化学工艺与流程

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化学工艺与流程范文第1篇

高中化学课程改革的一个显著特点是,非常重视教材内容与工农业生产和日常生活的紧密联系。因此,反映化工生产技术的工艺流程题,便成为新课改后的高中化学练习题的新增点和主流题型之一,不少省区,还将化学工艺流程题,作为一年一度的化学高考试题。为此,本文建议化学教学要充分利用生产、生活中的鲜活实例,激发学生学习化学的兴趣,“活化”学生的知识。本文将重点谈化学工艺流程题的结构、特点与解法技巧。

1 工艺流程题的结构、特点和作用

化学工艺流程题,顾名思议,就是将化工生产过程中的主要生产阶段用框图流程形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品);题干部分主要用框图形式表示从原料到产品的主要生产工艺流程;题尾则是根据生产过程中涉及到的化学知识设计成系列问题,构成一道完整的化学试题。

其特点与作用有三:一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题作思路进行设问,使问题情境真实,以培养学生理论联系实际,学以致用的学习观;二是试题内容丰富,涉及多方面的化学基础,能考查学生化学双基知识的掌握情况和应用双基解决化工生产中有关问题的迁移推理能力;三是试题新颖,一般较长,阅读量大,能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力。

2 化学工艺流程题的分类

就目前已有试题来看,从化工工艺来分可分为基础化工和精细化工题;以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题(如海水纯化工艺流程题)、原材料转化流程题、电解流程题、有机合成题和资源能源综合利用生产流程题等;按资源的不同,可将工艺流程分为利用空气资源(如合成氨工艺流程)、利用水资源生产的(如海水制盐、氯碱工业、海水提溴碘、海水提镁等)、利用矿产资源生产的(工业制硫酸、交通法规铁炼钢等)、利用化石燃料生产的工艺流程题(如有机合成工艺题)等。本文偏重于以原料转化为依据的分类方法,这样,更方便于学生联系已学化学知识并进行归类、分析,有利于掌握解题技巧。

3 解题方法

化学工艺生产主要解决的矛盾,归纳起来主要有六个方面:一是解决将原料转化为产品的生产原理;二是除去所有杂质并分离提纯产品;三是提高产量与产率;四是减少污染,实施“绿色化学”生产;五是原料的来源既要丰富,还要考虑成本问题;六是生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题。化工流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。为要准确、顺利解题,学生除了必须掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。为此,特提出下列四种解题基本方法供参考。

3.1首尾分析法

对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图(见图1)中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。

例1(广州2008 年高考一模23题)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。该实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:

根据流程图回答下列问题:

(1)“燃烧”的目的是________________。

(2)配制质量分数15 %的盐酸需要200 mL 30 %的浓盐酸(密度约为1.15 g/cm3)和____g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______。

(3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_____________。

(4)加少量铝粉的主要作用是_________。

(5)“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中,除添加必要时试剂,还需借助的实验用品是_________;“蒸发浓缩”需保持温度在90～100 ℃,控制温度的实验方法是______。

解析:对比原料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将Al2O3难溶于酸,必须经过煅烧以改变其结构。该题经这样分析,题设的所有问题的答案便在分析之中。

参考答案:(1)改变高岭土的结构,使其能溶于酸。(2)230;量筒。

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的铁离子;

(5)pH计(或精密pH试纸);水浴加热

[点评]首尾分析法是一种解读工艺流程题的常见方法,该法特点:简单、直观,容易抓住解题的关键,用起来方便有效。使用这一方法解题,关键在于认真对比分析原材料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所含杂质的基本原理和所用工艺的生产措施。当把生产的主线弄清楚了,围绕这条主线所设计的系列问题,也就可解答了。

3.2截段分析法

对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用截段分析法更容易找到解题的切入点。

例2(广东2007 年高考第21题)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:

氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图1所示。回答下列问题:

(1)欲制备10.7 g NH4Cl,理论上需NaCl____g。

(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有_____、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。

(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为_____。

(4)不用其他试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_______。

(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是_____________。

解析:该生产流程的特点:用同样原材料既生产主要产品氯化铵,同时又要生产副产品硫酸钠。因此,为了弄清整个生产流程工艺,只能分段分析,即先分析流程线路中如何将原料转化为硫酸钠的,然后再分析如何从生产硫酸钠的母液中生产氯化铵。如此,将题供的流程路线截成两段分析,这样,便可以降低解题的难度。

结合溶解度曲线和流程示意图分析,生产硫酸钠用的是热结晶法,而生产氯化铵必须用冷结晶法,因为温度降到35 ℃以下,结晶得到的产品为Na2SO4・10H2O。

参考答案:(1)11.7 g;(2)蒸发皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之间);(4)加热法。取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。(5)重结晶。

[简评]用截断分析法解工艺流程题是一种主流解题方法。因为当前化工生产,为了降低成本,减少污染,增加效益,都设计成综合利用原材料,生产多种产品的工艺生产线。用截断分析法解工艺流程题关键在于看清主副产品是如何分开的,以此确定如何截段,截几段更合理。一般截段以生产的产品为准点。但也不一定,必须对情况作具体分析。学生必须好好总结一下物质的分离、提纯的各种方法及其所依托的化学原理。

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3.3交叉分析法

有些化工生产选用多组原材料,率先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品。为了便于分析以这种生产方式设计的工艺流程题,掌握生产流程的原理,最简单的方法,就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合物的制取原理画分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。

例3.某一化工厂的生产流程如下(图2)

(1)L、M的名称分别是______、________。

(2)GH过程中为什么通入过量空气:____。

(3)用电子式表示J:___________________。

(4)写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式:__________,要实现该反应,你认为应该如何操作:______________。

解析:根据流程示意图,若用空气、焦炭和水为原材料,最终生产L和J、M产品,首先,必须生产中间产物E。这样,主要生产流水线至少有两条(液态空气―E―L;焦炭―E―F―JM)。为了弄清该化工生产的工艺,须将这两条生产流水线,进行交叉综合分析,最终解答题设的有关问题。

参考答案:(1)硝酸铵;碳酸钠;(2)提高NO的转化率

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl

向饱和的食盐水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。

[简评]从本题构成交叉分析的题形,从提供的工艺流程看至少有三个因素(多组原材料;有中间产品;多种产品)和两条或多条生产流水线的生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键,在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品)和生产流程中的几条分线,在分析过程中,需抓住中间物质的关联作用,结合已学化学物质的制取方法逐一破解。

3.4“瞻前顾后”分析法

有些化工生产,为了充分利用原料,变废为宝,设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外,还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。解答这类题型,可用“瞻前顾后”分析法。瞻前顾后,指分析流程时,不仅要考虑原料转化的产品(瞻前),同时也要考虑原料的充分利用和再生产问题(顾后)。

例4.(上海2001 年高考第21题)利用天然气合成氨的工艺流程示意如下:

依据上述流程,完成下列填空:

(1)天然气脱流时的化学方程式是________。

(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9 n mol,产生H2_______mol(用含n的代数式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行,加压的理论依据是_______

A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理

C. 酸碱中和原理

(4)分析流程示意图回答,该合成氨工艺主要原料是_____辅助原料有______。

(5)请写出由CH4为基本原料经四次转化得到N2、H2的方程式_____________。

(6)整个流程有三处循环,一是Fe(OH)3 循环, 二是K2CO3(aq)循环,请在上述流程图上标出第三处循环(循环方向和循环物质)。

解析:本题对原高考题稍作了改编。该生产工艺属于循环生产工艺,因此分析工艺流程示意图时,分析的主线是弄清基本原料CH4转化为合成氨的原料气N2和H2的生产工艺原理。但还要回头分析循环生产的理由和工艺。通过这样的考虑,试题的问题也就可以解答了。

参考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空气; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

(6)

[点评]用“瞻前顾后”分析循环工艺生产流程题,关键是找到循环生产点,即在什么情况下,什么生产阶段实施循环生产。判断循环生产点的方法:一是看反应是否为可逆反应,如果是可逆反应,要考虑原料的循环利用。如本题合成氨反应是可逆反应,分离氨后的中尾气中还含有大量原料气N2和H2,千万不能随便放掉,必须送入合成塔,实施循环生产。二是看副产品的分子组成与某种原料的组成中有无相同的元素,如果有,而且该副产品又容易转化为这种原料,就可以考虑循环生产工艺。

化学工艺与流程范文第2篇

关键词：化学工艺流程图题；习题解析；教学策略；中学化学教学

文章编号：1005–6629（2013）8–0064–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

化学知识在工业生产和生活实际中，有着广泛的应用。在高考命题中为了体现化学学科知识的实用性，试题有时会以流程图的形式出现。这类习题往往以真实的化学工业生产过程为命题素材，体现能力立意的高考命题指导思想。工艺流程图题能够综合考查学生的基础知识及应用解决实际问题的能力[1]。解答这类习题需要学生既要熟知工业生产的基本反应原理，同时要能对流程图中所给出的关键信息进行解读，理解有关的反应原理，对学生的能力要求较高。特别是江苏高考试题Ⅱ卷中有2道大题都是以真实的化学工艺流程图呈现出来，给考生答题带来了不小的压力。研究化学工艺流程图题的命题特点，并有针对性地采用适当的应对策略，已是摆在广大师生面前的课题。李新勇、刘全明等人对江苏高考试题进行评价，指出流程图的结构、特点和分类，孙国虎、王滋曼等结合命题趋势，尝试从命题的角度分析流程图，许国霞等分析了无机流程图的常见解法。结合教学实践，本文试图分析工艺流程图题的命题特点，提出分析的方法和技巧，给出教学建议，从而提高课堂教学质量。

1 认识化学工艺流程图题的命题特点

课程标准明确指出高中化学要使学生能够运用所学知识解释生产、生活中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题[2]。化学工艺流程图题由于它更能体现生产实际，得到命题专家的青睐而逐渐成为一种流行的题型。化工流程图题就是对化工生产过程进行概括和抽象，将主要操作步骤或物质转化用框图和箭头连接起来，并以文字、表格或图像补充相关的信息，然后根据流程中涉及的中学化学知识进行设问，从而构成与化工生产紧密联系的试题。从考查内容上看，工艺流程图题以原料到产物转化为线索背景，以物质性质和物质的转化为考点；从呈现方式上看，流程图其基本结构包括题头、题干和题尾三个部分，其核心部分是用框图、箭头和文字等形式将操作或物质转换或反应设备等主要生产工艺流程表示出来；从设问形式上看，流程图比较新颖并且隐含的知识量较大，往往把化学理论、实验设计、基本操作和元素化合物知识与流程融合在一起，问题设问对学生的能力要求明显高于单一的图表题，因而在教学中学生普遍反映化学工艺流程图题较难解答[3]。针对这种情况，教学中要引导学生抓住命题特点，建立分析框架，总结出流程图分析的一般思路，从而弄清和完成命题者的设问要求。

2 解析化学工艺流程图题的方法和技巧

流程图题包含的信息量比较大，需要在分析时理清解决问题的基本框架，避免“只见树木不见森林”和“眉毛胡子一把抓”的现象。在面对大信息量的流程图题时，要抓住流程图的关键词语，准确解读其化学含义，同时要抽象出问题分析的本质特征，建立起信息分析的基本模型，即构建分析框架。

2.1 建立流程图题的分析框架

通过抽象、简化、假设、归纳等处理过程后，可以将某类实际问题用具体方式表达、建立起分析框架，然后用类比的方法对具体问题进行处理，找出解题的方法和思路。结合流程图的命题特点，可以建立流程图题的分析框架如下（图1）：

从上图可以看出，化学工艺流程图题从结构上看是由三个部分组成，这三个部分都能提供不同的化学信息。在解题时可以先全面认识流程图的基本结构，明确题中关键词的基本含义，进而理解由多个化学反应组成的实验流程。教师在对这类习题进行归纳提炼时，可以从流程图题呈现方式、化学规律和知识及解题方法进行剖析，提升学生对流程图的整体认识，培养学生的思维品质。

2.2 理解流程图中常用的关键词

工艺流程图题中给出部分文字信息，是流程图中化学反应的关键提示信息，可能是具体物质，可能是实验操作。对这些信息要进行仔细解读，特别是表示相应的化学实验操作的文字信息。因为这些操作目的是使相关的物质发生相应的物理或化学变化。表1列出了流程图题中常见的有关实验操作的关键词[4]。

2.3 利用流程图解题的常用方法

在解答流程图题时，由于题干中大都是教材中没有出现过的物质，学生容易被陌生情景和专业术语吓倒，甚至造成很多学生放弃解答。其实，很多设问都是各自独立，无连带效应的，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。而且每题中都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。尽管流程图题有不同的解题方法，在教学中首尾分析法是最常用的解题方法。它是指在了解工艺流程试题的题干结构后，对比分析流程示意图中的初始原料与目标产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，如纯度、浓度、成分等不同的变化。这样就需要弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后结合题设的问题回答相关的化学原理或化学操作内容。

3 典型例题解析

从2012年高考试题中有关流程图试题来看，工艺流程图题常常以元素化合物知识为依托，以反应原理、实验操作为考点，以物质制备为主要实验目的。现以2012年部分高考试题为例，分析其命题特点，剖析其解题的思维过程。

例题1 （2012·广东）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：

K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s） 2Ca2++2K++ Mg2++4SO4

为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程（见图2）如下：

（1）滤渣的主要成分有 和 以及未溶杂卤石。

（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因： 。

（3）“除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液pH至中性。

分析：此题是以杂卤石为原料经过一系列物理、化学反应制取硫酸钾的工艺流程图题。从呈现方式来看，试题是以物质转化的操作为主线的原料转化工艺流程图。题中溶浸操作是用Ca（OH）2溶液与杂卤石进行充分反应，加入Ca（OH）2实际上包含Ca2+和OH-，Ca2+可以与杂卤石中SO4 2-反应，OH-可以与Mg2+反应，生成Mg（OH）2、CaSO4两种沉淀然后进行过滤操作。在剩下的滤液中需要加入一种物质除去Ca（OH）2，根据首尾分析法的原理，加入的物质可以与Ca（OH）2发生反应，同时根据此题的实验目的是制取硫酸钾，这种加入的物质必须为钾盐，分析应该是K2CO3。滤液中剩余的是硫酸钾溶液，进行蒸发浓缩得到固体硫酸钾。

答案：（1）根据题目给出的可逆溶解平衡，加Ca（OH）2后，Mg2+变成Mg（OH）2。硫酸钙是微溶物，因此滤渣成分是Mg（OH）2 、CaSO4和未溶杂卤石；（2）根据勒夏特列原理，加入Ca（OH）2后，Mg2+不断沉淀，硫酸钙也析出，平衡正向移动，因此浸出K+；（3）为了使生成的K2SO4纯净，要除去加入的过量Ca（OH）2，因此加入K2CO3，最后用H2SO4除去过量的K2CO3并调节溶液的pH。

例题2 （2012·江苏）废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn 总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下（见图3）：

（1）①铜帽溶解时加入H2O2 的目的是

（用化学方程式表示）。②铜帽溶解完全后，需将溶液

中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是

。

（2）已知pH>11 时Zn（OH）2 能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-。表2列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算）。

实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：① ；② ；③过滤；④ ；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。

分析：此题是以废旧电池为原料经过综合利用回收铜并制备氧化锌的工艺流程图题。从呈现方式来看，试题是以物质转化的操作为主线的原料转化工艺流程图。（1）电池铜帽溶解在稀H2SO4和H2O2 中，说明单质铜可以转化为可溶于水的二价铜离子。根据电子守恒可知H2O2被还原为H2O。（2）此题的实验目的是制备ZnO，可以分析出步骤⑥是Zn（OH）2固体受热分解，步骤⑤应该是Zn（OH）2从溶液中析出，且不会有其他固体杂质析出。流程图中制备的原料是除去铜之后的滤液，其中含有Fe3+、Fe2+和Zn2+。①②两步应把Fe3+、Fe2+转化为沉淀，同时保持Zn2+不会沉淀。根据题目给出的离子生成沉淀所需pH的信息，可以得知应先将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节pH使Fe3+全部沉淀，过滤后使Zn2+转化为沉淀。

答案：（1）①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；②加热（至沸）

（2）①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；②滴加1.0 mol·L-1NaOH，调节溶液pH 约为5（或3.2≤pH

4 化学工艺流程图题的教学策略

要想准确、顺利地解答好工艺流程图题，一方面要掌握物质的性质及其相互转化规律，掌握除杂、分离提纯物质等基本化学实验技能；另一方面要应用行之有效的解题方法，提升分析工艺流程图题的能力。

4.1 注意对流程图题的整体解读

在教学中，有的学生拿到流程图后，立即对题中的所有关键词一个一个地进行解读，希望能挖掘出深刻的含义。其实通过对流程图结构进行分析可以知道，命题者对流程图题的信息是通过不同的结构部分给出的。教学中教师要训练学生从整体上把握命题者的意图，通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，进而明确生产目的——制备什么物质，找到制备物质时所需的原料及所含杂质，提取出所给的相关信息——物质反应的化学方程式、物质稳定性、物质溶解性等。然后对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的过程中依次进行的反应。在解读时要注意从整体上把握命题者的目的和意图，不要拘泥于一个小问题的疑问，应把握题目的主线，对整个流程形成完整、系统的理解。

4.2 注意基础知识和常用方法的归纳掌握

掌握常见问题的分析思路和方法，有利于化工流程题的解答。如在很多的工艺流程题中，经常标出温度、浓度等外界条件，对外界条件的分析主要从对反应速率和平衡转化率的影响两个角度入手。反应速率应从反应物接触面积、接触机会、温度、反应物浓度、催化剂等方面思考，同时要结合试题的实际情境和物质的性质。若为不同状态物质之间的反应，则会有接触面的问题，而增大接触面的具体措施又各不相同，如固体可以用粉碎的方法、液体可以用喷洒的方法等。温度措施在运用时须确保反应物或生成物的性质保持稳定，加热一般是加快反应速率或加速固体溶解；降温是防止某物质在高温时溶解，也可能是适当降低反应速率或使化学平衡向着放热方向移动等；控制一定的温度可能是防止某物质在高温时分解、挥发（如Br2）或发生副反应，也可能是使催化剂活性达到最高。

很多学生解答工艺流程图题时感到困难，这与学生平时基础知识未掌握好、方法不灵活有一定关系，同时这与工艺流程图题信息量较大，学生解读困难也不无关系。教学中，教师要结合各地的命题趋势，有针对性地解读和训练，帮助学生建立流程图题分析的一般框架结构，从而达到掌握流程图题的目的。

参考文献：

[1]李新勇.江苏省高考化学流程题的评析[J].化学教学，2012，（7）：53.

[2]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003：9.

化学工艺与流程范文第3篇

【关键词】绿色化工工程；化工工业；节能；促进作用

引言：对于化工来说，其是促进社会和物质文明发展的关键，并且为人类做出了非常大的贡献。与此同时，环境污染问题也日益严重，这样就需要采取相应的措施进行解决。而绿色化学工程与工艺是利用科学有效的方法和材料等进行处理，不仅大大提升了生产的利用效率，还很好的解决了存在的污染问题，因此，其对化工节能就有很大的促进意义。

1.绿色化学工程与工艺概述

1.1 绿色化学工程与工艺的重要性

目前很多我们生活中需要用到的物品都有赖化工生产流程，传统的化学工程与工艺中往往对于绿色化学不重视，生产过程中只是注重结果，短期内或许能收获相应的产品及利益，但从长远来看，很多化工生产工艺流程在生产过程中对环境造成很多污染，有的污染对环境的破坏是不可逆的，后果可想而知。随着人们环保意识的加强，近年来绿色化学工程与工艺越来越被人们提倡，这样的方式采用一种更科学更自然的方式实现化工生产，仍然能通过有效途径得到最后的目标产品，但大大降低了生产工艺对于环境的污染与破坏，同时很好的促进了化学工艺的节能，也实现了可持续发展的要义。

1.2 绿色化学工程与工艺的基本原则

绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体，主要涵盖下列几方面。（1）在反应过程的源头上减少甚至根除废弃物的产生，而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。（2）产品进行设计时，尽量做到原料利用率最大化。（3）产品进行分析时，在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。（4）对于析出剂和溶剂等辅助物，尽量少用或选择使用无害产品。（5）减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。（6）除了考虑经济和技术的因素，生产原料尽量选择可回收的加工原料。（7）尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。

2.化工企业节能减排的措施

通常情况下，大型化工企业在生产过程中往往会消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料，最终排放出大量的“三废”，也只有通过不断循环市场经济，才能够促进化工企业在国内市场的发展，并取得一定的市场优势。而目前化工企业应该在节能环保的基础上促进经济发展，其方法主要有以下几点：（1）加大化工污染这方面的技术、资金投入力度，对污染问题进行全面的控制。（2）针对化工生产项目使用先进的节能减排生产工艺，控制好化工原料，进而从源头上对污染问题进行防控。（3）创建绿色的化工生产链条，实现节能减排技术集中化处理。（4）全面提高企业职工的绿色减排意识，从自身出发做好环境保护工作。

3.绿色化学工程与工艺的合理开发

3.1 绿色化学原料的合理运用

在化工生产工艺及具体流程中，化学生产原料是起着决定性作用的主要因素，在传统化学工程中，所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗，同时还导致污染物的排放量大大增加，加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中，可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中，可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中，这些原料仅会产生一定量的氢气，而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。

3.2 提高化学反应的选择性

在化学工程的物质反应中，化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中，合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种，反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生，所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质，因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中，应用新型的反应形式，这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高，同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。

3.3 使用无毒无害催化原料

从目前的现状来看，伴随着化工行业的不断发展，合理运用化学反应成为了化工行业健康稳定发展的关键，而在进行化学反应的时候，催化剂的使用是非常关键的，既可以对反应速度进行加快，也可以对反应时间进行缩短，那么在进行化工生产中，要想确保绿色化工工程和工艺得到快速的发展，就要使用没有毒害的催化原材料。同时现在我国有关部门对催化原材料的选择和应用已经给予了高度重视，并且催化剂的开发、研究和制作在不断增多，从而就促使在进行化学反应的时候，催化原材料有了很大的改善。此外，使用没有毒害的催化原材料还能够大大提高化学反应的效率，对能源消耗含量进行降低，也能够很大程度减少环境的污染。

4.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

加强对绿色化学工程与工艺的研究是化学工程的一次全新探索与实践创新，绿色化学工程工艺研究能够将废弃物的科滋控制在合理的范围之内，实现化学工程的规划化发展，与此同时也可以改善人民群众生活环境，对构建环境友好型社会具有重要的现实意义。

4.1 清洁生产技术的合理应用

清洁生产技术的合理应用具有超高的价值，对化学原料进行无公害化的处理，以期最终达到合格生产的目的。清洁生产技术的使用可促使原料等到有效的利用，提升原料的使用效率，清洁生产技术最为常见技术例如脱硫技术等，化学生产加工不可避免将会产生一定废气，为了进一步降低废气对于空气质量的污染，就需要进行脱硫处理。此外，除了清洁生产技术的研发外，当前自然发电技术也被赋予了更多的重视，在环境污染日趋恶劣下，自然发电技术受到的关注，利用风能等自然资源发电，可在生物工程中降低污染，并提高环境质量，以期实现资源有效利用。

4.2 生物技术的有机结合

在可持m发展理念推进下，生物技术也不断得以升级，生物技术也可理解成为生物工程，其中包括生物化工以及仿生学两部分。生物技术利用生物科技进行生产与加工，如常见的生物酶技术，生物酶是一种具有催化作用的有机物，该种有机物可具有超高应用价值，加之其污染系数较小，故此被广泛的应用到各领域之中。例如纺织领域，通过氧化还原酶的作用促使衣物处于仿旧状态等。生物技术的使用符合绿色化学工程工艺的要求，因此将生物技术与绿色化学工程工艺相互结合，可进一步的深人落实化学工程节能理念，并改变传统化学生产工艺模式，共同打造绿色环保社会。

4.3 环境友好型产品的加工生产

绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品，如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中，人们的购买的产品均为绿色产品，不仅有效保证了人们身体健康，同时也可促进社会健康、和谐发展。因此，在化工生产过程中，如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥，可有效降低生态环境的染污，促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展，对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。

结语

通过上文对绿色化学工程和工艺技术进行系统分析可知，绿色化学工程对促进化学工业节能发展起到了重要助推作用，是实现化学工业节能减排发展目标的重要手段。现阶段，开发和应用绿色化学工艺，已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术，是建设环境友好型社会，实现可持续发展的关键。

参考文献

[1]于贺.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].科技与企业，2013，05：132.

[2]刘冠辰.浅析绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用[J].科技创新与应用，2015，34：107-108.

化学工艺与流程范文第4篇

[关键词]高考；工艺流程；解题策略

化学是一门实用性学科。《高中化学学科考试说明》中指出：“化学学科命题注重考查自主学习能力，重视理论联系实际，关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展，促进学生在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面的全面提升，促进学生德智体美劳全面发展。”化学工艺流程题正是考查学生分析、解决实际问题能力的具体体现。

一、高考化学实验题中关于工艺流程题的考查概况

1.工艺流程题的来源

工艺流程题脱胎于无机框图推断题，它创设了一个以工艺生产为背景的真实情景，将主要的生产阶段用框图表示，用箭头将反应原料与目标产品联系到一起。基于此，出题人可将科学发展、绿色化学的思想渗透其中，以体现新课程的要求。工艺流程题的知识主线仍然是无机化学反应，但相比较于单纯考查元素性质的无机框图推断，工艺流程题则给出了更大更深更广的考查空间，它所设计的问题基本可以遍及化学模块的各个领域，主要涉及元素化合物、物质的分离提纯、化学反应原理和化学实验。设问方式也多种多样，如填空、选择、简答等。它的主要特点是题干阅读量大，生产流程比较陌生，题材新颖，考查方式灵活，无法猜题，更好地体现了公平、公正的选拔原则。

2.工艺流程题的设问角度

工艺流程题的问题设置一般都由易到难，逐层深化，立足基础，注重综合，体现学科核心素养。常见的命题角度分为以下几种：（1）化学物质化合价的判断或元素的电子式的书写。（2）书写工艺流程中部分反应的化学方程式或离子方程式，也会涉及到氧化还原反应方程式的书写。（3）分析工艺流程中试剂选择及选取原因。（4）判断工艺流程中间部分产生的物质的种类。（5）选择合适的物质分离提纯的方式，能准确表述其操作步骤及注意事项。（6）计算原料实际的需求量以及产物的产量。（7）工艺流程优化的具体措施。

3.工艺流程题的考查内容

工艺流程题尽管设问和考查内容较多，但都紧扣《考试大纲》和《考试说明》命题，不会出现偏、难、怪的问题。其主体考查内容并不会发生较大的改变。高考真题全面概况了高中的知识点，同时也突出了重难点。因此，在复习工艺流程专项的过程中应该反复研究琢磨高考试题，抓住高考出题思路，掌握命题的趋势，提高解题技巧。教师与学生都应深入了解高考化学工艺流程题中的主要考查内容，以便更好地开展复习。以下对高考工艺流程考查内容的“十算”“十掌握”，有助于大家制定更加科学的复习计划。（1）工艺流程题中的“十算”，即高考工艺流程实验题中涉及的计算：根据电子守恒进行氧化还原反应方程式的配平；按方程式系数比进行相关计算；根据盖茨定律进行相关吸放热焓变的计算；溶液中物质电离平衡常数的计算；溶液中水解平衡的计算；工业化学平衡常数的计算；难溶电解质溶解平衡的计算；溶液中pH的计算；原料转化率及产率的计算；产品纯度的计算。（2）工艺流程题中的“十掌握”：掌握原子结构示意图以及电子式等基本化学用语；掌握部分金属和非金属及其化合物的主要性质以及在日常生活中的应用；掌握物质分离提纯的操作及注意事项；掌握常见氧化剂、还原剂及对应产物的判断；掌握影响化学平衡的因素；掌握影响化学反应速率的因素；掌握酸碱中和滴定及氧化还原滴定原理；掌握弱电解质的电离；掌握盐类水解对溶液酸碱度的影响；掌握常见物质溶解度。高考题中化学工艺流程题会涵盖许多知识点，这是近几年高考命题的趋势。因此，要提高学生的综合能力，将以上几个方面所涉及的知识进行整合学习。

二、高考化学实验题中关于工艺流程题的解题策略

1.树立正确的解题意识

对于高考化学实验中的工艺流程题，我们要明确考查内容，熟练考查方式，还要寻找解题方向。解化学工艺流程题应具备五个意识：（1）科学意识。采用合理的分离除杂原理和恰当的物质转换方式。（2）成本意识。考虑浸出率、转化率、利用率、材料价格、能耗的控制、原料能量的循环利用，尽可能地降低消耗成本。（3）效率意识。选择合理的反应条件，在一定情况下投入催化剂的使用。（4）环保意识。绿色化学应遵循无污染、无腐蚀的原则。（5）安全意识。对于易燃易爆、腐蚀性较强、不稳定物质的处理要把安全放在首要位置。

2.提高答题的规范性

通过认真研读高考试卷的评分细则，我们不难发现，在学生知识储备相当的情况下，能否细心规范准确地答题，是决定学生成绩好坏的重要因素。例1.2019年的全国II卷（节选）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：例2.2017年的全国II卷（节选）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程，如图所示：回答下列问题：易错解答：起到了氧化性作用。分析原因：指代过于广泛，没有具体到某一特定情境中。在考试过程中考生要认真审题，理解答题要求并规范作答，教师也要在平时训练中及时向学生展示标准答案，并向学生告知答案的评分细则，以帮助学生更好地发现并改正自己的不足。在答题时，学生要注意所写答案与题目要求是否相同，避免所答非所问的情况发生。在正确理解题意回答问题的基础上，要突出重点，有条理性，扣紧采分点。在教学训练中，教师要对学生说明：叙述类问题并不是书写的字越多越好，答多的部分如果出现了错误，反而会被扣分。另外，要规范化学用语，注意可逆、沉淀、气体符号书写等细节问题。最后，要强调在整张试卷上答题时，字迹要工整，卷面要整洁，杜绝因字迹潦草而失分。

3.掌握工艺流程答题模板

在工艺流程题中，最受出题人青睐，也是考生得分率较低的一种题型为简答题。它能较好地考查学生的思维过程，包括思维的严密性、精确性、完整性、创造性，也能考查学生的文字表达能力等综合素质。而学生会因为基本知识掌握不牢固，似是而非，抓不住要点，叙述不规范不全面而导致得分普遍偏低。所以，在平时注重基本知识、基本操作技能传授的基础上，教师还要在书面练习方面给予学生规范性指导，总结一些常见化工问题和实验操作答题的模板。如涉及到增加原料浸出率的措施，可以写搅拌、提高温度、增加浸出时间、增大压强等；加热的目的一般为加快反应速率或促进平衡向某一个方向进行移动；滴定终点的判断是当滴入最后一滴XX溶液，溶液颜色由…变为…且半分钟后不褪色；洗涤沉淀的操作是将沉淀放入过滤装置中，沿玻璃棒加蒸馏水至浸没沉淀，静置，待水流尽后重复操作2～3次（若滤渣易溶于水，可用无水乙醇进行洗涤）等。通过进行相关答题技巧训练，使学生掌握一些答题模板，在考试答题过程处于一种主动状态，不但能准确作答，也能节省答题时间。

参考文献:

[1]鲁名峰,申燕,桂耀荣,徐俊龙,白建娥.2019年高考化学复习备考研究(二)[J].中学化学教学参考,2019,(03).

化学工艺与流程范文第5篇

关键词：绿色化学 工艺生产 化学工艺

中图分类号：TQ021 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）05-0219-02

引言

化学工业生产是我国经济发展过程中的重点内容，近年来我国的经济水平不断提升，但是在传统发展过程中采用粗放型策略，对环境污染比较严重。当前我国的环境现状已经不容乐观，很多大城市都笼罩在雾霾之中，对人们的日常出行以及交通车辆通行都带来了很严重的影响。化学生产过程中各种废弃物的排放，是导致环境污染的一个主要原因，例如废气直接排放到空气中，导致空气变质，废水直接排放到河流中，导致鱼类死亡。化学工业生产是我国工业行业中的一个重要组成部分，对我国经济发展有一定促进作用，在经济建设过程中不容忽视，但是在经济建设过程中也应该要注重环境保护，对化学工业生产中的一些对环境造成严重污染的工艺和技术进行淘汰，从而不断提高化学工业生产的安全性，促进经济社会与环境的和谐发展。

一、绿色化学工艺的研究内容

绿色化学是对传统化学的挑战，也是对传统化学思维方式的创新，绿色化学工艺是一个全新理念，是结合绿色、节能社会产生的一个全新视角，从化学反应原料、化学反应条件、化学转化方法、开发绿色产品等角度出发对绿色化学工艺进行研究，使得传统的化学反应中对环境造成污染的问题可以得到解决，从而设计更多对环境友好的化学反应。其主要的内容包括以下几个方面：第一，使用无毒无害的化学原材料；第二，利用可再生资源；第三，加强对新型催化剂的开发研究；第四，对不同反应介质进行研究；第五，寻找新的化学转化方法；第六，设计对人类健康和环境安全的化学产品。

从上世纪起在国际社会上就提出“绿色科技”概念，这个概念的研究目的是要对环境污染进行控制，从环境污染源头上进行处理，减少化学污染。这种处理包括两个方面，第一，从源头上对污染物的排放进行控制和减少，第二，采用化学工艺技术对环境污染进行治理。在当前的时代背景下，最佳的绿色化学工艺就是利用各种无毒无害的物质进行反应，追求原子经济，在化学反应的过程中不会出现额外的废弃物，使得化学反应的材料能够充分利用。

1.研制“原子经济”反应

从上世纪九十年代开始，关于原子经济的研究就已经开始，原子经济指的是在化学反应中将一切原子都变成生产物，从而对反应物中的原子进行百分百地利用。其实原子经济与化学反应的类别有很大关系，一些化学反应是不会产生杂物的，例如加成反应，一切反应物都可以被利用，原子经济是绿色化学工艺首要研发的反应类型，为了实现原子经济研究，则必须要对其中的催化剂进行改善，确保高效、节能。

2.确保反应的选择性

在化学工业生产过程中经常会选用烃类选择性氧化反应，在这个反应过程中会产生一些不定的中间体，这些中间体很容易被进一步氧化，这类反应不需要催化剂。当前关于化学工艺的研究要集中在两个方面，一方面，要根据各种烃类氧化反应类型提取性能高、载氧能力好的新型催化剂；另一方面，要依照催化剂的反映特征，研发出对应的反应工艺。例如苯乙烯是化工生产过程中的主要物质，在苯乙烯生产过程中使用最广泛的工艺是乙苯脱氢，为了提高生产效率，当前有的化工企业在生产过程中研发了以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺，对传统的乙苯工艺进行替代，以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺生产过程中产生的中间产物转化率大约为90%，另外还有一种工艺是甲苯歧化，这种工艺也是对硅改性催化剂进行利用的工艺，其选择性达到了98%以上。

3.利用无毒害的原料

绿色化工生产过程中原材料的质量也是影响化学工艺水平的重要因素，在化学反应中首先应该要选择绿色原材料，无毒无害的材料是绿色化工生产的基础。例如有企业研制二乙醇胺，将其作为化工生产的原料，在催化脱氢的作用下，这种物质可以生成氨基二乙酸钠，这一最新工艺不进改善了传统的生产工艺，还减少了传统原料中的毒害。要想从根本上解决化工生产对环境带来的危害和影响，还可以加强对一些自然原材料的利用，例如野生植物、农业废物等，也可以作为化学原料。如秸秆、稻草等物质，经过相应的化学反应可以成为酸、醇等化学物质，还可以通过生产工艺将糖类植物转化为乙酰丙酸，对谷物进行开发获得葡萄糖，这些原材料都是无毒无害的。

4.利用清洁工艺

绿色化学工艺研发的目的是为了实现环保，要对化学工艺流程进行改进，从而提高化学工艺水平的同时降低对环境的污染。因此在化学工艺生产过程中应该要加强对清洁工艺的研发，优先设计出对环境保护有利的化学反应途径，形成物质与能量的循环体系。不仅要对各种无毒无害的原材料进行利用，还要加强对各种高端、先进、消耗较低的工艺流程进行研究，从而减少废弃物的产生与排放。

5.使用无毒无害的催化剂

催化剂是化学反应中的主要物质，很多化学反应都必须要在催化剂环境下完成，催化剂的质量也会造成对环境的影响，要实现绿色化工生产，则必须要选择绿色、无毒无害的催化剂。以邻苯二酚生产方法为例，在新的生产工艺中采用酶E.Coli作催化剂，这种催化剂可以是葡萄糖活化，而且能够将其定向地转化为邻苯二酚，这种新工艺避免了传统生产过程中产生废弃物和副产品的危害，在反应过程中使用的催化剂也不是传统的催化剂类别，分子氧气化催化剂和新型分子筛催化剂是化学反应中的绿色催化剂，可以减少反应过程中的副产物的产生。

二、绿色化学工艺的应用

1.要生物技术融合

生物技术与化学工业技术不相同，生物技术是与基因、微生物等有关的技术，为了提高化工生产水平和绿化效果，近年来关于生物技术与化学工业生产之间融合的研究越来越多，生物技术在化工生产过程中的应用越来越广泛。尤其是生物酶，具有高效、选择性好的优势特征，在化工生产中具有十分广泛的应用前景。另外，生物技术在环境污染的治理过程中也发挥了十分重要的作用，例如一些细菌可以对被重金属、油等污染的水体进行净化，由此可见，生物技术与化工生产之间的关系十分紧密。

2.绿色生产技术的应用

绿色技术的主要特征是清洁生产，其特点是没有毒害作用，不会有废物产生，常见的绿色生产技术有煤气化技术、脱硫、脱碳技术、城市垃圾无害处理技术、太阳能技术、沼气技术等。常见的绿色节能技术有生物工程技术、辐射加工技术等。

3.生产绿色产品

绿色化学工艺研究发展的最终目的是要生产一些对环境有利的产品，例如生产取代氟氯昂的化学产品，从而减少对臭氧层的破坏，生产不含磷的洗涤用品和不含铅的化妆品，利用二甲醚来代替汽油从而减少汽车尾气排放，各个化工企业在生产过程中都要加强对技术和工艺的研究与应用，尽量减少对环境污染严重的产品，生产一些对环境发展有利的绿色产品，改善人们的生活质量。

结语

综上所述，随着经济水平不断提升，环境污染问题也越来越严重，化工生产是环境污染的主要原因，在未来的发展过程中应该要加强对化工生产危害的控制，加强对各种绿色原材料、催化剂的选择，并且对化工生产工艺进行创新，产生更多绿色无污染产品，促进经济社会与自然环境的协调发展。

参考文献

[1]程晓龙.绿色化学工艺的未来发展分析[J].化工管理，2016（20）