连续与间歇化工工艺过程特点与流程

宋杨

摘 要：在连续过程中，原料连续不断地通过一组专门设备，每台设备处于稳态操作并且只执行一个特定的加工任务，产品以连续流动的方式输出。在间歇过程中，原料按规定的加工顺序和操作条件进行加工，产品以有限量方式输出。习惯上称非连续化工过程为间歇化工过程。

关键词：连续；间歇；化工工艺；过程特点；流程

在连续过程中，原料连续不断地通过一组专门设备，每台设备处于稳态操作并且只执行一个特定的加工任务，产品以连续流动的方式输出。在间歇过程中，原料按规定的加工顺序和操作条件进行加工，产品以有限量方式输出。习惯上称非连续化工过程为间歇化工过程。

1 间歇化工过程的特点

1.1动态性

间歇过程具有很强的非线性特点，操作参数随时间而不断改变。操作人员或程控系统需要不断地改变间歇过程的操作，以保证得到合格产品。这对过程控制工程师提出了严峻的挑战。

1.2 多样性

间歇过程的多样性表现为：产品批量可能小到几千克，也可能大到几千吨；一个间歇过程每年生产的产品数量可从一个到几百个；一些加工设备的操作可能很可靠，也可能不可靠；产品的生产对人力或其他资源的需求可能具有决定作用，也可能忽略不计；对操作人员而言，加工要求及操作条件可能相差很大，熟悉一类产品的生产过程，并不一定能操作另一类产品的生产。

1.3 不确定性

在间歇过程中，一些在特殊设备中进行的反应，由于反应机理比较复杂，对整个反应过程缺乏全面的了解。因此，间歇过程具有不确定性。某类设备的操作性能可能会随时间的增加而恶化。原料的质量及其他公用设施可能会在生产过程中发生不可预料的变化。这些不确定性增加了对间歇过程操作和控制的难度。

2 間歇过程的操作方式

在间歇过程中，生产操作是逐级向下传递进行，一个间歇设备或间歇级的基本操作顺序是：进料、加工、等待倒空、倒空、清洗、等待进料、进料，如此构成一个操作循环。在间歇独立操作过程中，设备加工两批物料的时间间隔称为“循环时间”。顺序地从工厂得到两批产品之间的时间间隔称为“限定循环时间”，也称为“批间隔”。若某个间歇级的循环时间等于批间隔，则该间歇级构成了间歇操作过程的“瓶颈”，它称为“时间限制级”。

间歇过程可采用不同的操作方式进行操作，Gantt图或条线图是最常用的表示方法。Gantt图的纵坐标代表间歇级或单元级，横坐标代表时间。它说明了同一批产品对不同间歇级的占用时间，或者说明了任一间歇级对不同批产品的时间分配。

3 间歇过程与连续过程的比较

间歇过程的本质是动态的，操作条件及产品质量都会随时间而变化。而连续过程的本质是稳态操作，其操作条件及产品质量都不会随时间而变化、通过详细的系统分析，可找到连续过程的瓶颈问题，而间歇过程的瓶颈问题随产品及操作策略而改变。

间歇过程中，由于要在有限的时间内，用有限的设备、原料及公用工程生产多个产品，就必须对整个生产过程，进行有效的排序或进行生产时间表安排。由于间歇过程的柔性和弹性，它适合于市场供求不稳定的产品的生产，连续过程则适合于市场供求稳定的产品的生产。

4 间歇与连续工艺过程流程设计

针对不同的过程，开发连续过程流程设计必须进行如下各项工作：（1）选择所需要的各个单元设备；（2）选择各单元设备之间的连接方式；（3）确定需要研究的过程替代方案；（4）列出主要的设计变量；（5）估计最佳的加工条件；（6）确定最佳的过程方案。

由此可见，设计间歇过程需要比设计连续过程做出更多的决策。有人建议设计间歇过程的最佳方法是先按连续过程来进行设计，可以使筛选过程方案和确定最佳过程的流程图都变得简单些。

参考文献

[1]罗旋.化工行业发展模式初探[J].科学技术，2006，6.

[2]齐健国.关于化工理论与政策的思考[J].经济纵横，2004，2.