从化学工程到药物制造.pptx

主要内容：1、化学工程与工艺主要学习哪些东西2、化学工程的专业知识在制药行业有哪些应用3、我对化工与制药交叉的理解与认识化学工程的基础课程化学工程的基础课程相信各位同学多多少少都学过这些课程，这些课程也都是我们化工同学学习化工专业知识的根本化学工程的专业课程化学工程的专业课程化原、化反、化热、化传、化分化学工程的发展史化学工程的发展史清华大学的金涌教授说，化工的发展可以分为以下几个阶段：1、化工生产的摸索和间歇反应阶段2、单元操作阶段3、三传一反阶段4、三传三转一反+X阶段5、绿色节能化工阶段科学，扎根于交流，发展于讨论酸醇酯化酸醇酯化AUTOCADAUTOCAD图图输送、反应、精馏、萃取、干燥 就是单元操作化学工程的发展史化学工程的发展史清华大学的金涌教授说，化工的发展可以分为以下几个阶段：1、化工生产的摸索和间歇反应阶段2、单元操作阶段3、三传一反阶段4、三传三转一反+X阶段5、绿色节能化工阶段科学，扎根于交流，发展于讨论化学工程的发展史化学工程的发展史由上面的分析我们可以得到下面的结论：一个产品的生产过程成熟的标志是，它由复杂的间歇生产过程变成大型、连续、节能的生产方式化工专业课程化工专业课程1 1化工原理 Union operations“化工原理”也叫“单元操作”1、流体输送 管道、泵2、搅拌 搅拌桨3、换热 换热器4、过滤 沉降5、吸收、解吸6、精馏7、萃取8、干燥 冻干、烘干化工专业课程化工专业课程2 2流体与过程热力学chemical thermodynamics热力学量=f f （温度、压力、组成）状态量：温度、压力、体积、组成、内能、焓、熵、自由能过程量：功、热平衡关系：化学平衡、相平衡化工热力学是热力学理论计算与实际应用的桥梁化工专业课程化工专业课程3 3化学反应工程 chemical reaction engineering化学反应速率=f f （温度、压力、浓度、催化剂）化学反应工程是“化工动力学”与“化工反应器”的结合化工动力学包括：“本征动力”、“宏观动力学”化工反应器包括：间歇流、平推流、全混流反应器化学反应工程是化工动力学在工厂实际应用的桥梁化工专业课程化工专业课程4 4传递过程原理Principle of transportation流体的连续性：质量守恒定律，流体连续性方程动量传递：牛顿粘性定律，运动方程热量传递：傅立叶传热定律，热量微分方程质量传递：费克定律，质量微分方程化工过程的基本研究方法：定理分析法、无量纲分析法、量级分析法、相似分析法化工专业课程化工专业课程5 5化工过程分析与合成Process industry analysis&compound1、稳态计算与分析：序贯模块、面向方程、联立模块法2、动态建模与分析：“三传一反”的综合应用3、过程系统的优化：参数优化和结构优化参数优化：温度、压力、浓度、流量结构优化：反应器尺寸、生产排班、换热网络、分离序列化工专业课程化工专业课程6 6过程自动检测与控制、Automatic detection&control1、基本的检测器：温度、压力、液位、组成、流量2、控制器：比例、积分、微分3、执行器：气开阀、气闭阀4、控制系统：简单、串级、比值、前馈、选择、分程、均匀5、典型化工控制：泵、精馏塔、换热器一个完整的化工生产过程是不可能缺少自动化控制的化工人研究的课题有哪些化工人研究的课题有哪些1、过程系统的建模与分析：机理分析，基础科学研究2、过程系统的优化：换热网络的优化，反应精馏耦合3、单元操作的优化：超重力改进、搅拌桨性能改进、吸附4、材料性能：纳米材料、碳纤维材料5、新型能源：太阳能电池、离子液体6、催化剂性能：石油催化裂解、尾气治理、多孔分子筛7、分子模拟：界面效应、有机化合物性能、细胞膜通透性8、煤化工、石油化工、超临界流体我做的课题研究我做的课题研究1 1平推流反应器的动态开工过程我的课题研究我的课题研究2 2精馏塔的稳态模拟我做的课题的研究我做的课题的研究3 3甲烷水合物的冰封效应化工生产与药物制造化工生产与药物制造化工和制药的共同点化工和制药的共同点1、无论是化工生产还是药物制造，反应的热力学、动力学，传递的机理都是一样的。热力学是用来判定反应能否进行，进行的程度动力学是用来反应进行的快慢所不同的是生物有机反应的热力学、动力学分析比传统的化工要困难得多。分子模拟的方法把两者的距离拉近了一些化工和制药的共同点化工和制药的共同点2、两者的生产单元操作的基本原理都是一样的流体输送、热量传递、分离方法（精馏、萃取、过滤、干燥）反应釜、搅拌桨、检测器所不同的是生物、药物的制造的生产装置要比传统化工的要复杂、精密得多。甚至是有些反应用传统装置根本实现不了新的化工生产方式“微化工”拉近了两者的距离化工和制药的共同点化工和制药的共同点3、药物制造的参数优化、结构优化、生产状况的调优方式可以借鉴于化工生产用ASPEN对系统进行稳态模拟间歇生产厂的生产排班的最优时间安排表换热网络的优化分离序列的安排所不同的是制药厂所用的能量一般都比较贵，如冷量、负压而化工厂多用热量、高压我对化工和制药交叉的认识我对化工和制药交叉的认识1、如果两者要交叉，那么请把最先进的东西亮出来，才谈得上交叉（比如，中科院研究的均相乳化器）2、大型、连续、节能、自动化的生产方式是降低药物价格的根本途径（实现方法是微化工）3、化工的发展可以给生物、药物制造提供更多的理论依据（分子模拟）谢谢！欢迎提问谢谢！欢迎提问报告人：兰友世 2013年10月10日