化工过程设计-复习

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化工过程设计-复习

绪论

1、过程工程的内容有:

a、过程开发实验室研究成果到工业化

b、过程设计提供建设过程所需要的文件及图纸

c、过程改善对已建的过程经行优化挖潜

2、什么是过程开发?

从实验室的成果实现工业生产装置的成功开发和运转。or从立项开始,经过研究、设计、建设,直到一项新产品、新工艺或新技术投入生产的整个过程。

3R原则:

减量化原则要求用较少的原料和能耗投入来达到既定的生产目的,进而从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。

在使用原则要求制造生产品和包装容器能够以初始的形式被反复使用。

再循环原则要求产品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源,而不是不可恢复的垃圾。

3R原则与化工设计的目标是一致的,其表述更强调节约能源和减少环境污染。

第一章

一、化工过程开发的主要环节、目的和意义

A主要环节:1、资料收集用工程观点收集和整理与过程有关的技术情报

2、概念设计进行预设计

3、过程评价对过程进行技术和经济评价

4.、中试经行模拟实验和中间实验

5、整理资料按照工程设计的观点整理情报资料和实验结果

6、基础设计、工程设计

目的和意义:化工过程开发是要把生产“设想”变为生产“现实”,即从实验室研究成果过度到第一套工业生产装置。化工过程开发是实验中的构想和研究成果能否顺利投入工业生产的关键环节,这一过程对新技术、新产品的工业实施以及现有过程的改进具有举

足轻重,不可缺少的作用。但是从实验室研究成果到工业生产过程存在放大效应,因此,

单靠在实验阶段取得的研究资料是不够的,需要进行化工过程开发研究。

二、从实验室到工业存在放大效应的原因

a、热力学、动力学数据大多数还不足以解决从小规模装置过渡到大规模的工业化生产装

置的所有问题

b、副产物对反应过程和最终产品性质的影响还不够清楚

c、实验室里得到的产品样品,往往是经过最有利的操作步骤而制得的,反应物也往往是采用试剂级原料,因此最终产品的特性尚不能最后定论

d、实验室一般是在操作参数有限的范围内进行的

e、实验所用的材料、设备和物料与工业并非完全相同,而且实验时间相对较短,在实验室里一般较少考虑使用设备材料的腐蚀和产品的污染等问题。

三、中试的必要性、任务及注意事项

A必要性:1、基础研究是原理性实验,规模小,设计的影响因素少;而工业的规模大,涉及的因素多,过程复杂。

2、通过中试可以验证放大模型或设计结果的可靠性

B主要任务:1、验证基础研究得到的规律

2、考察从小是试到中试的放大效应

3、研究一些没有条件在实验室进行研究的影响因素

4、进行新设备、新材料、新一期、新控制方案的实验

C注意事项:1、中试装置的规模在满足各项实验任务的要求和不因规模小而引起设备、仪表或管件选型方面的困难的条件下应尽量小

2、中试地点应力求选在有同类生产装置的老厂内以节省中试的原料和辅料的费用

3、避免全流程实验,根据实验内容建设必要的设施

4、中试装置的流程和设备结构在形式上不一定与工业装置完全相同,但必须在实质上反映工业装置的特性和规律,能得到基础设计多需要的全部数据,使工业装置投产时不会出现没有预计到的问题。

四、放大方法

A1逐级经验放大在过程开发阶段中,通常首先进行小型的工艺试验,已选择反应器的型式,优化的工艺条件,并确定可望达到的各项技术经济指标。小试之后,通常需要进行规模稍大的模型实验和规模再大一些的中间试验,然后才能放大到工业规模的大型生产装置。有时在没有把握时,需要进过多级的中间试验,每级只放大很低的倍数,逐步达到所需要的工业规模。

A2基本步骤1、通过小试试验确定反应器型式(结构变量)

2、通过小试试验确定反应器工艺条件(操作变量)

3、通过逐级中试考察几何尺寸的影响(几何变量)

A3基本特征1、着眼于外部联系,不研究内部规律

2、着眼于综合研究,不试图进行过程分解

3、人为地规定了决策序列

4、放大过程是外推的

B数学模型开发方法其实质就是要利用实验室获得的研究成果及前人积累的对过程物理、化学规律的认识,应用化学反应工程的基本理论,建立一个描述过程的物理模型,得到相应的数学模型。然后通过实验,不断修正数学模型,得到正确有效的数学模型座位放大设计的基础。同时利用科学的实验方法作指导,提高实验的技能,大大提高开发放大过程的效率。

B1基本步骤1、小试研究化学反应规律

2、大型冷模试验研究传递过程的规律

3.、建立数学模型,用计算机进行求解,寻找优化的条件

4、中间试验检验数学模型的等效应

B2基本特征1、着眼于过程的本质、机理等内在规律的认

2、过程分解

3、过程简化

4、用数学模型反映过程的内在规律

第二章

一、化工设计的目标和要求

A设计目标技术上可行经济上合理安全上可靠环境上友好

优质高产低耗安全环保

B要求1、满足产品的数量和质量指标2、经济性3、安全4、环保

5、整个系统必须可操作和可控制

二、化工设计约束条件

内部1、技术软件的来源、技术成熟程度、价格和使用条件

2、材料:原材料、建设材料、关键设备供应的难易程度

3、时间:允许和需要的设计和建设时间

4、人员:人员的素质和数量

5、产品的规格

6、用户的具体要求

7、建厂地区的具体情况等

外部1、政府制定的各种法律、规定和要求

2、自然规律

3、安全要求

4、资源情况

5、各种必须遵循的标准和规范

6、经济要求:如投资回收期等

三、设计种类:包括技术开发阶段的设计(概念设计中试设计基础设计)和工程设计(初步设计详细设计)

四、可行性研究内容:1、市场需求的预测;2、原料和技术路线的研究;

3、工程条件研究;劳动力来源和费用、人员培训等研究;

4、资金和成本的研究;经济效益的研究分析

五、化工工艺设计内容:

1原料路线和技术路线的选择;2、工艺过程原理;

3、工艺流程设计(物料流向和主要工艺参数);

4、物料衡算;热量衡算;工艺设备的设计与选型;

5、车间布置设计(包括车间平面布置和立面布置);

6、化工管路设计;

7、非工艺设计项目(公用工程、土建、自动控制等);三废处理(来源、组成、数量和处

理方法)定员(岗位定员、操作制度、每班人数、总人数);

8、其他;9编制设计文件。

六、化工工艺设计文件包括:

1、设计说明书、

2、操作说明书、

3、分析规程、

4、设计图纸(流程图、布置图、设备图等)、

5、附表(设备一览表、材料汇总表等)

A设计说明书内容:

1、设计依据;

2、设计指导思想和设计原则;

3、产品方案;

4、生产方法和工艺流程;

5、车间组成和生产制度;

6、原料、中间产品的技术规格;

7、计算;

8、主要原材料、动力消耗定额及消耗量;9、生产控制分析;

10、仪表和自动控制;11、技术保安、防火及工业卫生;

12、车间布置;13、公用工程;14、三废治理及综合利用;15、土建;

16、车间装置定员;17、概算;18、技术经济分析;19、存在问题及建议

B:操作说明书内容:

1、详细的流程说明;

2、预操作准备;

3、开停车和正常操作注意事项;

4、紧急停车说明;

5、化学品的安全处理;

6、易燃易爆物质的操作注意点

C:设计图纸内容:

流程图(物料流程图P.F.D、带控制点管路流程图P.I.D);

2布置图(设备布置图、管路布置图);

设备图

C1物料流程图物料流程图是系统合成和过程分析的结果,它表示了流程、主要工艺操作条件、物料组成、主要设备特性及主要控制要求,是设计中最重要。最本质。最基础性的图纸。

C2物料流程图的作用:表达流程;主要工艺操作条件;物料组成;主要设备特性及主要控制要求。

C3物料流程图满足以下要求:设备(编号、名称、规格);物流(编号、流向、特性);主

要工艺操作条件(P、T、F等);主要控制方案(仪表功能、测量点、调节阀、仪表所在位置)

C4带控制点管路流程图作用:表达生产装置内每一个设备、管线和仪表的情况,以便联系操作和控制,对生产的安全性、可控性和可靠性分析,并作为管路安装图设计的基础。

C5带控制点管路流程图满足以下要求:流程(不仅有生产过程需要的管线,而且有吹扫、试压、试运转、正常操作、开停车、事故处理所需管线;不仅有工艺物料管线,而且有各种工程管线);管路(要注明管路的工程直径、物料种类、管路编号和管路等级及保温情况)

C6设备布置图基本内容:

a主要建筑结构(在设备布置中应表示出厂房的柱、墙、门、窗、楼梯等);

b设备轮廓(设备布置图中均以相应的主、侧、偏视时的轮廓线表示);

c尺寸标注(在设备布置图中应标出设备、操作台、吊装孔、地坑等的定位尺寸);d标题

栏(车间的设备布置图通常包括多组平面和立面布置图);

e设备一览表(列出设备位号、名称、规格、数量、材料和重量)

七、年操作时间的确定应考虑事项:

1、介质腐蚀性的强弱;

2、生产过程中有无结焦、聚合现象;

3、设备备用系数的高低;

4、建厂地区、管理和操作水平;

5、工艺的成熟程度

八、车间布置的基本原则:

1、必须遵循防火规范;

2、根据全年主导风向,决定各单元的相对位置;

3、易燃可燃液体贮罐应尽可能布置在地势较低的场所;

4、设置防火堤;

5、按工艺流程的次序布置工艺设备;

6、分区集中布置;

7、设备之间的距离和道路宽度及转弯半径应满足设备运输起吊和安装的要求;

8、为了安全生产、巡回检查和维修的要求;

9、设备的相对标高要满足设备之间的物料流动等要求;

10、工厂的布置应留有房展余地。

九、总图布置总图布置主要是总体解决全厂所有建筑物的平面图布置,地上、地下工程技术管网的布置,运输网的布置以及行政管理、福利设施、绿化景观等的布置。

原则:总体要求是满足生产、安全、发展要求。具体如下,应与城镇or区域的总体发展规划相适应;应符合生产工艺流程的要求;应充分利用厂址的自然条件;应充分考虑地区主导风向;应符合国家有关规定和规范;应留有发展余地

举例:扬子石化厂区布置分析

化工过程设计_复习

绪论 1、过程工程的内容有: a、过程开发实验室研究成果到工业化 b、过程设计提供建设过程所需要的文件及图纸 c、过程改善对已建的过程经行优化挖潜 2、什么是过程开发? 从实验室的成果实现工业生产装置的成功开发和运转。or从立项开始,经过研究、设计、建设,直到一项新产品、新工艺或新技术投入生产的整个过程。 3R原则: 减量化原则要求用较少的原料和能耗投入来达到既定的生产目的,进而从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。 在使用原则要求制造生产品和包装容器能够以初始的形式被反复使用。 再循环原则要求产品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源,而不是不可恢复的垃圾。 3R原则与化工设计的目标是一致的,其表述更强调节约能源和减少环境污染。 第一章 一、化工过程开发的主要环节、目的和意义 A主要环节:1、资料收集用工程观点收集和整理与过程有关的技术情报 2、概念设计进行预设计 3、过程评价对过程进行技术和经济评价 4.、中试经行模拟实验和中间实验 5、整理资料按照工程设计的观点整理情报资料和实验结果 6、基础设计、工程设计 目的和意义:化工过程开发是要把生产“设想”变为生产“现实”,即从实验室研究成果过度到第一套工业生产装置。化工过程开发是实验中的构想和研究成果能否顺利投入工业生产的关键环节,这一过程对新技术、新产品的工业实施以及现有过程的改进具有举足轻重,不可缺少的作用。但是从实验室研究成果到工业生产过程存在放大效应,因此,单靠在实验阶段取得的研究资料是不够的,需要进行化工过程开发研究。 二、从实验室到工业存在放大效应的原因 a、热力学、动力学数据大多数还不足以解决从小规模装置过渡到大规模的工业化生产装置的所有问题 b、副产物对反应过程和最终产品性质的影响还不够清楚 c、实验室里得到的产品样品,往往是经过最有利的操作步骤而制得的,反应物也往往是采用试剂级原料,因此最终产品的特性尚不能最后定论 d、实验室一般是在操作参数有限的范围内进行的 e、实验所用的材料、设备和物料与工业并非完全相同,而且实验时间相对较短,在实验室里一般较少考虑使用设备材料的腐蚀和产品的污染等问题。 三、中试的必要性、任务及注意事项 A必要性:1、基础研究是原理性实验,规模小,设计的影响因素少;而工业的规模大,涉及的因素多,过程复杂。 2、通过中试可以验证放大模型或设计结果的可靠性 B主要任务:1、验证基础研究得到的规律

化工过程开发与设计考试重点

一、名词解释(10分) 1、化学工艺(Chemical Techonlogy):凡是运用化学方法改变物质组成、结构,合成新物质的生产过程和技术。 2、化学工业(Chemical Industry):运用化学工艺生产化学品的产业部们。 3、化学工程(Chemical Engineering):研究化学工业生产过程中的共同规律,解决规模放大、设计和生产操作的科学。包括传递过程、化工热力学、化学反应工程、分离工程、单元操作和过程系统工程等。 4、化工过程:是指若干相互关联的化工单元操作以及所用设备组成的一个整体和它所完成的工作,即化学品的变化。 5、化工过程开发:是指从一个有关新产品、新技术或新工艺概念的形成,到科研、设计、建设工厂,从实验室研究成功的过渡到第一套工业规模生产装置,付诸实施的全部过程。 6、工程设计:用文件化的语言将工艺技术转化为图纸的过程。 7|、工艺发表:工艺专业向项目内部有关专业发表工艺文件的一种行为。 8、折旧:将固定资产的损耗按一定方法逐步转移到生产成本之中,通过产品销售的收入加以补偿。 9、放大系数:放大后与放大前的规模之比为放大系数。 10、柱距和跨度:纵向定位轴线间距称为跨度,横向定位轴线间距称为柱距。 11、概念设计:依据小试提供的技术信息和收集的相关技术经济资料,对开发项目的工业化方案提出的一个初步设想。 12、返混:不同停留时间物料的混合称为返混。 13、增值税:纳税人在特定时期生产或销售产品及提供劳务等各环节所取得的收入,大于购进原料支付金额的差额,此部分为新增加值。对此增值部分形成的征税科目,即增值税。 14、开间与进深:开间指房间在建筑外立面上占的宽度;垂直于开间的房间深度尺寸叫进深 15、风玫瑰图:即风向频率玫瑰图。将风向分为8个或16个方位,按照个各方位风的出现频率以相应的比例长度点在8个或16个轴线图的轴线上,再将各相邻方向的线段用直线连接,即成为闭合折线,此闭合折线即风向玫瑰图。 五、问答题(60分) (一)化工过程开发的基本内容: 根据实验室开发基础研究的成果和有关的工程资料,按照科学的方法,寻求技术可靠、经济合理的途径来制备该化学品,然后进行扩大实验,评价过程的可行性,设计工业装置,实现工业化。 (二)化工过程开发是研究概念的形成并涉及从化学实验室研究成果成功地过渡到大规模商品生产的一门工程技术研究。其核心是“放大”和“优化” (三)化工过程开发的特点: 1、原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性。 2、化工过程开发要十分重视能量和资源的充分利用 3、环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题 4、在化工过程开发中技术经济观点十分重要 (四)数学模型方法用于过程开发和放大时的步骤: ①将过程分解成若干个子过程; ②分别研究各子过程的规律并建立数学模型;如反应动力学模型、流动模型、传热模型、传质模型等; ③过程综合,或称计算机模拟,即通过数值计算联立求解各子过程的数学模型,以预测不同

化工过程开发复习

化工过程开发 Development of Chemical Technological Process 课程基本情况 学分:2.0 学时:32 先修课程:四大基础化学、化工原理、反应工程、文献查阅、分离工程。 适用专业:化学工程与工艺 教材:《化工过程开发概要》,武汉:武汉大学出版社,2002 ;《化工过程开发》,于遵宏等. 上海:华东理工大学出版社,1996 . 课程分类:考查 开课教研室:化工工艺教研室 一、课程的性质与目的 课程性质:新的化工产品或新的化工工艺经由实验室研究、放大试验到工业化生产的全过程为化工产品开发。课程涉及合成、工艺、工程、设备、控制、经济、环保等多种学科知识。内容实用性强,是学生从学习知识到应用知识的桥梁。 课程目的:学生了解新的化工产品开发的过程,掌握新的化工产品开发的方法和相关的知识。 二、课程的基本内容及要求 基本内容 第一章绪论 第二章选题和立项 第三章化工过程开发中的实验室工作 第四章化工过程放大 第五章反应器的类型和设计 第六章化工过程开发实验中的数据处理 第七章投资、成本、折旧和盈利 第八章技术经济评价 基本要求 1.了解并掌握化工过程开发所涉及的基本观点、内容和步骤 2.掌握以小试为重点的开发研究实验方法和中试放大的基本方法 3.建立技术经济评价的思想 4.初步掌握化工过程开发的数据处理方法 第一章绪论 五节内容 第一节化工过程开发的基本内容 一、化工过程及化工工艺(几个概念) 过程: 指相互关联的一系列活动或变化,是事物的发展,是事情经历的经过。 化工过程: 指若干相互关联的化工单元操作以及所用设备组成的一个整体和它所完成的工作,即化学品的变化。 开发: 任何一新的化工过程都具有创造性,其内在的客观规律,是科学存在的。开发指人们对过去未能利用的东西加以利用,包括研究、改进和发展。任何开发过程均带有研究、改进、使之得到发展、体现出价值的创造性活动。 化工过程开发:(书P1) 指从一个有关新的化学产品、新技术或工艺的概念的形成,到科研、设计、建厂,从第一套

化工过程开发与设计

化工过程开发与设计心得 班级:12级化工(2)班姓名:潘荧学号:34 化学工业是国名经济的重要支柱产业之一,与人类衣食住行密切相关,对解决人类社会所面临的人口、资源、能源、环境等可持续发展的重要问题有重要作用。化学工业具有原料、工艺、产品多方案的基本特征,即同一原料经过不同的加工工艺可得到不同的产品;同一原料经过不同的加工工艺可得到相同的产品;不同原料经过不同的加工工艺可得到相同的产品等。化学工艺的技术方案与社会效益、经济效益和环境保护密切相关,研究与开发是技术创新与进步的必由之路。 开发具有开拓、发展、扩张的含义。它是指研究新产品,开拓新方法,发展现有过程,扩大应用领域。化工过程开发是指从实验室研究成果(新产品、新工艺等)过渡到实现工业化的科学技术活动。由于化工过程开发涉及化学工艺、化学工程、机械设备、调节控制,材料与防腐,技术经济等各个领域,同时还包括实验、设计和试生产等各个环节,因此它是范围极广的一门综合性工程技术。 在化工生产中,从原料到产品,物流经过了一系列物理和化学加工处理步骤,化工过程是围绕核心反应器组织的,其上游为原料的前处理,以满足主要化学反应工艺条件为目标;下游为产品的后处理,通过分离、纯净等手段,以达到产品标准为目标。 化工过程研究与开发是指从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成,到科研、设计、建设工厂,从实验室研究成功地过渡到第一套工业规模生产装置,付诸实施的全部过程。 化工过程研究与开发的目的为: (1)产品开发,即开拓满足国名经济需要的新产品; (2)工艺过程开发,包括创造已有产品的新生产工艺和开发适用于新产品的新工艺; (3)工艺改进,对现有设备进行改造,达到提高产品质量、节约能耗、减少环境污染等目的; (4)应用开发,为现有产品寻找新的用途,延长产品寿命,使其持续赢利。 在学习化工过程开发与设计之前觉得是门较难的学科,不仅有很多的内容,而且还都复杂,实际应用性强。后来学了之后觉得学习化工过程开发与设计应该有自己的方法,勤于思考是学习道路中必不可少的,重视教科书,把其原理、概念、应用等认真思考,不放过细节。对抽象的概念千方百计领悟其意义,适当地与同学老师交流、讨论。在交流中摒弃错误。勤于应用也很重要,在学习阶段要有意识地应用原理,去做好每一道习题,“应用”对加深对原理的理解有神奇的功效,有许

最新化工过程开发设计

化工过程开发设计

一、项目名称 3万吨/年聚乳酸 二、项目简介 聚乳酸(PLA)是以有机乳酸为原料生产的新型聚酯材料,性能胜于现有 塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。被产业界定为新世纪最有发展前途 的新型包装材料,是环保包装材料的一颗明星,在未来将有望代替聚乙 烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品,广泛应用于生物医学材料领域,应用前景十分广阔。 三、市场分析及预测 整体上看,我国可降解塑料产业现状更是复杂多样,存在着多方面的机 遇与挑战。我国生物材料产业取得长足发展。医疗器械的总产值已从2004 年的5512亿美元上升到2006年的7023亿美元,增长率高达28%,所占世界市场份额已增长至34.3%;进口额从2002年的1908亿美元增长至从2458 亿美元增长至6871亿美元,增长了17954%,2006年实现顺差3190亿元美元。一些高技术中端产品,如人工髋关节、血管支架等对外出口。与此同时生物材料和植入器械的管理已逐步规范化、国际化。 生物医学材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官,或增进 其功能的一类高科技新材料,其管理属医疗器械范畴。它的作用药物不可替代,与药物一样是保障人类健康的必需品。受巨大的临床需求拉动,加之生 物医学材料科学与工程的迅速发展为其奠定了基础,一个高科技生物医学材料及其终端产品(介入、骨科产品,外科器械,注射器和导管等一次性耗材等)的产业已经形成。随着人口老龄化、中青年创伤的增加及发展, 其需求也 将持续增加。国家的大力支持使我国生物医学材料科学与工程得到高速发展, 开始跨入国际先进水平。特别是经过近十多年的努力,我国生物材料科学与工程的研究已从较为分散和重复发展成为相对集中于21世纪生物材料科学与工程发展的方向和前沿。全球生物塑料应用市场潜力巨大,在美国召开的塑料工程师学会年会指出,全球生物塑料生产将从2007年的2624万t 提高到2011年的9988万t,显示出可再生资源生产聚合物的技术进步,推 动了全球生物塑料生产持续升温。但是,截至目前,全球消费的生物塑料仍

浅谈对化工过程开发的认识

浅谈对化工过程开发的认识 化学化工学院2011级应用化学 课程名称化工过程开发概要 摘要: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;以及“现代模试系统”在化工过程开发中的发展与应用。 关键词:化工过程开发;开发步骤; 化工工艺; 研究;模拟系统 Abstract: This article from the basic concept of development for chemical process, chemical process development steps, the main influence factors of chemical process development three aspects of the system summarizes the knowledge about chemical process development; development and application of "modern mold test system in chemical process development. Keywords: chemical process development; development process; chemical process; research; simulation system 引言 从化学工业发展看,化工过程开发是指把在实验室研究出来的新产品、新工艺、新技术在用于工业生产之前,而进行的放大和经济技术评估,它是把一个新产品、新工艺、和新技术用工业生产的关键环节。本文主要对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进行叙述,并对化工产品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 任何一种化工过程都是由若干单元过程(或设备) 按一定的流程组成的人们对化工生产过程的认识在不断深化,从本世纪20年代至今已发生了三次飞跃。从化学工业的发展来看,化工过程开发是指从一个有关新的化学产品、新技术或工艺的概念的形成,到科研、设计、建厂,到第一套工业规模生产装置,付诸实施的全过程。化工过程开发基本内容是基础研究的成果、资料,合理的途径,扩大实验,评价可行性和工业装置。 化工开发研究是在“应用基础研究、应用研究和各种科技信息的基础上,开展新技术的工艺条件、技术规范、工程放大、技术经济评价等方面的研究,取得化工生产装置设计、制造、建设、操作及销售所需的数据与资料,为实现新技术在工业生产中

化工过程设计 文档

1、 化工过程设计的内容: ① 化工厂整体设计,具体包括:A ,厂址的选择;B ,总图布置;C ,安全放火与环境保护;D ,公用工程;E ,自动控制;F ,技术经济等 ② 工艺过程设计,设计强度,包括:计划任务书→绘制工艺流程草图→物料衡算→能量衡算→设备工艺计算及选型→工艺流程图设计→车间布置设计→概算→编写设计说明书 ③ 另外,化工过程的核心内容是工艺过程设计和化工厂整体设计的基本原理、基本程序与基本方法。 2、计算机辅助软件:ASPEN PLUS 、PROCESS Ⅱ、CHEMCAD 3、本书的目的是经济、环境、安全、能源;及找出设计方案的最优化 4、化工过程工程发展的方向是绿色过程工程,以及实现过程工程与产品工程的结合。 5、过程设计工作的指导方针是(法则):资源、能源节约法则、环境友好法则和经济法则。 6、过程工程包括:过程开发、过程设计、过程改善。 7、绿色化学科学与工程被定义为减少与消除有害物质对人类健康与环境的威胁所做的化学过程和产品的设计、开发和生产。 8、理想的化学反应要具备下列特点:操作简便,安全,高收率和高选择性,节能,使用可再生和可循环利用的试剂与原料。 9、过程设计的核心目标是:确定出一个综合优化的设计方案。 10、投资决策前时期:我国分为项目建议书、可行性研究、编制计划任务书及扩大初步设计等阶段。 11、工艺流程图包括(按工艺流程图深度的不同来分):工艺流程框图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图、施工图。 12、我国现行的基本建设程序: 施工图设计初步设计计划任务书最终决策工程评估初步决策详细可行性研究初步可行性研究项目建议书建设前期各项准备工作万元以上项目投资→→??????→→?? ????→??→?→ →→→3000 13、化工工艺设计包括:计划任务书、绘制工艺流程草图、物料衡算、能量衡算、设备工艺计算及选型、工艺流程图设计、车间布置设计、概算、编写设计说明书。 14、设计的两个阶段包括:初步设计(基础工程设计)和施工图设计(详细工程设计) 15、描述化学反应程度的变量(反应速率、反应转化率、反应选择性)作为反应器的单元变量。一个流程或一个反应器带有几种独立的化学反应,就应该相应引入几个反应单元变量。 16、几个重要知识: ① 化工工艺设计的“龙头”——流程组织; ② 流程组织的核心——反应途径的合成与挑选 ③ 化工厂设计的核心——化工工艺设计 ④ 化工工艺设计的核心——MB 方程和HB 方程 14、流程组织与合成包含的内容:(简答) A 原料的预处理 B 反应的合成 C 产物的分离 D 热交换网络 15、流程组织的具体任务 A 原料的预处理 B 反应途径的合成与挑选 C 分离技术的选择 D 分离顺序的选择 E 专用地址的分配 F 能量集成与管理(热交换网络) 16、流程组织的三个阶段:

化工过程开发与设计复习题

问答题 1、化学实验室研究与化工生产的主要区别:1.原料来源不同2.操作方式不同3.产品质量不同4.杂质积累的影响不同5.设备材质不同6.设备腐蚀问题7.传递规律不同。 2、化工过程开发的基本步骤:实验室研究;收集技术经济资料;概念设计;技术经济评价;模型试验;中试;基础设计;工程设计;建立工业生产装置。其中最重要的步骤是:中试。 3、选择开发课题的基本原则:(1)选题应针对市场需求;(2)选题应符合国家的产业政策(3)选题应有科学性和先进性(4)选题应考虑合理的原料路线(5)选题应考虑经济效应 4、市场调研的功能:发现市场需要的新产品;发掘现存产品的新用途;了解市场领域及范围大小;发现用户和竟争者的动向;预测产品销售的增长率;为建立产品的销售策略提供依据。 5、市场调研的步骤:(1)分析问题,明确目标;(2)正确选择市场变量(3)收集和整理调研资料;(4)选择市场预测方法,得出预测结果 6、逐级经验放大法和数学模型方法的差别:数学模型法的试验装置、操作方式、测试精度比逐级经验放大法严格,实验目的、设计规模、级数等不同。 逐级经验放大法的基本特征:1、着眼于外部联系,不研究内部规律2着眼于综合考察,不试图进行过程分解3、试验步骤由人为规定,并非科学合理的研究程序4、放大是根据试验结果外推,不一定可靠。 数学模型法的基本特征:1、分解过程考察过程的内在规律2、简化过程建立等效模型3、在理论指导下建立数学模型法4、科学试验的目的是为了建立和检验数学模型 7部分解析法的特点:1.过程分解与综合分析相结合2.开发放大的依据主要来源于试验3、技术方案的形成都是经过了反复论证。其不足: 相似放大法的特点:1试验研究属于综合考虑,但反应了变量之间的实质联系2.简化了试验工作,提高了试验效率3.用相似理论指导模拟,放大依据可靠4.运用相似放大法能避免放大的不可靠性。其不足:经验放大依赖实验结果,有一定的局限性,只适用于物理过程放大,而不适用于化学过程放大。 8、冷模试验是用物理性质与实际的生产物料相近的惰性物料进行的模型试验。其理论基础是相似三定理:1、相似第一定理即相似正定理,彼此相似的现象一定具有数值相同的相似特征数2、相似第二定理即相似逆定理,具有相同特征的现象,当单值条件彼此相似,并且由单值条件的物理量所组成的相似特征数在数值上相等时必定相似。3相似第三定理:定性相似,特征数的个数等于物理方程中变量数减去基本因次数。 9中试的任务:1、检验和完善过程的数学模型,校正概念设计技术措施的可行性。2、检验和确定系统长期运转的可靠性和安全性,确定生产控制方法3、为基础设计提供更全面和准确的数据。4、考察杂质等微量组分对过程的影响,验证原料预处理方案5、考察关键设备型式及设备材质的适用性6、验证反应产物的分离提纯及后处理方案的可行性7、提供足够的产品和副产品供应用试验和供用户使用8、确定“三废”的治理及综合利用方案9、确定实际的消耗定额及技术经济指标10、提供新过程开发和操作经验,考察控制调节系统的可行性。 中试中应注意的问题:1.中试装置的规模2.中试的完整性3运行周期4.中试装置的测试深度。 10、正交试验设计的特点:1.均匀分散性2.整齐可比性 正交试验设计的步骤:1.确定考察因素2.确定每个因素的变化水平3.选用合适的正交表4.表头设计5.将各因素的水平数对号入座 11、选择反应器的原则:1.从物料的相态选择反应器2.以反应的转化率和选择性考虑(可逆放热反应,中间冷却式的多段管式反应器)3.从相际传质和化学反应的相对速率考虑反应器4.从传热的要求和温度效应选择

化工过程分析与开发

开发 是指研制新产品,开拓新方法,发展现有过程,扩大应用领域。 化工过程开发 是指从实验室研究成果(新产品、新工艺等)过渡到实现工业化的科学技术活动。 科学 科学技术是第一生产力。 科学是发现,技术是发明。 科学是认识、改造世界的原动力,技术是改造世界的手段。 研究意指钻研,推究,反复探索。 基础研究:没有特定商业目的,以创新探索知识为目标的研究。 应用研究:运用基础研究成果和相关知识,为创造新产品、新方法、新技术、新材料的技术基础所进行的研究 技术开发研究:为创造新产品、新方法、新技术、新材料,以生产产品为目的的研究。 方法: 指解决思想、说话、行动等问题的程序、门路、途径等。 适当的方法是研究者取得成功的钥匙,是提高认识水平的阶梯。 科学研究方法论 思考过程:科学理论与方法指导,理论思维、计算与预测。 研究过程:收集材料方法、观察、测量、情报调研、试验、模拟。 思维加工方法、整理事实材料、建立系统理论、随机搜索、数学处理。 检验成果、科学实验、工程验证。 化工在人类生活中的地位 化工在国民经济中的地位第一次生产力提高——农业 第二次生产力提高——机械 第三次生产力提高——化工 第四次生产力提高——电子 第五次生产力提高——技术综合 化工与衣食住行的关系 化学纤维(醋酸纤维、聚酰胺66(尼龙))、塑料(ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯))、合成橡胶(丁苯橡胶)、化肥、农药、医药、能源、建筑。 化工过程研究与开发 是指从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成,到科研、设计、建设工厂,从实验室研究成功地过渡到第一套工业规模生产装置,附诸实施的全部过程。 化工过程研究与开发的目的为 产品开发、工艺工程开发、工艺改进、应用开发 实验室研究与工业生产的不同处 原料来源不同、杂质积累影响不同、传递规律变化 化工过程开发的特点 原料、生产方法和产品的多样性、化工开发与设计的多方案性、技术经济观点、重视能源和资源的充分利用、环境保护和过程安全(放大是化工过程开发的核心) 化工过程开发的基本方法 化工过程开发面临的实际问题非常复杂、化工等技术学科不能完全实现理论演绎 实验研究方法、数学模型方法(理论研究法)

化工工艺设计与化工过程开发

化工工艺设计与化工过程开发

天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称:化工工艺设计与化工过程开发课程代 码:0713 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《化工工艺设计与化工过程开发》是高等教育自学考试化学工程与化工工艺专业所开设的专业课之一,它是一门与实际工作联系紧密,应用性较强的课程,是学生毕业后从事管理工程技术、项目研究开发与项目设计等工作必须掌握的一门课程。 二、课程目标与基本要求 学生经过对本课程的学习,系统了解化工工程设计的全过程中各个环节,能结合所学的其它课程知识,掌握工程管理、化工工程设计及项目开发的基本方法和技能。 课程基本要求: 1、掌握化工设计的工作程序; 2、掌握化工厂整套设计所包含的内容; 3、掌握化工工艺设计各个阶段的工作原则及方法; 4、了解化工工艺人员与其它非工艺专业协同合作的内容,并配合完成非工艺设计任务。 三、与本专业其它课程的关系 本课程是在学习了“化工原理”、“物理化学”、“反应工程学”、“化工工艺学”及“计算机应用”等课程基础上设置的。经过本课程的学习,可加深学生对上述课程的深入理解及综合利

用的能力。 第二部分课程内容和考核目标 第一章化工设计概述 一、学习目的与要求 经过本章学习使学生掌握化工设计程序、设计方法步骤及化工厂总平面和整套设计内容。 二、考核知识点与考核要求 (一)化工设计的工作程序(一般) 理解:国家规定的基本建设程序。 (二)化工厂整套设计包含的内容(次重点) 理解:化工厂整套设计包含的内容。 (三)化工工艺设计(重点) 理解:化工工艺设计人员在各个设计阶段需要做的工作。(四)整套设计中的全局问题(一般) 识记:除工艺设计内容外,并与其它非专业人员协同合作,全面考虑和解决非工艺工程设计。 第二章工程项目的可行性研究 一、学习目的与要求 本章掌握可行性研究的重要性及可行性研究内容方法。重点理解产品需求预测和拟建项目应考虑的因素。 二、考核知识点与考核要求 (一)市场调查(一般) 识记:进行市场调查的必要性;市场调查的内容。

化工过程开发与设计作业答案解析

化工过程开发与设计作业 名字:韦良优班级:应化12班学号:201409202101 1.化工过程开发步骤有哪些?具体是什么? 答:1.实验室研究 1)基础研究:指在实验室进行的筛选技术路线和工艺方案,测定有关物性数据及反应热、动力学参数,筛选分析方法和研制催化剂等。 2)小试:在基础研究的基础上,在实验室建立小型实验装置进行工艺模拟试验,主要任务是优化工艺条件。 2.收集资料:包括过程放大和设计装置所需的数据和判据,以及围绕工艺过程评价或项目评 估所需要的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境等多种信息。 3.概念设计(预设计):它是根据实验室研究成果和收集的技术经济资料,对被开发过程的工业化方案提出的初步设想。目的在于检验实验室研究成果是否符合技术开发的要求,对以后开发步骤的研究或设计工作提供指导。 主要内容:◆工艺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◆原材料及其消耗指标◆主要设备型式◆预计的“三废”◆排放量及毒害性◆投资成本估算◆中试研究的建议 4.技术经济评价:它是对开发项目进行技术可靠性和经济合理性的考察,以便对技术方案和 开发工作进行决策。 技术经济评价贯穿于开发过程的始终。 1)初步评价(立题评价):是在选题或确定开发项目时决定取舍所进行的评价。 2)中间评价:是在开发过程中,对开发研究的各个阶段 结果作出评价,通常侧重于技术方案的科学性和可靠性,以及在经济上的合理性。 3)最终评价(工业化评价或项目评估):是在技术开发工作后期进行的评价。目的是为项目的投资建设作出决策。评价的依据是开发研究报告、市场研究报告等技术经济资料。若评价结论肯定,即可投资进行建设。 5.模型试验:一般是对工业生产中的某些重要过程作放大的工业模拟试验。所用设备一般比 实验室规模大并且具有工业设备的仿真性质。主要研究内容:考察各种工程因素对过程的作用及其规律,观察放大效应和分析、寻找产生放大效应的原因。 6.中试(中间试验工厂):它是在小试或模型试验之后进行的半工业化规模的模拟试验。是一 次较大规模的对开发的技术方案作较全面的试验考察。其结果可作为基础设计的依据。7.基础设计:它是在最终评价获得肯定结论后,根据中试研究结果及有关资料,对工业生产 方案及生产装置所进行的原则设计。内容:生产装置说明、工艺流程及流程叙述、物料衡算及能量衡算、设备型式和规格明细表、“三废”排放及治理、检测方法和检测仪表等详细设计内容。 8.过程设计(施工图设计):是依据基础设计编制的,用于指导过程实施的最终技术文件。 9.建立生产装置:依据过程设计的图纸和文件,购进和制作设备,安装生产装置,按工艺要求进行调试、开车和试生产。

化工工艺设计与化工过程开发

天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称:化工工艺设计与化工过程开发课程代码:0713 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《化工工艺设计与化工过程开发》是高等教育自学考试化学工程与化工工艺专业所开设的专业课之一,它是一门与实际工作联系紧密,应用性较强的课程,是学生毕业后从事管理工程技术、项目研究开发与项目设计等工作必须掌握的一门课程。 二、课程目标与基本要求 学生通过对本课程的学习,系统了解化工工程设计的全过程中各个环节,能结合所学的其它课程知识,掌握工程管理、化工工程设计及项目开发的基本方法和技能。 课程基本要求: 1、掌握化工设计的工作程序; 2、掌握化工厂整套设计所包含的内容; 3、掌握化工工艺设计各个阶段的工作原则及方法; 4、了解化工工艺人员与其它非工艺专业协同合作的内容,并配合完成非工艺设计任务。 三、与本专业其它课程的关系 本课程是在学习了“化工原理”、“物理化学”、“反应工程学”、“化工工艺学”及“计算机应用”等课程基础上设置的。通过本课程的学习,可加深学生对上述课程的深入理解及综合利用的能力。 第二部分课程内容和考核目标 第一章化工设计概述 一、学习目的与要求 通过本章学习使学生掌握化工设计程序、设计方法步骤及化工厂总平面和整套设计内容。 二、考核知识点与考核要求 (一)化工设计的工作程序(一般) 理解:国家规定的基本建设程序。 (二)化工厂整套设计包含的内容(次重点) 理解:化工厂整套设计包含的内容。 (三)化工工艺设计(重点) 理解:化工工艺设计人员在各个设计阶段需要做的工作。 (四)整套设计中的全局问题(一般) 识记:除工艺设计内容外,并与其他非专业人员协同合作,全面考虑和解决非工艺工程设计。 第二章工程项目的可行性研究 一、学习目的与要求 本章掌握可行性研究的重要性及可行性研究内容方法。重点理解产品需求预测和拟建项目应考虑的因素。 二、考核知识点与考核要求 (一)市场调查(一般)

化工过程设计复习重点

一、不可简约的流程:采用洋葱逻辑结构, 他首先选择反应器,然后通过增加分离与循环系统向外扩展,最后是换热网络公用工程。 缺点:(1)在每个设计阶段可能有不同的设计决定(2)即便完成并且评估了许多设计选择也不能保证最终找到最优设计;优点:主观能动性大,设计者能够控制基本设计决定,而且能够随设计进展与设计本身进行交流。 5、可简约流程:首先是一种超结构,而这 种超结构包括所有可行的操作过程和可行的、相互影响的最优设计设备流程,其次是用设计方程和设计变量将设计问题转变成数学问题,再次运用优化算法求解。 缺点:是在决策过程中排除了设计工程师的作用。 优点:它能够同时考虑许多不同的设计方案。另外,它能够将全部的设计编写 成计算机程序,从而快速、高效低获 得设计方案。 7、转变过程是通过反应、分离、混合、加 热、冷却、压力改变和颗粒尺寸的变化等实现的。 8、模拟就是试图用该过程的数学模型预测它建成以后的行为。 9、化工过程合成的复杂性是双重的:(1)是否能确定所有的流程结构;(2)是否能够优化每一个流程并进行合理的比较,当优化流程结构时,有些多方法能用来完成每一个独立的任务,也有许多方法能把所有的任务相互连接起来。 10、在进行化工设计过程时,需要考虑两类基本问题? (1)是否能够确定所有的流程结构;(2)是否能够优化每一个流程并进行合理的比较。 11、过程设计的原则是从洋葱模型的中心即反应器开始的。 第二章 1、理想的反应路径是利用最便宜的原料并生产少量的副产品。 2、影响新反应路径开发的最主要的原因是缺少合适的催化剂。 3、反应系统类型分类:单一反应;平行反 应;串联反应;平行反应又串联反应; 聚合反应。 4、反应器性能指标:转化率;选择性;反应器收率。 3、单一反应的目标:用最小的体积实现最 大生产;单一不可逆的转化率应选择在 95%左右,可逆转化率则为平衡转化率的 95%左右。系统宜采用理想间歇反应器或 活塞流反应器。单一可逆反应的浓度改 变可以通过:(1)进料比;(2)惰性物 的浓度;(3)在反应中间移走产物。5、平行反应设计目标:是转化率一定时, 使选择性最大;若想增加反应的转化率,则需减少原料的浓度。因此 (1)如果a2>a1,则反应选择性随着转化率的增加而增加。则反应转化率初步设 为95%左右,可逆转化率为平衡转化率 的95%;用全混流反应器。 (2)a2

化工过程开发与设计作业答案解析

化工过程开发与设计作业名字:韦良优班级:应化12班学号:201409202101 1.化工过程开发步骤有哪些?具体是什么? 答:1.实验室研究 1)基础研究:指在实验室进行的筛选技术路线和工艺方案,测定有关物性数据及反应热、动力学参数,筛选分析方法和研制催化剂等。 2)小试:在基础研究的基础上,在实验室建立小型实验装置进行工艺模拟试验,主要任务是优化工艺条件。 2.收集资料:包括过程放大和设计装置所需的数据和判据,以及围绕工艺过程评价或项目评估 所需要的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境等多种信息。 3.概念设计(预设计):它是根据实验室研究成果和收集的技术经济资料,对被开发过程的工 业化方案提出的初步设想。目的在于检验实验室研究成果是否符合技术开发的要求,对以后开发步骤的研究或设计工作提供指导。 主要内容:◆工艺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◆原材料及其消耗指标◆主要设备型式◆预计的“三废”◆排放量及毒害性◆投资成本估算◆中试研究的建议 4.技术经济评价:它是对开发项目进行技术可靠性和经济合理性的考察,以便对技术方案和开 发工作进行决策。 技术经济评价贯穿于开发过程的始终。 1)初步评价(立题评价):是在选题或确定开发项目时决定取舍所进行的评价。 2)中间评价:是在开发过程中,对开发研究的各个阶段 结果作出评价,通常侧重于技术方案的科学性和可靠性,以及在经济上的合理性。 3)最终评价(工业化评价或项目评估):是在技术开发工作后期进行的评价。目的是为项目的投资建设作出决策。评价的依据是开发研究报告、市场研究报告等技术经济资料。若 评价结论肯定,即可投资进行建设。 5.模型试验:一般是对工业生产中的某些重要过程作放大的工业模拟试验。所用设备一般比实 验室规模大并且具有工业设备的仿真性质。主要研究内容:考察各种工程因素对过程的 作用及其规律,观察放大效应和分析、寻找产生放大效应的原因。 6.中试(中间试验工厂):它是在小试或模型试验之后进行的半工业化规模的模拟试验。是一 次较大规模的对开发的技术方案作较全面的试验考察。其结果可作为基础设计的依据。 7.基础设计:它是在最终评价获得肯定结论后,根据中试研究结果及有关资料,对工业生产方 案及生产装置所进行的原则设计。内容:生产装置说明、工艺流程及流程叙述、物料衡 算及能量衡算、设备型式和规格明细表、“三废”排放及治理、检测方法和检测仪表等 详细设计内容。 8.过程设计(施工图设计):是依据基础设计编制的,用于指导过程实施的最终技术文件。 9.建立生产装置:依据过程设计的图纸和文件,购进和制作设备,安装生产装置,按工艺要求 进行调试、开车和试生产。

化工过程开发和设计

化工过程开发与设计复习题 第一章化工过程开发概述 一.填空题 1.化工开发过程是指从实验室研究成果过渡到实现工业化的科学技术活动。 2.直接搜集材料的基础形式:观察法.测量法.实验法和模拟法等。 3.化工过程开发的基本方法:实验研究方法和数学模型方法。 4.化工过程开发包括:过程研究及工程研究。 二.名词解释: 1.冷模实验:.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,单纯考察过程的物理规律。 2.热模实验:用实际生产物料并按实际操作条件进行的试验,在试验设备内化学反应和物理过程同时发生,属综合性试验考察,主要是工艺条件的优化。 3.工程研究:依赖研究人员和工程人员的知识.经验.和思维,去再创造的过程,是根据对自然规律的认识去创新的新概念的工作。 三.简答题 1.化工过程开发的主要步骤有哪些? 1.①实验室研究②收集资料③概念设计④技术经济评价⑤模型试验⑥中试⑦基础设计⑧工程设计⑨建立生产装置 2.化学实验室研究与化工生产有何区别?为什么实验室一般不能作为放大成工业规模的设计依据? 实验室研究化工生产 间歇操作连续操作 物料不回收物料回收 实验条件精确控制实验条件控制不精确 设备容量小,很少考察传质传热等条件设备容量大,对传热传质的影响考察多 设备受限设备大.考虑生产诸多条件 不考虑设备腐蚀对生产影响必须考虑设备腐蚀对生产影响 工业生产需要从经济角度考虑: ①原材料的品级及供应渠道 ②产品质量及市场销售 ③能源供应及消耗 ④建设投资和生产成本 ⑤“三废”治理和环境保护 这些都是在实验室研究中很少考虑的一些问题。因此,将实验室研究成果直接用于大规模工业生产是不合适的。 四.论述题 1.过程研究和工程研究分别指什么,以及两者间的关系。 过程研究和工程研究在化工过程中是两个不同性质的研究工作,前者借助仪器或装置对过程运行的物理和化学规律进行探讨,为过程提供放大的信息和依据,或者则依赖研究和设计者的知识.经验和思维为化工过程开发提供决策,两者过程研究为工程研究提供分析判断的信息,而工程研究则是检验过程研究质量的重要环节。

化工过程开发与实验设计

一、填空(每空1分,共20分) 1.化学工程开发的核心是__________和_________ 2. 使用催化剂的主要作用是_______________和______________ 3. 选题的四项基本原则 1)选题的先进性和科学性2)选题应符合市场需求和国家的产业政策 3)选题应考虑经济效益4)选题应考虑合理的原料路线 4.专利文献的特点: ①数量___;②范围___;③内容___;④速度___ 专利文献集______、______和______三种情报于一体,是其他文献所不具备的。 5. 试验数据的特点__________和_________ 6. 正交试验法的特点___________和__________ 7. 化工过程采用的模拟放大方法有:经验放大法、___________、____________ 和部分解析法。 8. 化工过程开发主要解决的问题: ①如何合理选择设备形式②___________________③如何将设计放大到工业规模 9. 常用的积分反应器是______________反应器和____________反应器。 传递过程的三种传递:_____传递、热量传递和_____传递。 10. 化学反应过程的优化包括___________和____________两种类型。 对于反应过程,除能量消耗,主要以____________和__________两个设计指标加以讨论。 11.从反应工程角度看,反应过程的优化就是如何选择反应器形式、操作方式和操作条件,以实现_____和______的最有利条件,提高__________和_______。化学反应过程与反应器优化的核心是___________和___________的最优结合。 化学反应过程与设备最优化的主要技术目标可以归结为以下四个方面: ①化学反应的速率最优 ②化学反应的选择性最优 ③能量消耗最优 ④安全清洁生产最优 二、判断(每题2分,共10分) 三、简答(每题5分,共30分) (必考)化工过程设计步骤 如果化工过程需要一台反应器,那么该过程的设计就必须从它开始 反应器设计决定了分离再循环系统所涉及的问题,所以紧随其后的是分离再循环系统的设计 反应器设计和分离与再循环系统设计两者规定了设计过程的冷热负荷,所以接下来就是换热网络的设计 经过热量回收而不能满足的冷热负荷决定了外部公用工程(蒸汽、冷却水等)的需求量,设计的第四步就是公用工程的选择与设计。 1.化学工程:研究化学工业生产过程中的共同规律,解决规模放大、设计和生产

对化工过程开发的认识

对化工过程开发的认识 摘要:化工过程开发是指把在实验室研究出来的新产品、新工艺、新技术在用于工业生产之前,而进行的放大和经济技术评估,它是把一个新产品、新工艺、和新技术用工业生产的关键环节 关键词:化工过程;放大;经济技术 引言 从化学工业发展看,化工过程开发是指把在实验室研究出来的新产品、新工艺、新技术在用于工业生产之前,而进行的放大和经济技术评估,它是把一个新产品、新工艺、和新技术用工业生产的关键环节。本文主要对化工过程开发的必要性和化工过程开发的步骤进行叙述。 1 化工过程开发的必要性 在实验室研究和工业生产之间,由于处理物料量等许多条件相差悬殊,两者的差别很大,实验室研究成果往往不能真实反映工业生产情况。例如,实验室研究一般为间歇操作;而工业生产一般为连续操作[1]。关于连续化后可能出现的工艺技术问题,以及在整个生产工艺流程中各个步骤之间配合的为题,在实验室研究中难以了解。 实验室一般不考虑物料的综合回收利用;而化工生产则多数考虑未转化无聊的回收利用。由于物料循环引起的杂质积累对工艺过程和产品质量的影响,在实验过程中无法了解。由于实验室研究所获得的产品,往往是经过精密控制工艺条件、采用较纯净的化学试剂、并在严格的物料配比的条件下制备的;而工业生产中的原料纯度和工艺控制条件度很难达到实验室的精准水平,因此实验室获得的产品率、质量和性能都不足以作为生产产品的标准。 另外实验室研究设备的用量小,很难对大型工业设备中出现的传热、传质和无聊的流动与混合等因素充分的考察;实验室所采用的设备多数为玻璃仪器,由于玻璃性脆,在其使用功能上往往受到限制,致使实验操作参数的变化范围受到限制,因此在实验研究中确定的操作参数,未必是工业生产的最佳条件;在实验室中较少考虑设备腐蚀对生产过程和产品质量带来的影响;而工业生产则必须考虑设备材料腐蚀及被腐蚀的问题。 此外,工业生产还必须从技术经济角度去考虑原材料的品级及供应渠道,产品质量及市场销售,能源供应及消耗,建设资本和生产成本,以及三废治理和环境保护等

化工过程开发思考题

1 化工过程开发的主要内容是什么?主要方法有哪些? 化工过程开发的主要内容是根据基础理论研究的成果和有关工程资料,按照科学的方法,寻求技术可靠、经济合理的途径来制备该化学品,然后进行扩大试验,评价过程的可行性,设计工业装置,实现工业化。 化工过程开发的主要方法有实验研究和数学模型。实验研究方法是按比例放大实验工艺过程规模,包括关键环节的实验研究(边界条件和适用范围)和逐级放大研究(经验放大);数学模型方法对于简单过程可直接使用解析法,对于实际过程可以做出合理的简化,然后进行数学描述,再通过实验求取模型参数,并对模型的适用性进行验证。 2 阐述化工过程开发的主要步骤,指出开发工作的关键所在。 化工过程开发的主要步骤有化学实验,过程研究(包括小试、模试、中试)和工程研究(包括概念设计、技术经济评价、基础设计),工程设计。 化工过程开发的关键所在是工程放大问题。 3 解释名词:化学工艺、化学工程、经验方法、数学模型、小试、模试、中试、过程研究、工程研究、概念设计、基础设计、工程设计。 化学工艺:运用化学方法改变物质组成、结构,合成新物质的生产过程和技术(特定专门技术); 化学工程:研究化学工业生产过程中的共同规律,解决规模放大、设计和生产操作的科学; 经验方法:在实践中通过人的感觉器官或借助科学仪器获取科学事实和感性认识的方法; 数学模型:运用数理逻辑方法和数学语言建构的科学或工程模型; 小试:完善实验室研究,研究化学反应规律; 模试:对关键步骤和设备进行冷模或热模试验,了解过程的传递规律; 中试:完整的工艺过程放大试验; 过程研究:通过各种试验去认识、掌握化学反应相关过程的规律,获得所需的各种工艺数据和指标,为工业化设计和多级经济评价提供信息和依据; 工程研究:解决工业实施上的相关技术问题,包括概念设计、技术经济评价、基础设计、环境影响评价; 概念设计:初步设计,提供技术经济评价依据; 基础设计:本工业规模的完整设计,提供环境影响评价的依据; 工程设计:根据建设工程的要求,对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证,编制建设工程设计文件的活动,包括工艺设计、设备设计、公用工程设计、土建设计等。 4开发课题应该遵循的原则有哪些? ①选题的先进性和科学性; ②符合国家产业政策; ③符合发展生产和市场需要; ④较好的社会效益和经济效益; ⑤合理的原料路线。 5产品需求预测的基本方法有哪些?

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