【关键词】磷化工；评价决策；支持系统；开发
1引言
现阶段，磷化工企业进行区域发展的规划和管理时，利用评价决策支持系统能够有效分析磷化工工艺中物料的实际消耗以及产出情况，进一步提升了磷化工技术的创新能力以及水平，所以加强对此系统的开发研究有着十分重要的意义。
2磷化工技术评价决策系统组成框架
现阶段，我国所具有的磷化工技术评价决策支持系统主要为磷化工技术，此系统能够有效的模拟磷化工工艺流程、衡算其热量并作出相应的技术评价。此系统主要由三个部分组成，即人机交换系统、模型库管理系统以及数据库管理系统，具体如下所述：2.1人机交互系统此系统中的人机交换系统主要对话的部件就是跟磷化工用户之间进行交互的截面，其主要包含的内容有：登录系统；程序的驱动菜单；修改数据的接口；录入数据的接口；保存评价结果；打印结果。而磷化工用户将相关的工艺信息参数录入后，磷化工技术评价决策系统则会将系统运行的最后结果展示给用户，因此，人机交互系统主要具有以下三点功能：①提供更为合适的前台界面，更好的显示对话的形式。②有效的显示并执行相关的系统数据信息的输入、输出以及转换。③对系统的人机交互进行控制，并管理好模型库，有效的集合并运行好数据库。2.2模型库及其管理系统磷化工技术评价决策支持系统的关键在于模型库以及对其所展开的各项管理工作，其主要包含有以下几个模型：①磷矿评价模型；②动态工艺流程图模型；③衡算物料和能量的模型；④设备选型模型；⑤生产报告的模型。各模型都是独立设计并编制的，增减模型数跟修改程序代码之间不受影响，系统的扩展性能以及整理性能较好。2.3数据库及其管理系统评价决策系统中所包含的数据库系统，能够将磷化工技术中所设涉及到的信息模型的所有数据进行存储，以便有效的实现人机对话，并处理和调用模型数据。此数据库以及其相关的管理系统具有建立数据库、删除修改数据、维护数据库、检索信息、统计数据等功能。其中，用户数据库则主要对用户的名称、密码、所在工作单位以及联系方式进行了保存；工艺数据库则对磷化工工艺的基本种类和简介有关信息进行存储，以便用户能够更好的选择和调用；磷矿数据库则主要用来对磷矿的产地、分布情况等相关信息进行存储。用户可以自行的调用一些已有的有关磷矿数据，并对其进行保存，而对工艺模拟计算中的物料以及能量进行存储，能够对前台页面的运行提供信息支撑。
3磷化工技术评价决策支持系统的基本功能
3.1评价原料的适用性磷矿作为磷化工生产的主要原料，其种类较多，且品位不一，所以为了对所选的磷矿进行初步的判定则对其适用性进行评价，从而判断此磷矿是否适合用来加工磷化工工艺，同时选出最佳的适用工艺。3.2物料衡算确定工艺的基本流程后，计算主要原料的消耗定额后要以原料跟产品之间的定量转化关系为参照，实现对各中间产物、产品以及副产物各物流量的判断，为衡算热量以及选用设备奠定基础。3.3能量衡算将物料能量的衡算当作基础，对工艺实施过程中可能达到的物理状态以及化学状态时所能够传出的热量进行确定，以便更好的进行后续的设备选型。3.4设备选型工艺设计的基础在于设备的选型，其也是项目投产之间的重要环节。而技术评价中所包含的设备资料能够为磷化工的经济性、安全性以及环境评价的基础提供相关的设备资料。3.5动态工艺流程图此系统中工艺流程图为动态的，因而用户能够切实的了解到工艺的生产流程，而流程图上具有的动态浮动的窗口数据，方便了用户对物料和能量的实际消耗和产出进行了解。而设计该系统主要面向的对象则为用户，因此动态的工艺流程图还能够给用户带来更为清晰、生动以及明了的视觉效果。
4磷化工技术评价决策支持系统的开发过程
4.1分析需求①评价目标。磷化工产品主要有三种，即磷酸、磷复肥以及磷酸盐，需要在生产过程中选出最具代表的典型工艺进行评价。②选择评价模型。③对磷矿评价的资料进行整理，计算评价目标工艺中所使用到的物料、能量，并绘制出动态的工艺流程图。④明确评价的报告形式。一般评估的最终结果需要以评价报告呈现，以便用户查看或者保存。4.2编制软件（1）以决策支持系统理论作为基础，来搭建出系统的整体框架，监理各个功能模块时则需要使用到微软SQLServer2005数据库管理开发系统软件以及J2EE技术作为主要工具。（2）对各部分的内容进行整合时需要利用到调试运行系统，确保系统具有兼容性。（3）完善人机对话的平台，构建基本平台后，要能够及时的检查前台页面中所存在的问题以及缺陷，并能够及时的进程修缮。
5磷化工技术评价决策支持系统设计
①进入主页后，点击技术评价，方能够进入到技术评价界面。②选择工艺。③选择磷矿。选择工艺以后进入到地图选矿界面。将主要矿区的矿石信息标注到Flash地图上，可以方便用户快速选择自己所需要的矿石进行测评，鼠标移至某矿点即显示该矿点矿石的组分。在此过程中可以自行的将矿石的组分输入到系统中，选择矿点的矿石，遵循相关的相关标准选择磷矿石。④录入基本的工艺操作参数。选择好磷矿后，则需要进行工艺操作参数的操作，其主要涉及到两种类型，即原料的流量以及工艺操作参数。数据录入页面上设置了“数据清零”和“恢复默认值”按钮，可以方便用户快速录入数据。⑤动态工艺流程图和报表单元。a.动态工艺流程图根据文献中的工艺简图和详细的工艺流程介绍，绘制了动态工艺流程图，点击“开车”按钮Flash文件开始播放，对实际工艺的生产过程进行模拟，当鼠标滑过某设备时，流程图上会将设备的基本名称显示出来，而数据录入之前流程图上只显示物流名称，物流量为空。b.报表单元报表单元包括主要原料消耗定额以及工艺流程中各部分物料衡算和能量衡算的详细报表，用户可以通过报表单元看到工艺过程中各主辅物流的产生量。⑥保存评价。用户查看完报表以后可以保存评价，以便下次调用。该工艺技术评价完成以后还可以继续进行经济评价、环境评价和安全评价。
6结语
磷化工技术评价软件的开发，为磷化工行业技术人员提供各类工艺技术评价相关信息，同时结合经济、安全和环境评价等功能，将提供较为完整的磷化工工业综合评价信息。将现代DSS技术运用到磷化工领域，扩展了计算机信息技术在磷化工领域的应用，推动了中国磷化工产业的技术水平提升。
作者:杨勇刘晓刚单位:贵州省瓮安磷矿
参考文献
[1]刘项.磷复肥工艺决策支持系统构建和运行[D].郑州大学，2011，12（12）：96.
【关键词】乳化炸药；生产工序；乳化；敏化
乳化炸药作为含水工业炸药的第三代产品，以其爆炸性能良好、抗水能力强、安全性能较好、对环境污染较小以及炸药原材料成本低廉、来源广泛等一系列优点成为现代具有较强竞争力的新型工业炸药品种。近几年来，我国乳化炸药生产工艺存在多种形式，现在主要是微机控制的连续式生产工艺。乳化炸药生产过程是一个复杂的工业工艺流程，涉及到许多工艺，其中原料配置、乳化、冷却及敏化的工业流程最为复杂，是典型的多变量、大滞后、多扰动的工业过程；这就要求对控制系统能进行远程控制且具因此在实际生产中我们有较强的实时性、可靠性和传输性；采用分级控制，完成从配料、生产、包装整个过程的控制，通过可编程控制器和智能仪表来控制现场设备的正常运行。
首先简要介绍乳化炸药生产的工艺流程，然后分析各工艺的原理及控制要求。
1.乳化炸药生产工艺流程简介
工艺原理：将预制好的无机含氧酸盐水溶液（分散相）和加有乳化剂的油相材料（连续相）按工艺配比连续泵入密闭的高能乳化器中，两者在高能乳化器中进行物理混合形成“油包水”型乳化基质（乳胶体）。乳胶体经输送、浸冷机冷却进入连续敏化机，发泡剂、发泡促进剂由泵输送经流量计至浸冷机尾部，与乳胶体一起进入敏化机均匀混合，发泡敏化形成乳化炸药，再运输填入到装药机包装成型。
根据上述原理，工艺流程分为以下六个工序：原材料（水相、油相）破碎、溶化制备工序，各相溶液输送计量工序，连续乳化工序，乳胶输送冷却工序，连续敏化发泡工序，产品装药包装工序。
2.乳化炸药生产工艺过程及其控制
原料配置工艺及控制。
2.1原料配置的工艺
生产乳化炸药的原料配方是多种多样的，各种原料的配比也有所差异。乳化炸药的原料主要有油相和水相两种，油相原料是将复合油相和乳化剂按比例加入溶化罐中，用蒸汽加热，搅拌后形成油相溶液放到油相贮备罐中备用。水相原料是将硝酸铵、硝酸钠、氯化铵、水按比例放入溶化罐中，用蒸汽加热，搅拌后形成水相溶液放入水相储贮备罐中备用。
2.2原料配置的控制要求
在原料配置工段最重要的是控制好原料的比例及温度，以免造成质量事故。由于加温方式是蒸汽通过罐子的夹套对物料加热，需控制的是物料温度，防止由于滞后带来的温度超调。水相及油相温度控制在90℃-100℃，另外，应实时检测储罐的液位，防止原料溢出或用完。水相材料加完后，注意观察水相温度。搅拌10分钟后，取样检测水相PH值和析晶点，为了保证乳化炸药的质量，必须保证水相溶液的氧化剂浓度复合配方的要求，因此，在乳化前必须测定和调整水相溶液的浓度。
2.3析晶点测试方法
将已溶化好的水相溶液从溶化罐的出口处取出一定的量，倒入到一个套有温度计橡胶塞的250ml三角烧瓶里200ml，将温度计的水银球插入液面以下开始摇晃三角烧瓶，边摇边注意观察水溶液中是否有细小毛絮状物质结晶，当有细小结晶出现，且一瞬间液体不透明时，立即观察水溶液温度，此温度既为水相析晶点。如在预定值范围内则为合格。当实测析晶点高于预定值时，可以向水相罐中加入适量水，并搅拌均匀后再测之；当实测析晶点低于预定值时，可以向水相罐中加入适量硝酸铵和硝酸钠，并搅拌均匀后再测之。以此方法进行调整。
3.乳化工艺及控制
3.1乳化工艺
油相原料和水相原料溶化好后，分别放入贮罐，达到工艺条件要求后，即可开始乳化的生产。乳化工艺是将配置好的油相原料和水相原料，在贮罐里按照工艺要求的比例通过泵送进入乳化器乳化，乳化后形成一种匀稳定的油包水型物质，即基质。
3.2乳化工艺的控制
乳化工艺的关键是控制好油相原料和水相原料流量的稳定。在显微镜下，基质是一颗颗外部是油，内部是水的颗粒。在启动输送泵时，如果水相流量超调太大，导致形成不了油包水的状态，即乳化失败。油相流量控制不好，会导致外部的油膜过厚或过薄，影响产品性能。因此，乳化时，先将油相原料送入乳化器，流量稳定后，开启乳化机，再送入水相原料，在乳化器的高速搅拌下，形成膏状物体。此段工序要求油、水相温度稳定在90～100℃，流量稳定在工艺要求的范围，超限能报警并同时停机。在此生产过程中我们采用两台变频器分别对油相和水相配比泵转速进行调节，通过微机室实时观察，保证油水相流量在范围呢，实现水，油相配比流量的控制。
4.冷却工艺及控制
4.1冷却工艺
乳化基质的冷却是全连续生产线中的关键工序之一，它是关系到后续敏化、装药工序能否正常工作，以及能否与前面的设备生产能力相匹配。由于炸药的配方不同，冷却的方式有很多种，目前较多的使用的是水冷却。
冷却工艺是将乳化好的基质通过浸冷机，在经过浸冷机与冷却水发生热交换，使基质温度下降到敏化工艺所需的工艺温度。其作用是将乳化好的基质经过浸冷机后能降到所需的工艺温度。乳化好的基质经过布料器送进浸冷机，基质在通过浸冷机时与冷却水发生热交换，达到降温目的。
4.2冷却工艺的控制
冷却工艺需监测乳化基质，实时检测各级冷却机出口的基质温度，冷却水进水和出水的温度，控制通过冷却机冷却水量的大小，使基质温度降到工艺要求范围。此工艺要求通过检测基质温度，冷却水温度，来调节冷却水的大小，最终控制基质温度，使基质温度降到工艺要求范围。
5.敏化工艺及控制
5.1敏化工艺
敏化工艺是乳化炸药生产中最为关键的工艺，前段的乳化、冷却产生的基质是没有雷管感度的，经过敏化工艺后具有了雷管感度，就是炸药。
其工艺过程是将前段冷却工艺冷却到工艺要求范围内的基质通过物理或化学方式在基质中生成均匀稳定的气泡。敏化工艺的好坏受乳化效果、冷却温度、压力、敏化剂加入量等因素影响，而判断敏化工艺好坏的方法就是检测敏化后的物料密度。
5.2敏化工艺的控制
敏化工艺的主要控制参数是物料的密度，密度的控制在物理方式时是控制膨胀珍珠岩的加入量，化学方式时是控制敏化剂的加入量和反映速度。物理方式和化学方式都受乳化效果、物料温度、压力因素影响。乳化效果影响气泡的稳定性，导致密度的稳定性差，进而影响炸药的性能和储存期。因此，敏化过程需通过检测冷却好的基质温度，流量，调节加入敏化剂的大小，化学敏化时需控制敏化剂反应的时间，最终控制物料的温度及密度。工艺参数超限时能自动报警并同时停机。保证了炸药生产的稳定、可靠。
【关键词】化工生产；工艺流程；产排污；一般特征
0引言
一般来说化工产品的生产过程都比较复杂，主要体现在生产工序多、操控要求高。有时要得到一个化工产品需要经过几十个工序，动用上百个设备。但有一点是不变的，那就是任何化工产品的生产过程都包含若干个化学反应、产物分离、物流输送流程、热量传递等单元式的生产过程。因此，为了便于对化工生产工艺流程中产排污一般特征的认识，可将化工生产工艺流程分割成化学反应、物料分离、物料输送流程及热量传递、物料的计量包装等单元式的工艺流程。在认识化工生产产排污一般特征时，从单个流程开始认识，逐个分析击破，最后再将污染源汇总，达到了解化工生产产排污特征的目的。
1化工生产工艺流程的组成
化工生产工艺流程可分割成物料输送、传热工艺、化学反应工艺、物料分离工艺以及物料计量、包装工艺等单元式组成部分，需要强调的是将化工生产工艺分割成单元式工艺流程只不过是为了便于认识工艺流程产排污特征的一种理想化设想，在实际化工生产过程中这些单元式工艺流程之间并不存在严格界限，它们都是有机融合在一起的。
1.1物料输送工艺流程
物料输送是在化工生产过程中将物料从一个设备输送到另一个设备工序安排的程序。在化工生产过程中会使用很多设备，也将需要将物料在各设备之间转移的工序。由管路、储罐和输送设备组成的工艺流程即为化工生产过程中的物料输送工艺流程。物料输送工艺流程是化工生产工艺流程中的纽带，是将各生产设备联系在一起的生命线。合理的输送工艺流程不仅能提高生产效率而且能降低能耗，反之亦然。
1.2传热工艺流程
传热工艺是在化工生产工艺过程中控制温度、压力工序安排的程序。化学反应和反应物料的分离都是在一定的温度、压力下进行的，用来控制化工生产过程中温度、压力下进行的，用来控制化工生产过程中温度、压力的工艺流程即为能量传递工艺流程。合理的能量传递工艺流程能大大地提高生产效率而且能极大地减少能耗，降低生产成本，提高经济效益，它也是衡量该生产工艺水平的一个重要指标。
1.3化学反应工艺流程
化学反应是化工原料在反应装置里进行化学反应得到新产品工序安排的程序，它是化工生产工艺流程的核心部分，它的先进与否直接关系到该生产工艺技术水平。很明显，在化工生产过程中肯定会发生一个或多个化学反应，只有发生化学反应的生产过程才是化工生产过程。
1.4物料分离工艺流程
物料分离是将化学反应工艺流程中的生成物分离成高纯度产品各项工序安排的程序，有时也称之为传质工艺流程。原料在发生化学反应时会同时发生很多副反应，也就会产生很多副产物。而化工生产是要根据工艺要求得到较纯物质，因此，在化工生产过程中就必须将发生化学反应得到的混合物进行分离从而得到较纯的物质。实际上，之所以认为化工生产过程复杂，主要表现在反应混合物的分离过程复杂。一个产品的分离可能包含吸收、精馏、过滤、萃取、结晶、干燥等多个工序。化工生产物料分离工艺流程是化工生产工艺流程的主要部分，它的优良与否直接关系到该产品的收率情况，也是衡量该生产工艺水平的主要指标。
1.5物料计量、包装工艺流程
计量就是在化工生产过程中对原料、中间产物、产品进行量化的过程。包装是为便于产品的储运、对外供应而进行的一种操作。在化工企业中，物料的计量、包装是化工生产过程不可或缺的一部分。准确、快速对物料计量、包装对确保整个化工装置生产过程的安全连续运转，有着非常密切的关系和重要作用。
2产排污一般特征分析
分析化工生产中的产排污通过将化工生产工艺流程分割成单元式的工艺流程，从单个流程开始逐个分析认识，将复杂的流程分段梳理，达到了解掌握整个生产流程产排污情况的目的。笔者以某公司天然气制亚氨基二乙腈生产工艺为例，将化工生产根据单元式工艺流程分段划分对其产排污一般特征进行分析。
2.1物料输送过程的产排污
物料输送过程中的产排污主要指生产中所使用的易挥发原辅料，在生产过程中贮存、使用等环节，不可避免地产生挥发气体，排放废气主要发生在两部分：生产系统和储运系统，包括无组织逸散和有组织排放。将产生的挥发性气体通过管道集中收集处理后排放可转变为有组织排放。
天然气制亚氨基二乙腈项目生产系统排放集中在氢氰酸装置液氨净化工序、氢氰酸反应工序、甲醛装置甲醛合成工序、羟基乙腈装置羟基乙腈合成工序产生的NH3、甲醇、甲醛等挥发性气体，主要发生的节点在反应釜阀门的泄漏及原料液输送转移过程。储运系统排放集中在氨罐区、甲醇罐区、甲醛罐区等，主要污染物为NH3、甲醇、甲醛等挥发性气体。
2.2传热工艺过程的产排污
传热工艺过程中的产排污主要指生产中的集中供热、供汽系统所排放的污染物，天然气制亚氨基二乙腈项目具体是指废热锅炉（包括尾气燃烧炉和有机废液焚烧装置）产生的锅炉废气和锅炉排污水。
2.3化学反应过程的产排污
化学反应过程通常是一个密闭的工艺系统，产排污一般特性为工艺过程产生的不凝气体和反应废催化剂。天然气制亚氨基二乙腈项目具体是指反应装置产生的尾气和废催化剂，其中尾气成分以CH4、HCN、CO为主，属可燃性气体，处置手段为尾气吸收后燃烧排放，主要污染因子包括烟尘、SO2、NOx等；废催化剂包括氢氰酸装置氢氰酸反应器产生的废催化剂、甲醛装置甲醛合成产生的废银催化剂等。
2.4物料分离过程的产排污
物料分离过程由于化学反应过程副反应众多，反应混合物成分复杂，为得到较纯物质使得分离过程复杂，产排污点众多。天然气制亚氨基二乙腈项目废气污染环节包括亚氨基二乙腈装置多次离心母液焚烧产生的焚烧废气、亚氨基二乙腈装置晶体干燥、硫酸铵装置晶体振动干燥过程中产生粉尘，以及硫酸铵装置硫铵液浓缩结晶过程产生浓缩蒸汽；废水污染环节包括氢氰酸装置天然气预处理过程产生的水洗脱硫废水、亚氨基二乙腈装置原液结晶过程产生的分离废水、亚氨基二乙腈装置反应液急冷、蒸发过程产生的急冷废水；固废污染环节包括原辅料天然气、液氨过滤净化产生的废活性炭、有机废液焚烧装置产生的炉渣等。
2.5物料计量、包装过程的产排污
物料计量、包装过程中的产排污主要指生产的产品在计量包装过程中排放的污染物，所排放的污染因子产品中所含成分为主，以气态、粉尘的形式排出。
3结论
通过将化工生产工艺流程分割成单元式的工艺流程，分析化工生产工艺流程产排污一般特征如下：
3.1可将复杂的化工生产工艺流程分割成物料输送流程、化学反应、物料分离、热量传递及物料的计量包装等单元式的工艺流程
3.2物料输送过程中的产排污一般为生产中所使用的易挥发原辅料，在生产过程中贮存、使用等环节产生挥发性气体
3.3传热工艺过程中的产排污主要指生产中的集中供热、供汽系统所排放的污染物，通常以锅炉污染物为主
3.4化学反应过程通常是一个密闭的工艺系统，产排污一般特性为工艺过程产生的不凝气体和反应废催化剂