宋楊

摘 要：在連續(xù)過程中，原料連續(xù)不斷地通過一組專門設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備處于穩(wěn)態(tài)操作并且只執(zhí)行一個(gè)特定的加工任務(wù)，產(chǎn)品以連續(xù)流動(dòng)的方式輸出。在間歇過程中，原料按規(guī)定的加工順序和操作條件進(jìn)行加工，產(chǎn)品以有限量方式輸出。習(xí)慣上稱非連續(xù)化工過程為間歇化工過程。

關(guān)鍵詞：連續(xù)；間歇；化工工藝；過程特點(diǎn)；流程

在連續(xù)過程中，原料連續(xù)不斷地通過一組專門設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備處于穩(wěn)態(tài)操作并且只執(zhí)行一個(gè)特定的加工任務(wù)，產(chǎn)品以連續(xù)流動(dòng)的方式輸出。在間歇過程中，原料按規(guī)定的加工順序和操作條件進(jìn)行加工，產(chǎn)品以有限量方式輸出。習(xí)慣上稱非連續(xù)化工過程為間歇化工過程。

1 間歇化工過程的特點(diǎn)

1.1動(dòng)態(tài)性

間歇過程具有很強(qiáng)的非線性特點(diǎn)，操作參數(shù)隨時(shí)間而不斷改變。操作人員或程控系統(tǒng)需要不斷地改變間歇過程的操作，以保證得到合格產(chǎn)品。這對(duì)過程控制工程師提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1.2 多樣性

間歇過程的多樣性表現(xiàn)為：產(chǎn)品批量可能小到幾千克，也可能大到幾千噸；一個(gè)間歇過程每年生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量可從一個(gè)到幾百個(gè)；一些加工設(shè)備的操作可能很可靠，也可能不可靠；產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)人力或其他資源的需求可能具有決定作用，也可能忽略不計(jì)；對(duì)操作人員而言，加工要求及操作條件可能相差很大，熟悉一類產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，并不一定能操作另一類產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1.3 不確定性

在間歇過程中，一些在特殊設(shè)備中進(jìn)行的反應(yīng)，由于反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，對(duì)整個(gè)反應(yīng)過程缺乏全面的了解。因此，間歇過程具有不確定性。某類設(shè)備的操作性能可能會(huì)隨時(shí)間的增加而惡化。原料的質(zhì)量及其他公用設(shè)施可能會(huì)在生產(chǎn)過程中發(fā)生不可預(yù)料的變化。這些不確定性增加了對(duì)間歇過程操作和控制的難度。

2 間歇過程的操作方式

在間歇過程中，生產(chǎn)操作是逐級(jí)向下傳遞進(jìn)行，一個(gè)間歇設(shè)備或間歇級(jí)的基本操作順序是：進(jìn)料、加工、等待倒空、倒空、清洗、等待進(jìn)料、進(jìn)料，如此構(gòu)成一個(gè)操作循環(huán)。在間歇獨(dú)立操作過程中，設(shè)備加工兩批物料的時(shí)間間隔稱為“循環(huán)時(shí)間”。順序地從工廠得到兩批產(chǎn)品之間的時(shí)間間隔稱為“限定循環(huán)時(shí)間”，也稱為“批間隔”。若某個(gè)間歇級(jí)的循環(huán)時(shí)間等于批間隔，則該間歇級(jí)構(gòu)成了間歇操作過程的“瓶頸”，它稱為“時(shí)間限制級(jí)”。

間歇過程可采用不同的操作方式進(jìn)行操作，Gantt圖或條線圖是最常用的表示方法。Gantt圖的縱坐標(biāo)代表間歇級(jí)或單元級(jí)，橫坐標(biāo)代表時(shí)間。它說明了同一批產(chǎn)品對(duì)不同間歇級(jí)的占用時(shí)間，或者說明了任一間歇級(jí)對(duì)不同批產(chǎn)品的時(shí)間分配。

3 間歇過程與連續(xù)過程的比較

間歇過程的本質(zhì)是動(dòng)態(tài)的，操作條件及產(chǎn)品質(zhì)量都會(huì)隨時(shí)間而變化。而連續(xù)過程的本質(zhì)是穩(wěn)態(tài)操作，其操作條件及產(chǎn)品質(zhì)量都不會(huì)隨時(shí)間而變化、通過詳細(xì)的系統(tǒng)分析，可找到連續(xù)過程的瓶頸問題，而間歇過程的瓶頸問題隨產(chǎn)品及操作策略而改變。

間歇過程中，由于要在有限的時(shí)間內(nèi)，用有限的設(shè)備、原料及公用工程生產(chǎn)多個(gè)產(chǎn)品，就必須對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程，進(jìn)行有效的排序或進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)間表安排。由于間歇過程的柔性和彈性，它適合于市場(chǎng)供求不穩(wěn)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)，連續(xù)過程則適合于市場(chǎng)供求穩(wěn)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)。

4 間歇與連續(xù)工藝過程流程設(shè)計(jì)

針對(duì)不同的過程，開發(fā)連續(xù)過程流程設(shè)計(jì)必須進(jìn)行如下各項(xiàng)工作：（1）選擇所需要的各個(gè)單元設(shè)備；（2）選擇各單元設(shè)備之間的連接方式；（3）確定需要研究的過程替代方案；（4）列出主要的設(shè)計(jì)變量；（5）估計(jì)最佳的加工條件；（6）確定最佳的過程方案。

由此可見，設(shè)計(jì)間歇過程需要比設(shè)計(jì)連續(xù)過程做出更多的決策。有人建議設(shè)計(jì)間歇過程的最佳方法是先按連續(xù)過程來進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使篩選過程方案和確定最佳過程的流程圖都變得簡(jiǎn)單些。

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