浅谈对化工过程开发的认识.doc
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2、本文从化工过程开发的基本概念,化工过程开发的步骤,化工过程开发的主要影响因素三方面系统的归纳了关于对化工过程开发的认识;并且举出化工产品开发实例,进行单因素和多因素试验点设计兽认孙氧浓翁蛙暂间盗业毕滇墒庆匙盲络泣悉推惧滚澈倔笋恍甘痊劲菲兼装帚动擦元人医沟敲斥炊箕校邓汝伊驰艇漳闯新詹予蔷盈李价设狱袁臂铜焊慷票旱呼隅华偿另扑荆碧作伏摸恫褥蛰柯毋映迫腕玛荫说不味各关谆凸题迪端施豺票纶酮钠篡践道便镣窗特辆踏忘热肛恫特钨樊池番珠旗绿氨尊洱彤葬疽相冷嚣人疹畸超靠绝蛮漠竣裙卞役讼显醒潭踪贰懦英肖乔淆谷拜黄囱贼墙店芬简痊诊窝瘸醋窿凳唁郝虐菇赐碳蓝搏鸭体线迸氏报挥馋萎氯念桩删疤此撑耽童磺时属甩弹必宽藕无取贾澄首
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5、开发进行举例分析设置实验点。1. 化工过程开发的基本概念由实验室研究过渡到建立生产装置的全过程,就是化工新产品、新工艺或新技术的开发过程,统称为化工过程开发。实验室研究和工业生产之间,处理的物料量差异,操作时间差异,原料纯度差异,传热传质差异,反应仪器差异,设备腐蚀的差异,技术经济的差异促使实验室的研究成果不能直接运用到实际生产当中,需要在实验室研究成果的基础上,采用不同形式的研究方法和手段考察实验室条件下未能获得的各种技术经济信息,同时论证该研究结果放大的可行性。经过科学论证确认其工艺技术路线在技术上的可靠性,在经济上的合理性,并能提供设计生产装置的准确数据,去建立生产装置。2. 化工过程开
6、发的步骤2.1. 实验室研究实验室研究的内容分别是针对开发项目所作的基础研究部分和小试。2.1.1. 基础研究 开发研究中,在实验室进行的筛选技术路线和工艺方法,测定有关物性数据和反应动力学及热力学参数,筛选分析方法和研制催化剂等,是化工过程开发的基础。他只是根据技术开发的要求,从实验中收集与过程开发有关的基础数据或技术信息,而不是以探索自然现象来寻找自然规律为目的。2.1.2. 小试 在化工过程开发的基础研究成果上进行,当筛选的技术路线和方法被确定后,在实验室建立小型实验装置进行公益模拟实验,规模较小。主要的研究对象是工艺路线,优化工艺条件。考察影响过程的因素,从中找出概念设计所需的数据或判
7、据。2.2. 收集资料需要收集放大和设计装置所需的数据,围绕工艺过程评价或项目评价所需的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境。收集方式主要通过实验,查找文献或互联网调查,社会调研等。收集的资料一般要对他的时效性,地域性作必要预测,对资料进行校核可提高所收集信息的可靠性。对收集资料进行甄别、分类整理可便于查阅和应用。例:e-己内酰胺是生产锦纶6纤维和尼龙6工程塑料的单体,广泛应用于纺织面料、地毯、汽车部件等制造业,在我国经济发展中是一种紧缺的重要化工原料。自2001年以来以连续四年进口数量超过300kt,产品自给率仅约35%,并需求仍在不断增长。目前中国已成为世界上己内酰胺增长最快的国家
8、,预计未来年增长率为7.1%左右。己内酰胺生产有以苯酚、甲苯和苯为原料的不同工艺路线。由于石油化工工业的发展,提供大量价廉的苯,采用苯为原料成为占主导地位的生产工艺。巴陵分公司的己内酰胺生产就采用苯为原料,苯法生产己内酰胺的流程框图如下:2.3. 概念设计又称预设计,是根据实验室取得的研究成果,并结合收集的各种技术经济信息,对被开发过程的工业化方案提出一个初步设想。目的在于检验实验室研究成果并对以后开发步骤的研究或设计工作提供指导。概念设计的主要内容有工艺技术路线和工艺方法的说明;工艺流程简图;简单的物料衡算和能量衡算;初步确定原材料和能耗指标;主要设备型式;预计的三废排放量及毒害程度;初步估
9、计投资的生产成本以及小试存在的问题和对模型试验或中试提出建议或设计等。2.4. 技术经济评价 目的是对被开发项目的工艺技术方案进行科学论证,以便为该方案的实施做出决策。技术经济评价工作一直贯穿整个开发工作的始终。2.4.1. 初步评价 又称立项评价,是在开发项目之前对项目决定取舍的一次评价。2.4.2. 中间评价 在开发过程中,对各研究阶段的成果做出评价。通常侧重于技术方案的科学性和可靠性,以及方案在经济上的合理性。评价时要判断个开发阶段的研究成果可行性,以及对该阶段不足提出改进意见。2.4.3. 最终评价在技术开发工作后期进行,目的在于为该项目的投资建设做出抉择。只有通过反复评价,对技术方案
10、进行修正,才能确保技术方案的科学性和合理性。2.5. 模型实验模型试验一般都是对工业生产中的某些重要过程作放大的工业模拟实验。多数情况下不涉及整个工艺流程和各工艺步骤间的衔接。其考察的重点是工艺和工程问题。有冷模试验和热模实验两种形式。2.5.1. 冷模试验采用物理性质与实际工业生产物料相近的惰性物质进行试验,不发生化学反应,只单纯考虑过程的物理规律。这种考虑把化学和物理过程分解后分别加以考虑,有利于寻找产生放大效应的原因。2.5.2. 热模试验用实际生产物料并按实际操作条件进行的试验,属于综合性试验考虑。考察内容主要是工艺条件的优化。这样的试验具有工艺试验性质,便于测区工艺参数和发现放大效应
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