着关键作用[1]。具体体现在：①可去除原料中的血污、腥膻味、苦涩味等异味。②减少氧化作用，使蔬菜颜色更鲜艳，质地更脆嫩，还可杀菌消毒。③使多种原料的成熟一致，缩短菜肴的正式烹调时间。④使原料便于去皮、脱壳、切割、定形、软化。⑤钝化组织中的一些破坏营养素及色泽的酶类等[2-5]。但也存在造成一部分营养成分损失等缺点[6]。
芹菜（Apium graveolens）属伞形科一年生或二年生草本植物，又名芹、旱芹、药芹等，是一种丰富可再生的食药用植物资源，也是深受大众喜爱、最广泛食用的蔬菜之一。芹菜具有清热除烦、平肝、利水消肿、凉血止血、降血压血糖、抗炎、抗动脉硬化、抗焦虑、抗病毒、抗氧化以及增强免疫力等生物活性[7，8]。对芹菜水焯工艺进行研究，可为超市提供水焯过的保鲜菜品，为餐饮服务公司提供半成品等，以促进传统食品工业化。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料与试剂 芹菜为新乡市售土芹，食盐购自中盐皓龙盐化有限责任公司，小苏打购自天津市鸿禄食品有限公司，水为新乡市自来水，乙酸、醋酸锌、醋酸铜、氯化钙均为食品级。
1.1.2 仪器与设备 电磁炉购自美的集团有限公司，电热鼓风干燥箱购自天津市通利信达仪器厂，国产FA系列电子分析天平购自北京友仪四方科技发展有限公司，数显恒温水浴锅购自HH-4金坛市城东光芒仪器厂，赛多利斯BS系列电子天平购自赛多利斯科学仪器（北京）有限公司。
1.2 方法
1.2.1 芹菜水焯的工艺流程 原料分选清洗沥干切段水焯冷却。
1.2.2 原料的选择及处理 选用新鲜、无虫害的芹菜，将其叶子去除，切成5 mm×5 mm×50 mm的段后进行水焯。水焯后的芹菜段立即放入水中冷却，沥干水分后称量备用。定量称取水焯芹菜的汤汁，测定干物质溶出率。
1.2.3 指标的测定
1）干物质溶出率的测定。配制含有0.02%乙酸、0.1 g/L醋酸铜、0.3 g/L醋酸锌、1 g/L氯化钙的溶液，取50 g芹菜，按1∶4（m/V，g∶mL，下同）加此溶液，水焯3 min，计算芹菜水焯过程中的干物质溶出率。干物质溶出率=（m1-m2）/m×100%。其中，m1表示烘干后容量瓶的质量，g；m2表示空容量瓶的质量，g；m表示水焯前芹菜的质量，g。
2）感官评定标准。水焯芹菜食用品质的感官评价标准参考杨铭铎等[3]的方法，并稍作修改。由8位经培训的人员组成品评小组，在芹菜水焯结束后立即进行感官评定。评定项目和得分标准见表1。
1.2.4 芹菜水焯介质的选择 分别选用自来水、1%乙酸溶液、10 g/L食盐溶液、10 g/L小苏打溶液作为芹菜水焯介质，水焯条件为温度100 ℃、料液比1∶3，水焯时间3 min，进行感官评定。在水焯介质中加入0.3 g/L的醋酸锌及0.1 g/L的醋酸铜可以起到护绿的作用，再加入1 g/L的氯化钙作为保脆剂[9]。
1.2.5 单因素试验
1）乙酸体积分数对芹菜品质的影响。分别选用0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%和0.10%的乙酸溶液作为水焯芹菜介质，在100 ℃、料液比1∶3、水焯3 min的条件下，进行感官评定，以确定乙酸的体积分数。
2）水焯时间对芹菜品质的影响。分别选用水焯时间1、2、3、4和5 min，在100 ℃、料液比1∶3、乙酸体积分数0.02%的条件下，进行感官评定，以确定芹菜的水焯时间。
3）料液比对芹菜品质的影响。分别选用料液比1∶2、1∶3、1∶4、1∶5和1∶6，在100 ℃、水焯3 min、乙酸体积分数0.02%的条件下，进行感官评定，以确定水焯芹菜的料液比。
4）温度对芹菜品质的影响。分别选用80、85、90、95、100 ℃ 5个水焯温度，在料液比1∶3、乙酸体积分数0.02%、水焯3 min的条件下，进行感官评定，以确定水焯芹菜的温度。
1.2.6 正交试验 参考单因素试验结果，选择影响芹菜色、香、味、质地的3个主要因素，采用L9（34）正交表进行正交试验优化，确定水焯工艺参数。因素与水平见表2。
2 结果与分析
2.1 芹菜水焯介质的选择
不同水焯介质对芹菜感官品质的影响如表3所示。由表3可知，在自来水、10 g/L食盐溶液中芹菜的色泽变化不大，口感也较好，基本无异味；但在10 g/L小苏打溶液中色泽较暗、硬度较软、碱味较重，这可能是因为维生素C（VC）在碱性及中性条件下易氧化，且在碱性条件下易破坏芹菜的组织及风味[10]。酸性介质对VC的保护作用较强，但在1%乙酸溶液中芹菜颜色变成黄褐色，这是由于叶绿素中的部分Mg2+在酸性条件下被H+取代，使绿色退去或变暗。因此，可以选择低体积分数的乙酸溶液为芹菜的水焯介质，并加入护绿剂（醋酸锌、醋酸铜）与保脆剂（氯化钙）。
2.2 单因素试验结果
2.2.1 乙酸体积分数的确定 乙酸体积分数对水焯芹菜感官品质的影响如表4所示。由表4可知，乙酸体积分数为0.05%时水焯芹菜的口感好，但是色泽不理想。乙酸体积分数为0.02%～0.04%时色泽较好，且无异味。因此选择乙酸体积分数为0.02%、0.03%、0.04%作为正交试验的3个水平。
2.2.2 水焯时间的确定 由表5可知，水焯时间对芹菜的感官品质有较大影响。随着水焯时间的增加，芹菜的感官品质越来越差，适宜的水焯时间为2～4 min。
2.2.3 料液比的确定 由表6可知，料液比对芹菜的感官品质影响较大，料液比为1∶2时，水焯介质较少，在加热过程中水分不断蒸发，且不能够完全淹没芹菜，水焯后品质较差。因此，选用1∶3、1∶4、1∶5作为正交试验的3个水平。
2.2.4 温度的确定 由表7可知，温度在100 ℃以下时，芹菜的色泽较差、较硬。因此，选择100 ℃作为水焯芹菜的温度。
2.3 芹菜水焯工艺正交试验结果
乙酸体积分数、水焯时间、料液比是影响水焯芹菜感官品质的主要因素。采用L9（34）正交设计对上述因素进行试验，以感官品质得分作为指标，进行工艺优化，试验结果见表8。
由表8可知，在试验范围内，芹菜水焯的最佳工艺条件为A1B2C2，即乙酸体积分数为0.02%，水焯时间为3 min，料液比为1∶4，在此条件下得到的芹菜品质最好。由极差分析结果可知，各因素对芹菜品质的影响主次顺序为水焯时间>乙酸体积分数>料液比。
2.4 芹菜水焯时的干物质溶出率
芹菜水焯时的干物质溶出率是芹菜水焯时溶出的干物质与水焯前芹菜质量的比值。试验结果表明，按最佳配方水焯芹菜的干物质溶出率为0.41%，表明营养成分在此工艺条件下可以得到有效保留。
3 结论
在单因素试验的基础上进行了正交试验，确定水焯芹菜的最佳工艺为乙酸体积分数0.02%，料液比1∶4，水焯3 min，在此条件下焯出的芹菜品质最好、口感最佳。由极差分析结果可知，各因素对芹菜品质影响的主次顺序为：水焯时间>乙酸体积分数>料液比。按最佳配方水焯芹菜时的干物质溶出率为0.41%。
芹菜具有一定的药理和治疗价值，并适合多种烹调方法，是一种大众化的餐桌食品，具有广阔的市场开发前景。
参考文献：
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化工工艺优化范文5
关键词：丙烯 环氧丙烷 环氧化 胶束催化
一、前言
环氧丙烷是重要的石油化工基础原料，也是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。2008年，国内环氧丙烷总产能仅125万吨/年，到2012年年底，国内总产能暴增至187万吨/年。虽然产能大幅增长，但仍不能满足国内需求。2012年我国环氧丙烷的表观消费量是201.5万吨，而产量仅150万吨左右，进口依存度达25%。
PO主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇、丙二醇醚、异丙醇胺、烯丙醇和非多元醇等[7]进而制造不饱和聚酯树脂、聚氨酯和表面活性剂等重要原料，广泛应用于化工、轻工、医药、食品和纺织等行业。PO最大的用途是在碱金属氧化物和起始剂作用下开环聚合生成聚醚多元醇。由于所用起始剂的不同，聚醚可分为软泡聚醚、硬泡聚醚和弹性体聚醚。软泡聚醚用于生产聚氨酯软泡，以制造衬垫、包装用品等；硬泡聚醚用于生产聚氨酯硬泡，用作保温材料等；弹性体聚醚用于生产聚氨酯弹性体，用作跑道、涂料、粘合剂、密封剂等。
二、环氧丙烷的合成方法
PO是一种重要的有机化工原料，在聚酯工业中有着重要的应用，但现有的氯醇法、有机氢化过氧化物间接氧化法因污染等问题越来越不能满足可持续发展的要求，而以H2O2为原料的生产工艺是PO的清洁生产方向。
1.氯醇法
氯醇法是最先用于环氧化反应工业化生产的方法，包括氯醇化、皂化和精馏3个步骤。该法能耗大，耗氯量多，副产物多，产生大量含氯化钙、氢氧化钙和有机氯化物的废水，其反应过程存在严重的环境污染问题。作为环氧化反应的氧化剂，有机过氧化物，如RCOOH或ROOH，可有效氧化丙烯、环己烯等，将过氧部分的氧选择性地转移给烯烃，生成环氧化合物。此法称为Halcon法，在20世纪60年代末开始工业化生产。与氯醇化相比，Halcon法的三废少、收率高，但成本大大增加，采用的钼催化剂有毒且价格昂贵，反应后催化剂分散在均相体系中难于回收，并生成几倍于目的产物的醇类联产品。此外，反应工艺也较为复杂，设备投资尤为巨大。此法技术成熟、工艺简单，自三十年代工业化以来一直是生产PO的主要方法。
2.间接氧化法
工业上用有机氢化过氧化物（ROOH或RCOOH）使丙烯环氧化合成PO的方法主要是Halcon法。过程公害少、分离容易和收率高，但总投资较氯醇法为高。
3.胶束催化环氧化
Van den Broeke等研究了多种催化剂和表面活性剂系统，以Mn（TDCPP） Cl[5， 10，15，20-四（2，6-二氯苯基）卟啉氯化锰]-Triton X-100胶束催化体系效果最佳，而且研究发现：该胶束催化体系对丙烯和正辛烯具有同样的催化反应活性。为便于研究，以正辛烯作胶束催化反应模型，取得了环氧化选择性达到96%，原料转化率40 %左右的较好结果，但未报道以H2O2计的转化率。若丙烯转化率达40%，PO选择性达96%，则具有很好的应用前景。
PO 胶束催化合成过程，对胶束催化体系的研究面比较窄，能否设计更好的合成PO 的胶束催化体系还需进一步探讨。对其反应模型与机理也需再加确认，尤其是应对催化剂、胶束、反应物之间的作用关系进行深入的研究。
三、实验部分
1.实验装置流程图（见图1）
2.反应溶液的制备
在分析天平上精确称量一定量的卟啉锰、咪唑、TX-100、H2O2（ 配成20mL水溶液）待用。将称量好的TX-100置于一100mL的烧杯中，加蒸馏水搅拌成水溶液；然后将卟啉锰、咪唑同时加入到上述水溶液中，加热搅拌至完全溶解；最后，向其中加入配好的H2O2水溶液，加蒸馏水定容到100mL，继续搅拌至溶液呈清澈的墨绿色为止。
图1 丙烯环氧化实验装置图
3.实验流程
3.1打开气相色谱调整各个参数在固定范围内，检查各项正常后待用。
3.2常压下，将配好的环氧化溶液加到反应器中（不锈钢反应釜），安装好装置后打开各个电源，开始通丙烯，在磁力搅拌下恒温水浴加热，调节流量在一定范围，进行丙烯环氧化胶束催化反应。反应2h停止通丙烯，待流量计的示数降到零后开始卸反应装置，反应结束。实验过程中，每隔30分钟，用气相色谱分析对产物进行一次分析。
丙烯环氧化反应式如下：
4.产品分析
产品采用SQ-203型微计算机化气相色谱仪来分析，载气为氮气，柱箱初温190℃，汽化室温度110℃，保护温度220。气相色谱法是根据试样中的各组分在气相和固定相（高分子多孔微球GDX-104， 60-80目）间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次（103-106）的分配（吸附-脱附-放出）由于固定相对各种组分的吸附能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长（色谱柱长5m，内径2.5mm）后，彼此便分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。在气相色谱仪上，采用热导检测器TCD和氢火焰检测器FID对丙烯环氧化反应产物组成及各组分含量进行测定，每次注样量为30μL。
5.双氧水含量的测定
首先要标定KMnO4溶液。准确称取Na2C2O40.15-0.20g，置于250mL锥形瓶中，加20mL左右的水使之溶解，再加20mL 1mol/L的H2SO4，2滴MnSO4溶液，并加热到75-85℃，立即用待标定的KMnO4溶液滴定，滴到溶液呈淡红色经30S不褪色，即为终点，平行测定三次。
用吸量管吸取双氧水样品（浓度约30%）1.5mL，置于250mL容量瓶中，加水稀释到标线，充分混和均匀，再吸取稀释液25.00mL，置于250mL锥形瓶中，再加20mL 1mol/L的H2SO4，2滴MnSO4溶液，用KMnO4标准溶液滴定到溶液呈粉红色经30S不褪色，即为终点。根据KMnO4标准溶液用量，计算双氧水样品的摩尔浓度。
四、结果与讨论
1.单一因素对环氧化结果的影响
1.1表面活性剂浓度对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响
环氧化反应条件：T=30 ℃，Ccat=0.25 mmol/L，CH2O2=50 mmol/L。咪唑浓度=5 mmol/L。表面活性剂浓度对环氧化反应性能的影响如图3.1所示。
图2 表面活性剂浓度对PO收率的影响图3 催化剂浓度对PO收率的影响
从图2可以看出，随着表面活性剂浓度增大， PO收率则呈现先上升后下降趋势。此外，表面活性剂的浓度过高对卟啉锰有一定程度的稀释作用，也会导致生成PO的收率下降。
1.2卟啉锰浓度对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响
环氧化反应条件：T=30 ℃，CH2O2=50 mmol/L，CTX-100=160 mmol/L，咪唑与催化剂摩尔比为20：1。
催化剂浓度对环氧化反应性能的影响如图3所示。由图3可知，开始时，随着催化剂浓度的升高，生成PO的收率呈上升趋势。但是，当卟啉锰的浓度超过了一定的范围后，随着卟啉锰浓度的增加，收率反而越来越小，因为卟啉锰会与底物竞争双氧水，当卟啉锰的浓度过高，所测双氧水的浓度急剧下降，导致了胶束中起作用的双氧水浓度下降，造成反应收率过低。因此，催化剂浓度有一个最适宜值。本实验数据内，催化剂浓度为0.5mmol/l时催化性能最好。
1.3 咪唑浓度对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响
环氧化反应条件：T=30 ℃，CTX-100=160 mmol/L，Ccat= 0.25mmol/L，CH2O2=50 mmol/L。助催化剂咪唑浓度对环氧化反应性能的影响如图4所示：
图4 咪唑浓度对PO收率的影响 图5 H2O2浓度对PO收率的影响
根据图4可得：助催化剂咪唑浓度对丙烯环氧化反应性能存在一最佳值，咪唑与催化剂摩尔比为20时有较大的反应性。咪唑在水和微均相中都有一定的溶解度，而卟啉锰只溶解在微均相中，所以咪唑浓度要高于卟啉锰。但是随着咪唑浓度的增加，大于一定值后，生成PO的选择性反而下降。本实验表明：助催化剂咪唑与催化剂在摩尔比为20时，具有较好的催化性能。
1.5双氧水浓度对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响
环氧化反应条件：T=30 ℃，CTX-100=160 mmol/L，Ccat=0.25 mmol/L，咪唑浓度=5 mmol/L。H2O2浓度对环氧化反应的影响如图5所示。
由图5可以看出：开始时，随着H2O2浓度增加，生成PO的选择性明显下降，而PO收率增加。超过某一值后，PO收率也开始下降。这可能是因为：H2O2代替水占据了胶束栅栏层的位置，H2O2在胶束栅栏层中的浓度与水中的浓度达到一定平衡。H2O2浓度增大，势必引起胶束栅栏层中H2O2浓度增加。H2O2与丙烯竞争活性卟啉锰，如反应式3.2所示，H2O2发生岐化作用，使得环氧化副反应增加，造成生成PO选择性下降。而作为氧源的H2O2在反应开始时主要用于有效的环氧化反应，随HH2O2的增加，副反应活跃，导致最终收率也开始下降。
（3.2）
图6 双氧水消耗速率和PO收率随反应时间的变化图 图7催化剂浓度对双氧水消耗速率的影响
由图6 可看出，三小时后随反应时间的增加，PO的收率变化不大，但是双氧水的消耗速率仍有明显的上升趋势，从而间接证明了双氧水在反应过程中不断分解。
图7 为催化剂浓度对双氧水消耗速率的影响，可以看出，随催化剂浓度的增加，在PO的收率变化不大的条件下，双氧水的消耗速率不断增加，说明催化剂能催化双氧水的分解。应该抑制双氧水的分解速率以增加PO的收率。
1.6反应温度对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响
反应条件：CTX-100= 160mmol/L，Ccat=0.25 mmol/L，CH2O2=50 mmol/L，咪唑浓度=5 mmol/L。反应温度对环氧化反应性能的影响如图8所示：
图8 反应温度对PO选择性的影响图 9反应压力对环氧丙烷选择性的影响
图8为反应温度对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响，从中可以看出：开始时，随着反应温度升高，生成PO的选择性和PO收率都呈上升趋势。当温度升高时，分子热运动加剧，氢键被破坏，使表面活性剂从溶液中析出，因此非离子型表面活性剂通常在低于浊点温度下使用。
1.7反应压力对于环氧丙烷选择性和环氧丙烷收率的影响
反应条件：CTX-100=160 mmol/L，Ccat=0.25 mmol/L，CH2O2=50 mmol/L，咪唑浓度=5 mmol/L。反应压力对环氧化反应性能的影响如图9所示：
由图9可以看出：随着反应压力的增加， 生成PO的选择性和PO收率都呈上升趋势。合理的解释是：本反应为气液接触反应，丙烯气体以气泡形式鼓入反应液中在催化剂作用下夺取双氧水中的氧，完成环氧化反应。压力增加使丙烯在水中的溶解度增大，加强气液相接触效果，使反应更易发生。
2.多种因素对环氧化结果的影响—正交试验表
通过查阅资料，我们大致确定个变量范围，如下表所示：
表1 卟啉锰催化丙烯环氧化正交实验表
3.最优工艺条件
本文考察了在丙烯环氧化过程中卟啉锰浓度、H2O2浓度、咪唑浓度、表面活性剂浓度及反应温度和压力对环氧化反应性能的影响。得出本实验范围内，丙烯环氧化比较适宜的工艺条件为：
卟啉锰浓度：0.5 mmol/L；H2O2浓度：60 mmol/L； 咪唑与卟啉锰的摩尔比：20：1；TX-100浓度：90 mmol/L； 反应温度：30 ℃； 反应压力：3 kg/cm2；
五、结论
本文考察了在丙烯环氧化过程中卟啉锰浓度、H2O2浓度、咪唑浓度、表面活性剂浓度及反应温度和压力对环氧化反应性能的影响。在所研究的条件范围内， 卟啉锰可催化H2O2分解；卟啉锰的结构影响环氧化产物PO的收率；得到了相对较优的环氧化工艺条件，在卟啉锰浓度0.5 mmol /L，H2O2浓度60 mmol/ L，咪唑与卟啉锰的摩尔比20：1，表面活性剂浓度80 mmol/ L，反应温度35℃和反应压力3 kg/cm2的较优的工艺条件下，生成PO单程收率达到3.1 wt%。
参考文献
[1]纪红兵，佘远斌.绿色氧化与还原.北京：中国石化出版社，2005：43.
[2]曾宪诚，李启麟，王茜.胶束催化进展.化学研究与应用，1996，8（1）孙锦宜，林西平.环保催化材料与应用.北京：化学工业出版社，2002.
化工工艺优化范文6
关键词：TRIZ 矛盾矩阵 工艺管理 工艺优化
中图分类号：F273.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0138-02
工艺是生产制造中极其重要的内容，工艺与产品的质量直接相关。复杂产品、精密产品的制造水平在很多时候取决于其生产工艺技术的水平。
生产流程及工艺问题的优化方法很多，相关的研究成果也硕果累累。由于TRIZ方法与工具在技术优化方面的强大优势，越来越多的专家学者研究将其运用到工艺优化中，并取得了不错的成果。石宇强、吴双运用IE方法分析生产工艺流程中的瓶颈问题，对瓶颈问题使用矛盾矩阵及最终理想解进行问题求解[1]；赵晶晶、段倩倩运用TRIZ的40个原理和物理矛盾解决方法来优化F-111战斗轰炸机机翼能耗的问题并取得了成功[2]；李有堂等人应用了TRIZ的矛盾分析及最终理想解优化了液压制动主缸相贯孔圆角偏离的问题[3]。
1 TRIZ理论的方法与工具概述
TRIZ理论是阿奇舒勒和他的研究团队在对数百万份高水平发明专利基础上总结出来的有关技术发展的规律，它拥有解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新方法及算法，为技术系统的优化提供强有力的方法和工具。
TRIZ理论体系中内容丰富，下面简单介绍使用到的40个发明原理及矛盾矩阵。
阿奇舒勒团队提炼出了具有普遍用途的40个发明原理并总结出了表述系统性能的39个通用参数，这些参数涉及了物理、几何和技术性能等方面。他用39×39个通用工程参数和40个发明原理构成了矛盾矩阵表[4]。在处理技术矛盾时，只要找出需要改善的参数和恶化的参数，查找矛盾矩阵表，得到对应的发明原理，利用这些发明原理进一步分析可得到解决方法。
2 运用TRIZ工艺优化的实例分析
2.1 工艺实例
下面以工艺技术问题为例进行优化，为工艺的友好处理提供思路及方法。
车间反馈某预装部件B的预装时间较长，影响生产效率。工艺人员接到反馈后，对部件B的工艺流程进行分析，认为该部件生产工艺流程中存在着瓶颈环节，制约了生产效率。工艺工程师统计相关岗位的操作工时，查找瓶颈环节。部件B工艺操作顺序说明如表1所示。
绘制出的部件B的预装工艺流程则如图1所示。
2.2 问题分析
现在来对以上工艺流程进行详细的问题分析。从工艺流程图中可以看出，工序2的操作时间远远大于其他工序，显然是该流程中的瓶颈工序。按照瓶颈理论的指导思想，非瓶颈工序的工作计划都得服从瓶颈工序，系统的有效产出决定于资源链上的薄弱环节――约束因素（瓶颈）。工序2是造成部件B预装时间长、生产效率低的根本原因。在不增加工人的前提下，只有打破瓶颈工序2，才能缩短部件B的预装工时，提高生产效率。
工艺工程师在分析工序2费时较多的原因时发现手工焊接航插是耗时过多的根本原因。而采用手工焊接的原因是该印制板是异型柔性印制板、外形不规则、刚度低、柔软、易弯曲，无法采用SMT工艺进行表贴器件焊装。因此生产效率低，产品质量离散性大，无法保证质量一致性，产品只能采用目测方法检验焊点，效率低又容易漏检。
2.3 运用TRIZ方法优化的过程
从以上的问题分析过程中，可以看出要打破瓶颈，攻克工序2操作时间过长的问题，最好的办法是把手工焊接更改为SMT贴片，可以大大提高生产效率。既不改变原有的材料及形状又要提高其可制造性，则需要增加材料或物品来辅助。根据TRIZ理论矛盾矩阵应用的第一步确定技术参数则可以选择“32可制造性”作为欲改善的参数，而选择“26物质或事物的数量”作为被恶化的参数。第二步，查找TRIZ矛盾矩阵，表2是摘抄的需要查找的阿奇舒勒矛盾矩阵表。
从矩阵表中查找32与26对应的方格，方格中对应的发明原理序号共有4个，分别是1、23、24和35。这4个发明原理与TRIZ理论40个发明原理一一对应，分别是：1-分割，23-反馈，24-中介物，35-物理/化学参数变化。下面就这些发明原理进行分析，查找解决的方法。
1-分割。此原理体现在3个方面：（1）将一个物体分割成独立的部分。（2）使物体分成容易组装和拆卸的部分。（3）增加物体被分割的程度。这个方法会破坏柔性印制板的外形，对本问题的解决不适用。
23-反馈。此原理体现在两个方面：（1）引入反馈以改善过程或动作。（2）如果反馈已经存在，改变反馈控制信息的大小或灵敏度。此原理对问题的彻底解决贡献不大。
24-中介物。此原理体现在两个方面：（1）通过中介物泶递某一个物体或某一中间过程。（2）把一个容易移动的物体和另一个物体暂时结合。此原理对问题的彻底解决帮助最大，借助中介物可以不改变原来柔性印制板的材质及外形。
35-物理/化学参数变化。此原理体现在4个方面：（1）改变物体的物理状态，即物体在气态、液体、固态方面进行改变。（2）改变物体的浓度或密度。（3）改变物体的柔性。（4）改变问题。此原理建议改变物体的柔性，而该问题中不能改变柔性印制板的材质，此原理也不适用。
综合以上分析，可以得出24号原理中介物是符合解决此次问题的原理。从此原理出发，工艺工程师采用借助辅助工装的方法来解决此问题。工艺工程师根据异型柔性印制板的特点设计了SMT焊接辅助装置。该辅助装置采用航空铝合金制成托板，在托板上加工成型4个整体定位点和12个单件印制板定位点以及固定单件异型柔性印制板的定位销，可以同时将6件异型柔性印制板精确定位、固定在托板上。
采用此辅助工装后，经实际验证，可以采用SMT工艺同时加工6件异型柔性印制板，SMT一次完成流程只需要10 min，连续生产则只需要6 min。每件异型柔性印制板由原来手工焊接的15 min减少到每件1 min或1.67 min，生产时间大幅减少并且可以采用飞针检测，产品质量的一致性得到保证。
3 结语
从此工艺实例优化过程中，采用TRIZ的矛盾矩阵及40个发明原理来解决工艺技术问题大大缩短了技术问题的处理时间，提高了问题的处理效率，提高了生产效率。因此，在工艺技术问题中，运用TRIZ方法和工具是可行的。
参考文献
[1] 石宇强，吴双.TRIZ理论在生产流程优化中的应用[J].制造业自动化，2009，31（4）：4-6.
[2] 赵晶晶，段倩倩.国内外军工企业TRIZ创新方法推广应用研究[J].科技和产业，2013，13（12）：82-85.
