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关键词:装备制造;生产计划管理;动态性
前言
制造业是一个国家的实力的象征,而良好的生产制造离不开优秀的生产计划管理工作,其对于整个生产工艺流程的组织分配有着重要的意义,良好的生产计划管理可以使这个生产车间达到生产效率的最大化,保证装备生产的顺利进行。
1 装备制造简介
装备制造业是一个国家装备制造水平的集中体现,尤其是其处于整个工业链的高端和核心地位,是国家的支柱性产业,其中装备制造业具有使用的技术含量高、资金需求量大、技术附加值高且能带动一大批相关产业链的特点,其中所涉及和带动的产业链主要有:装备制造所需要的关键零部件以及基础部件的制造、制造装备的大型关键制造设备、节能和环保设备、船舶和远洋工程装备等涉及居民生产生活或者是国家需要的大型装备。
现今随着制造业的不断发展,制造也呈现出以下特点:在生产的过程中致力于生产从基础装备到高端装备的一整条产业链,并且向高端发展,在技术方面发展并采用先进技术,技术的先进性不仅包括掌握这些设备的生产技术比较困难,还包括集成此种设备时,需要比较复杂的系统方法和调试方法。同时在企业生产过程中采用先进的管理方式方法和技术手段。生产计划管理就是其中重要的一环。
2 装备生产计划管理的生产计划体系
2.1 装备生产的复杂性
复杂的装备生产由于无法一次定型,需要不断在生产-试验-修改-生产的过程中,因此,这就造成复杂的装备在生产的过程中无法一次进行大批量的生产,同时对于设计制造的零部件具有较为复杂的装配和齐套关系。这些都对企业的生产计划管理提出了更高的要求,通过生产计划体系以及建立控制模型,同时结合工作流程的系统并行运行机制以及动态协调算法等来对装备制造企业的敏捷化生产计划管理加以优化。
对于大型复杂的装备生产来说,整个复杂装备的零部件之间的工序关系图编制较为复杂,所以,可以通过使用网络图将所具有的制造能力显示,同时由于非关键部件则可以通过外协,分包等方法加以安排,因此,通过推进生产网络计划和多层生产计划体系相互关联,更好的将企业的生产计划管理加以发展,从多层次生产计划管理体系的特点来说一般可将其划分为五个层级:生产经营规划层、网络计划层、模型建立计算层、生产装配计划层和生产加工制造层。其中生产经营规划层是对企业的长远目标加以规划和制定,特别是一些较为复杂的装备,其整个周期更是漫长,因此对于整个企业的生产计划管理需要做好规划。而对于网络计划层则是在对企业生产能力进行总结分析的基础上制定出企业下年度或者是季度生产计划,从而在生产时间、资源调配等方面做好准备。尤其是其中的一些关键部件的生产更是需要通过网络图生产出关键件的生产计划,其中,在制定关键部件的生产计划时需要参考关键部件的生产流程和企业内的生产周期等方面进行统筹考虑。同时根据各个子装配根据相应的网络图事项的约束时间按照产品的结构进行相应的建模计算分解,从而得到各装配件的生产计划等,而后通过对生产零部件的工艺和生产数据中的提前期以及零部件的加工周期对零部件的工艺计划和工厂的行程计划进行分解,从而形成一套多层结构。对于装配计划的制定则会受到关键部件制造进度的制约,而可以将其中所有的非关键装配件作为装配于关键部件网络图的某些事项上,同时装配件需要使用多项关键零件和非关键零件进行组成,这就造成整体的装配计划的完成需要受到相应事项的约束,装配计划层是相当于以该装配为产品的主要生产计划层。
2.2 生产计划控制模型的建立
在多次生产计划体系的基础上,构建了企业生产计划控制模型,这个模型是多层生产计划体系在企业系统开发中的具体应用,其中,整个模型的建立重点对产品物料清单和产品操作过程清单加以描述,其描述的是产品生产的整过程。在其中包含很多的需要准备的准备工作,例如刀具、量具以及生产过程中所需要的工装的准备过程等,还有就是加工零部件所需要的工序、加工时间、废品率等计划期量数据。
同时动态计划变更的整体一致性成为了企业生产控制的瓶颈问题,所以,通过在生产过程中加入反馈环节,来对整个生产计划的执行情况进行了解,而且反馈的信息应尽可能的详细,同时装配计划不需要进行反馈,这主要是因为子装配计划需要在关键件的网络计划范围内进行制定,避免对最终产品的交货日期造成影响,如果出现子装配能力不足的情况,可用通过使用外包等方式来弥足装配能力不足的缺陷,还需要对生产过程中由于设备故障、生产进度滞后等对整个生产计划管理造成影响的事情发生,为尽量减小此类事情造成的影响,应当对生产的执行情况进行及时的反馈,从而形成一种闭环控制,通过使用反馈来对生产过程进行微调,从而确保生产任务的顺利进行。而且在这类生产计划的控制模型中,在资源能力约束下生产管理协调模块利用"推"的方式来解决关键件的生产进度计划,通过使用生产网络的约束条件来对非关键件的生产任务进行安排,从而大幅减少零部件生产任务排序与资源负荷分配的难度,从而大幅缩短企业制定计划的时间和难度,同时还可以利用不同范围、不同层次的动态信息交互,来保障计划实施的一致性和有效性。
2.3 采用工作流的系统并行控制机制
由于生产计划管理工作中的计划制订、任务分配、工作调度和控制、任务和资源的协调等都属于典型的工作流问题,通过将工作流管理思想与生产计划管理相结合,来更多的支撑多层生产计划的动态过程管理。在模型系统中采用了基于工作流的生产计划与调度并行的工作方式,在进行生产计划管理时通过对生产任务流进行分析,并结合企业的实际产能来对任务分配和生产调度进行调整。在整个工作流的生产计划和调度并行运行过程中具有五个阶段:预计划阶段、任务变更阶段、能力的平衡校核阶段、对于加工中心的协调阶段、调整阶段。
2.4 通过网络计划编制动态协调算法
对于生产复杂装备的企业来说,确定其的生产提前期是较为困难的,所以,为了解决生产过程中的物料拖期问题,可以通过采用关键路径阶段伸缩控制协调算法来进行网络图的编制和协调以求解目标,并且在伸缩算法中给出零部件生产计划的提前期来修正系数的概念,在该系数指定的范围内对生产计划进行伸缩控制,从而在更好的来调整生产计划的同时尽可能的做好局部范围内的协调生产计划。
3 结束语
在大型复杂的装备制造过程中,由于具有时间周期长、需要临时进行调整等特点,造成在整个装备生产计划管理过程中需要具有动态调节的方式来解决好以上问题,文章通过对生产计划管理过程中的动态性的复杂性进行分析,提出了采用一种敏捷化合拉式的生产计划管理体系来解决动态管理的困难,从而为更好的进行生产计划管理做好工作,保障复杂装备制造的质量与效率。
参考文献
[1]刘木刚.生产计划于经营管理[J].科技创新与应用,2014,5.
为加强安全管理,完成安全管理目标,强化安全意识,有效控制各类伤亡和其它重大事故,预防或减少一般安全事故,结合园区的工作实际,特制定本计划。
一、指导思想
坚持以“预防为主、安全第一、综合治理”的方针,围绕“防事故、促安全、保发展”的指导思路,要求园区各部门、各企业单位积极深入贯彻落实安全生产法律法规,倡导安全科学发展理念,营造全园区“关爱生命、安全生产”的舆论氛围。
二、安全总目标
认真学习贯彻执行国家相关法律法规,以园区安全生产管理规定为核心,做到全年无人身伤亡事故、无重大工伤事故,不发生重大火灾事故,不发生重大恶性电气、设备误操作事故等。
三、具体计划
1、加强安全法制宣传教育。充分利用6月份的“安全生产月”活动,做好安全生产法律法规普及和宣传活动。利用园区每月安全生产大检查以及企业单位开展的各种大小会议传达、宣传新《安全生产法》等法律法规、党和国家安全生产政策,促进企业自觉依法守法,促使职工自觉遵章守纪。提高企业负责人和职工安全生产法律意识,提升从业人员依法维护生命健康权益的能力。
2、加强安全知识宣传教育。通过发放安全生产小册子、举办职工安全知识培训等方式大力宣传安生生产的重要性,增强各企业单位负责人和每位企业职工牢固树立安全发展理念。同时召集在建项目负责人及安全员进行安全生产培训,深入学习贯彻安全发展理念的科学内涵、精神实质和本质要求。
3、组织开展好安全生产月集中宣传教育活动。在安全生产月期间通过张贴广告标语、宣传栏、安生生产小册子、安全生产知识竞赛等形式多样的宣传教育活动,促进企业加强安全管理,落实安全生产责任制,促使广大职工群众增强安全生产意识,自觉遵章守纪,形成全社会关心安全生产的良好氛围。
关键词:葵花籽;不饱和脂肪酸;蛋白质;成熟技术;休闲食品
1 生产规模与产品方案
1.1 生产规模
年产葵花籽休闲食品1万吨。
1.2 产品方案
本方案产品有四种,分别为风味葵花籽5000吨、葵花籽粉茶3000吨、葵花籽面包预拌粉2000吨、葵花籽皮1800吨。
2 工艺生产过程简述
2.1 风味葵花籽
2.1.1 葵花籽的预处理。首先对收购进厂的葵花籽进行检测,检测内容包括水分、杂质和感官指标。各项指标合格者方可进入原料库备用。
由于葵花籽中含有一定量的杂质,包括尘土、杂草、沙石、金属、麻绳等杂物,如不清理掉,不仅会影响产品品质,而且还会造成生产设备的损坏或者设备生产效率的下降。因此,应该预先把这些杂质除去。本项目采用震动筛选去杂,磁选去除金属,再经过比重去石,最后再经过分级去杂的办法对葵花籽进行预处理。经过清理后的葵花籽,其杂质含量应小于1.0%,清理出的下脚料葵花籽含量不大于1.0%,检查筛金属丝直径0.55毫米;筛孔直径1.70毫米。经过上述步骤处理后的葵花籽需要经过手工精选彻底去除杂质。
2.1.2 清洗去膜。将预处理后的葵花籽倒入带搅拌装置的电动洗锅中,洗锅容量为一次可投入瓜子500kg~1000kg,加入足够量的清水,开启搅拌后,添加适量石灰粉。清洗20min左右。石灰粉的用量为每500kg葵花籽夏天加石灰4kg,冬天加石灰7.5kg。葵花籽清洗干净后,放出石灰水,再用清水淘洗两遍,将葵花籽洗干净备用。
2.1.3 煮制入味。将清洗好的葵花籽投入到盛有调料汤的不锈钢煮锅内煮制,待开锅后开始记录时间,60min后即可煮好,将葵花籽捞出沥汤。企业可根据需要进行不同配组,实现产品的口味特色。
2.1.4 炒制。煮好的葵花籽经沥汤后,放到不锈钢炒制机中炒干水分,炒制机温度一般控制在200℃~220℃。大约经过100min左右,葵花籽表面颜色呈现灰白,取几粒葵花籽嗑开,籽仁较脆、葵花籽皮内部洁白、颜色一致,口嗑时有清脆的声音,此时葵花籽水分合适,即可出锅。出锅后的葵花籽应迅速冷却至室温。
2.1.5 磨光。将冷却后的葵花籽倒入磨光机内,上料量约占磨光机容量的2/3,打磨30min后,添加葵花籽质量2%~3%的食用色拉油,然后继续打磨100min,至瓜子光亮、平滑、美观,没有白边(不含有盐分)即可。若葵花籽表面有部分灰边,则说明色拉油欠缺,应再加入少量色拉油继续打磨至质量要求;若色拉油添加过量,葵花籽经过打磨后表面发污,没有光泽,则应再加入少量待磨葵花籽继续打磨,直至达到产品光洁度后即可。色拉油中可添加适量抗氧化剂BHT或BHA。
2.1.6 冷却。由于摩擦生热,磨光后的葵花籽有一定的温度,如果不经冷却直接包装,将影响葵花籽的品质,因此必须充分冷却后再包装。
2.1.7 筛杂。因为生产过程中会产生部分杂质,装入袋中影响感官质量,需要筛除这些杂质。
2.1.8 包装。炒好的葵花籽应及时分装,避免葵花籽水分变化。包装规格为100g和200g袋装。
2.2 葵花籽粉茶
2.2.1 葵花籽脱壳。葵花籽的脱壳主要采用脱壳和壳仁分离相连的工艺技术,这样才能使脱壳效果更好。在脱壳过程中,应尽量防止将葵花籽破碎,力求保持籽粒完整。葵花籽脱壳后,要求脱壳率为90%以上,仁中含壳率用3.94目/平方厘米筛检验为10%以下,壳中含仁率不超过1.0%。脱壳后的葵花籽仁按照比重分出大小不同的粒级,分级标准分别为:400粒/盎司、470粒/盎司、510粒/盎司。
脱壳过程中产生的葵花籽壳通过气力输送的方式送至葵花籽壳暂存库。
2.2.2 烘焙。脱壳后的葵花籽仁通过烘焙机以使籽仁的含水量降到5%以下。
2.2.3 粉碎、混合。烘焙干燥后的葵花籽仁通过磨粉机进行粉碎,然后与红薯粉在混合机中进行混合,同时加入芝麻油、熟化芝麻、白砂糖、味素等辅料。
2.2.4 包装。混合后的葵花籽粉茶经过计量和真空包装后即制得成品。包装规格为250g袋装。
2.3 葵花籽面包预拌粉
葵花籽面包预拌粉的生产工艺在葵花籽预处理、葵花籽脱壳、烘培上与葵花籽粉茶的生产是一样的,不再赘述。以下是后面的加工工艺:
2.3.1 粉碎、混合。烘焙干燥后的葵花籽仁通过磨粉机进行粉碎,然后与小麦面筋粉和其它辅料按一定比例一起进行混合。
2.3.2 包装。混合后的葵花籽面包预拌粉经过计量和真空包装后即制得成品。包装规格为500g袋装。
3 主要工艺技术指标
4 生产主要原辅材料、动力消耗指标
5 主要生产设备
原料提升输送设备、振动清选机、永磁筒式磁选机、比重去石机、手工精选台、葵花籽剥壳机、风力分选器、紫微光杀菌机、预处理除尘系统、预处理自控系统、预处理配电系统、电动洗锅、不锈钢煮锅、不锈钢炒制机、葵花籽冷却机、磨光机、葵花籽筛杂机、汤料配置罐、烘焙机、磨粉机、干混机、电子计量秤、装箱机、配置罐、磨粉机、干混机。
关键词:双控预防机制;化工安全生产;安全管理
化工厂在其生产环节易发生爆炸、火灾、中毒事故,一旦缺乏安全保障,极易影响化工厂运营秩序,而且还会造成更大的财产、生命损失,降低信誉度。因此,在安全生产管理阶段,需制定科学的防控计划,充分运用双控预防模式,将生产风险保持在可控状态下,由此打造优良防范环境,为其高质量运作奠定坚实的基础。
1双控预防机制在化工安全生产管理中的必要性
1.1消除安全隐患
在化工安全生产管理中,主要以化工生产项目的安全性为根本,而在双控预防机制下,能够有效消除安全隐患。所谓的双控预防机制,是隐患排查治理联合安全风险分级管控形成的双重保障机制。化工事故的发生往往伴随着一定的安全风险,若管理者能在日常巡查中切实找到安全隐患,并实施治理措施,可降低事故发生率。例如在对某起化工爆炸事故进行调查时,发现其爆炸原因在于压缩机螺纹小径与出口的尺寸存在1.538mm的偏差,造成螺纹突然脱落,从而造成油液外泄引起爆炸。据此,经过双控预防机制,管理者能及时发现螺纹尺寸问题,之后对其进行替换,继而消除爆炸隐患。
1.2维护生产秩序
双控预防机制的应用还能有效维护化工企业的生产秩序,使其免遭破产风险。结合山东省德州市某化工厂爆炸事故结果,其中在年氨醇16万吨、尿素25万吨生产项目中,在生产过程中因气体泄漏诱发爆炸事故,该事故共计造成九人死亡,一人重伤。一旦发生事故,将导致企业负责人无法在短时间内再次投入到生产项目上,除了需要承担伤亡人员的抚恤金、医疗费等费用外,还需承担赔偿职责。而且对于直接责任人还将面临重大的失职处罚,最终在影响企业整体信誉度的前提下,也干扰了正常的生产秩序。此时,若能预先运用双控预防机制,可在一定程度上增加管理有效性[1]。
1.3提高管理水平
双控预防机制既能准确辨别危险源,又能提出可行性预防措施,由此提高安全生产管理水平,在保障企业生产安全的基础上,还能减小事故风险。无论是螺纹尺寸不当还是气体泄漏,管理者都能对其进行预判,便于真正展现出管理职能,为化工企业的良性发展给予助力。基于此,双控预防机制在化工安全生产管理中具备突出价值,值得推广。
2双控预防机制在化工安全生产管理中的优化措施
2.1实施管理岗位双检模式
在化工安全生产管理中,为了进一步降低事故发生率,还需要通过管理岗位双检模式的方法,强化管理效果。其中所指的双检模式包含细节检查与巡检两项内容。关于细节检查,它是按照闭环管理理念,对化工生产流程中的操作人员、管理人员、机械设备进行定点检查,这样才能及时找出安全隐患,并将其划分为不同的风险等级,按照等级顺序提前处理高风险隐患。如在细节检查中可按照人力、周期、标准为依据开展检查工作。如对于生产线上的操作人员,可对其岗位职责的匹配度、人员行为规范性进行检查。而周期检查是围绕化工设备的性检测周期、运行环境在固定时间里对其检查一次。至于标准检查,是判断机械设备的紧固度、精确性、连接性、密封性是否符合实践操作要求。一旦发现螺栓未拧紧、活塞杆老化、气体密封罐不严等问题,需立即对其予以修复,以此在根本上消除危险源。管理者在双检模式下还需对其细节检查流程进行细致说明。好比某企业在细节检查中,管理者专门针对临氢机组操作岗位上的人员的岗位职责履行程度进行检查,若发现在其运行中存在压缩机噪声问题。而操作员未能及时理会,则代表该人员存在失职行为[2]。之后经过管理者的指导后,操作员对其噪声原因进行检查,若能够自行处理,则交由操作员修复。否则将进入专职定期细节检查环节,若维修工也不能解决则由精密维修人员检查,直到问题得以解决方可结束检查任务。至于巡查模式可依靠智能巡检平台,联合巡检人员、部门领导、管理中心成员共同在平台操作中判定风险源,之后可在信息共享中实施巡检,借此优化检查效果,巩固岗位职责。
2.2编制完善化应急预案
化工企业要想达成安全生产目标,还需要在管理阶段编制完善的应急预案,以此保证管理者在隐患排查、风险评估中能够具备突出的应急能力,最大化挽留企业损失,避免真正发生事故后,引起严重的后果。一般情况下,为了更加全面的处理事故问题,管理者还可从自然灾害、危险化学品泄漏、职业病危害、供电故障、火灾处理等多个方面分别制定应急预案,以便在突发事故后能够迅速进入到应急处理环节。此外,还可对每一项安全事故的风险等级进行科学划分,然后按照等级评估结果组建对应的管理小组,便于规避生产风险[3]。如某企业曾将安全生产事故按照大型事故、重大事故、较大事故、一般事故、小事故的风险等级划分为五个风险等级,而且还将危险化学品泄漏引起的中毒事故分从一级到三级分为三类。同时,该企业还专门成立了应急办公室、应急指挥中心以及信息沟通小组。该企业在接到操作员、管理者提供的风险预警信息外,需对其事故风险等级进行评估,之后对于小风险可通过启动警报、紧急公告等方式引起相关人员注意。若出现有毒气体大范围泄漏等问题,则进入到应急启动中,从应急通讯、应急组织调配、应急指挥等部分增加其安全性,若属于大型事故等级,还需寻求增援,这样才能保证企业在双控预防机制辅助下,改善企业安全生产管理现状。
2.3设置统一化管理标准
为了进一步保障化工企业生产安全性,还需为其制定统一化管理标准,以此作为双控预防机制的实施依据。具体可从下述三种标准进行规范:第一,责任标准,在杜绝失职行为时,还需按照“专人专职”的管理方式,对操作员、管理员、部门负责人的岗位职责进行清晰化划分。如上述提到操作员具有定期检查操作设备运行状态的责任,一旦未能做好本职工作,可通过扣除奖金、剥夺其晋升机会等方式对其进行处罚,反之可为表现优异者发放奖金。对于责任范围、奖规定都需要提出可靠的管理规定;第二,培训标准,由于部分管理者、操作员缺乏安全管理意识,造成他们对双控预防机制的认知理解较少,此时可采用职业培训形式加深记忆。对于培训活动需从培训周期、培训内容、培训对象给出明确标准,这样才能调动参训人员积极性,提高企业风险评估精准度;第三,针对双控预防机制还可对管理者进行绩效考核,若尚未达到绩效考核目标,可给予警告,或者在其不作为情况下实施调岗,防止形式化预防,加剧化工企业火灾、爆炸风险。正如某化工厂为了响应上级领导的双控预防机制的建立号召,专门研发了双控预防软件,其中包括“首页、随手拍、告警、我的”四个模块,且每个模块分别包含化工生产风险、危险源、职业病危害处理综合内容,借用此软件确实为该企业提出了便捷条件,而且还可通过软件信息掌握防范标准[4]。
2.4建立风险评估排查制度
双控预防机制是实现隐患排查与风险评估的同步管理,以此最大范围控制化工生产风险,包括判断是否存在接触不良、密封不严等风险。同时,还可对风险区放置充足的消防设施,并提出详细的管理制度,无论是在排查还是评估过程中,都需要得到管理制度的约束,一方面,可从人力管理上提出规章制度,对其操作行为实施震慑,增加双控预防机制的可行性。另一方面,可对化工设备的运行、购进、维修、保养进行全面管理,最终可提高防范水平。以某化工企业颁布的管理制度为例,其中涵盖了管理目的、管理依据、适用范围等条例。遵照“安全生产条例”“安全生产管理办法”“企业安全标准化规范”等条例,以操作员、运输工具驾驶员、化学品保管员等人员为管理主体,促使企业员工各司其职。同时,该企业还专门提出“安全生产月”等活动,借助媒体宣传技术,对双控预防机制下形成的各项措施步骤进行传播,继而打造全员参与环境。因此,隐患排查风险评估制度的编制很重要。
3结语
综上所述,双控预防的机制在化工安全生产管理中具备突出的必要性,若能加强应用,有利于提升化工行业的发展质量。对此,应从管理岗位双检模式、完善化应急预案、统一化管理标准、风险评估排查制度等方面着手,促使化工生产中能够形成强有力的管理基础,在提高管理水准之上,维护化工生产空间安全,满足新时代化工安全生产管理需求。
参考文献:
[1]生霞.双控预防机制在化工安全生产管理中的必要性探索[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(12):19-20.
[2]陈雪峰,于龙,周欣.落实并创新风险分级管控和隐患排查“双控机制”的方案研讨[J].建筑安全,2020,35(04):48-50.
[3]牛玉斌.浅谈如何构建“双控机制”提升安全管理水平[J].石化技术,2019,26(12):176,183.
【关键词】低碳经济 甲醇生产 工艺优化
科学研究表明,全球气候逐渐变暖,温室效应日趋严重,为了满足人类社会发展要求,人们开始大力提倡减少温室气体排放的经济发展方式,即低碳经济。低碳经济的核心是利用新技术,降低能耗和二氧化碳排放量,减轻污染,提高能源利用效率。随着我国工业的迅速发展,对工业原料的需求一直呈上升趋势,其中甲醇是基础工业原料产品,对于甲醇生产企业而言,如何在新形势下优化工业技术、合理有效的利用能源、实现经济效益和环境效益的共赢已经成为企业发展的重要课题。本文试图以榆天化为例,分析低碳经济下的甲醇生产的工艺优化方案。
1 甲醇生产工艺简述
榆天化在生产甲醇时主要通过对天然气的转化来制取生产原料,目前我国以此为原料基础的甲醇生产按照合成器转化的形式差异,其转化工艺共有七种之多,可以分为三个类别:一段蒸汽转化法、两段转化法和换热式转化。其中一段蒸汽转化法的后续工艺分为补碳和不补碳两种,补碳时间可以在转化前或者转化后进行,工艺流程各有差异。
榆天化公司从节约能源考虑,对甲醇生产的设备条件和系统进行了改造,利用化工厂尾气完成转化前的补碳操作,在减少二氧化碳排放的同时,降低了生产甲醇的天然气能源消耗量,通过实现环保、节能的优化策略,增加了企业的竞争力。
2 一段蒸汽转化法制取甲醇的反应以及补碳原理
根据榆天化生产甲醇的工艺手法,本文重点对一段蒸汽转化进行分析。
设备在实际运转过程中,一部分一氧化碳会和水蒸气发生反应生成二氧化碳和氢气,其合成过程中的二氧化碳反应速率低于一氧化碳,因此系统中存在大量多于的氢气,根据相关的实验数据显示,生成1吨甲醇将产生1000m3氢气,这些氢气成为系统合成回路中的循环气体,参与合成反应,使得有效气体的浓度下降,合成系统的回路规模增加,加大了循环气压缩产生的功能损耗,弛放气只能作为燃料供给转化炉,造成了大量氢气的浪费。
在实际生产过程中要对有效气体的排放进行考量,如果能够对驰放气中的氢气再次回收利用,则可以补充更多CO2,从而提高甲醇产量。
3 基于低碳经济的甲醇生产工艺优化方案分析
3.1 甲醇生产工艺优化设计思路
对甲醇生产工艺进行优化设计,必须解决合成过程中氢气过量的问题。在具体操作时可以分为两个方面进行:一是分离过量氢气,对氢气产品进行提纯,然后用于制作相关工业产品或者作为燃料使用;二是补碳,在生产过程中补碳的主要方法有:
(1)对化工厂排放的CO2进行有效利用,将废气补入生产流程。
(2)回收甲醇厂烟道中的脱碳尾气,将烟道气体中的CO2补入天然气,一同参与转化反应。
(3)利用两段转化法,将二段部分产生的CO2全部保留,从而提高碳元素在转化气中的含量。补碳方式的应用要结合企业生产实际判断,以榆天化为例,在生产甲醇时利用了化工厂排放的大量废气,因而更适合采用一段蒸汽转化补碳工艺。
3.2 甲醇生产工艺流程分析
榆天化公司生产甲醇是以天然气作为基础原料,其生产工艺流程为:首先净化作为基础原料的天然气,将净化后的甲烷气体与废弃回收的CO2混合,一同经过饱和塔,在转化炉中进行转化,然后对转化完成后的合成气体进行压缩,使甲醇合成和压缩流程有效结合,甲醇合成后通过三塔流程完成精馏,最终得到精甲醇产品。
3.3 补碳装置设计
改造工程利用辐射加热完成补碳,通过对CO2的补充减少生产过程中的天然气损耗,降低生产成本。
其工艺流程包括以下步骤:首先对管道中的天然气进行加氢和脱碳处理,然后使天然气与净化后的二氧化碳混合进入饱和塔,再将合成气体送入一段蒸汽转化炉,在转化炉中完成补碳,此时天然气成为CO、H2、CO2的合成产物,适当调整合成产物中成分含量的比率,将数值控制在2.05到2.10之间,接着经换热进入甲醇合成塔,对一段蒸汽转化炉产生的反应气体进行冷却处理后送入压缩机组,驰放气经过H2回收后作为燃料,甲醇合成后的产品通过甲醇精馏装置,最终得到合格的精甲醇产品。
3.4 运行效果分析
3.4.1 工艺优化的经济效益分析
经过改造后,同产量甲醇生产所消耗的能源有不同程度的降低,单以天然气损耗为例,补碳后每制取1吨甲醇减少了110m3的天然气使用量,按照工商业用天然气销售价格2.79元/ m3计算,天然气原料成本下降306.9元,提升了产品的利润空间,有利于企业经济效益的增长。
3.4.2 工艺优化的社会效益分析
在实行工艺优化后,CO与CO2的转化比为2.2,显著提高了H2的利用效率,降低了CO2的排放,有利于改善社会环境。
4 结语
对甲醇生产企业进行工艺优化,将补碳技术运用到生产过程中,有效的解决了甲醇制取过程中氢气量大、甲醇浓度不足的问题,降低了天然气等生产能源的损耗,提升企业经济效益的同时,通过对化工厂废气的回收利用,减少了温室气体的排放,降低了对大气环境的污染,在实现低碳经济的基础上改善了社会生态环境,有利于促进人与自然的和谐发展。
参考文献
[1] 张桂林,姜薇,周岐雄,等.天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳方法探讨[J].天然气化工(C1化学与化工),2009(04)
[2] 徐华银,刘会祯.前补碳工艺在甲醇生产中的节能减排作用[J].石油和化工节能,2011(01)