6过程强化与设备微型化
过程装备技术进展及过程装备制造业面临的形势
三、过程装备制造业的主战场
3、面向核电行业
截至2008年年底，我国核电机组容量仅占电力总装机容量的1.3%，远 远低于世界平均水平17%，同时，我国核电发电量仅为910万千瓦，核发电 量占比仅为2%，在30多个核国家中排名倒数第一。
预计整个电力装机达到14亿～15亿千瓦，核电占整个发电的比例将从现 在的2%提高到7%～8%，这意味着核电装机占比比2007年旧版规划翻了两番。
应釜）
过程设备 （压力容器）
一、过程装备技术进展
2、过程装备技术发展趋势 •面向先进制造技术的过程装备
应用计算机辅助设计技术，提高产品设计与创型的效率； 应用计算机模拟技术，实现过程设备的虚拟工程放大以及设计 方案的优化；（物性的模拟，传递现象的模拟，结构与材料特性 的模拟）； 利用制造自动化的各种新技术，加快产品的试制和定型,使其 快速形成生产力。（柔性制造系统(FMS)、分布式数控(DNC)、 快速原型技术(RP )。
•面向新材料技术的过程装备
高温及高温耐腐蚀合金 超低碳型镍钼铬系镍基耐蚀材料 无机非金属材料陶瓷材料 新型高分子材料 高性能复合材料
我国化工过程强化技术理论与应用研究进展
我国化工过程强化技术理论与应用研究进展摘要：化工过程强化技术是现阶段国内节能减排工作开展的核心方式。
立足于此，本文全面阐述了化工过程强化技术以及其开展的实际途径，进而为我国工业运作领域的科学化发展提供可参考的运作建议。
关键词：化工过程强化技术；技术理论；运用探究在我国最新的五年规划中，进一步创建了更为明晰的节能降耗工作开展目标，这也让化工领域的低碳环保工作得以更为全面地推进。
怎样在化工日常生产过程中有效地削减能源损耗，也是如今领域内专业工作人员深入探究的关键目标，为了更好实现此项目标，不仅需要从化学反应环节展开全面探究，进而找寻出最为匹配的运作流程，并且也可以从反应器以及相关设施着手，运用全新的技术与设施，更好实现化工运作过程中的深化。
这当中，化工进程的深化是全面实现化工生产运作过程中节能降耗的核心方式。
1超重力强化技术1.1技术整体化概述超重力具体所指的是比地球重力速率还需要强非常多的环境下，相关物质所承受的负荷。
在基础环境下，可以运用转动进行离心力产生的模式更好的实现超重力，这当中开展转动的设施主要主动填充床等。
整体而言，超重力技术如今已经被全面视作为深化传输与多相反应过程当中一项重要性技术。
1.2技术的理论探究自进入新世纪以来，更多的专业领域学者全面投入到了超重力技术的探究与研发过程中，通过全面的解析探知，此些学者几乎都是依据超重力运作环境的“三传一反”规律作为核心，进而开展更为深入的超重力技术理论探究。
郑冲立足于以往探究成果上创建填料空间内运作液滴以及夜线的运作方程；同时，陈建峰组织创建专项的课题小组，并且带来课题小组中的成员对旋转填充床当中的分子系统化性能展开深入化的探究。
并且充分借助偶氮化反应体系全面解析超重力运作环境下的分子整合运作规律，并且依据与相关的反应模型来充分展现出旋转填充床中的分子混合状况。
1.2技术的运用与其他国家在此领域的探究相对比，国内有关于超重力技术的探究与运用也更为成熟化。
微通道反应器简介
存档日期：存档编号:北京化工大学研究生课程论文课程名称：化学反应器理论课程代号：ChE540任课教师：文利雄完成日期：2013 年04 月13 日专业：化学工程与技术学号：姓名：成绩：摘要近年来，微化工技术已成为化学工程学科中一个新的发展方向和研究热点。
微化工设备的主要组成部分是特征尺度为纳米到微米级的微通道，因此，微通道内的流体流动和传递行为就成为微化工系统设计和实际应用的基础，对其进行系统深入的研究具有重要意义。
本文综合概括了微通道反应器的基本概念及主要优点，讲述了微通道反应器的发展历程，详细介绍了微通道反应器的分类及结构，重点讲述微通道反应器的流体力学性能，接着介绍了微通道反应器所使用的体系，最后介绍了目前微通道反应器的工业应用实例。
关键词：微通道反应器AbstractIn recent years, micro-chemical technology has become a new developing direction and research focus for chemical engineering. Microchannels with diameter ranging from nanometer to micron are main sections of the micro-chemical equipments, therefore, the characteristics of fluid flow and mass and heat transfer in microchannels are of key importance for the design and application of micro-chemical processes.The article firstly summarizes the basic conception and major advantages of Microchannel Reactor, as well as its development history. Meanwhile, it introduces the classification and structure of Microchannel Reactor in deatails, which forcusing on its hydrodynamics performance. Then the text explains the system that applied to Microchannel Reactor. And lastly, it describes the application examples of Microchannel Reactor in industry.Keywords：Microchannel Reactor前言20世纪90年代初，可持续与高新技术发展的需要促进了微化工技术的研究，其主要研究对象为特征尺度在微米级的微通道，由于尺度的微细化使得微通道中化工流体的传热、传质性能与常规系统相比有较大程度的提高，即系统微型化可实现化工过程强化这一目标。
国内化工过程装备技术的现状与展望
个方面。
目前我国对于大部分的反应设备都已经完全掌握。
以石油化工生产为例，在一些关键装置的反应设备方面，像是几百万吨级的氢气液固三相固定床反应器、大型炼油催化裂化气固流化床反应设备；几十万吨级的聚丙烯气液环管反应器、丙烯腈气固流化床反应器、丙烯酸反应器等，都已经完全掌握设计制造技术。
但是在一些设备上还是依赖进口，像是超大型气流床煤气化炉成套设备。
这主要是因为反应器的提高是一个非线性问题，需要经过漫长的论证与研发，而且耗资巨大，无法一蹴而就，必须通过技术的逐步积累才可以达成。
塔设备在化工工业生产中的应用十分广泛。
我国在塔设备的设计、研发、制造能力也已经达到了国际先进水平。
其中的典型代表并流喷射式复合塔盘、微分浮阀塔盘、高效率高弹性的立体传质塔盘、高通量DJ 塔盘等。
这些塔设备代表了我国的最高水平，也是我国在国际市场保持竞争力的重要保障。
这有赖于我国在相关研发上面的投入。
除了塔设备之外，换热设备也是被广泛应用于化工工业生产的过程设备。
总的来说，大部分的换热设备我国都能够自主设计与制造，而且还有所创新，特别是在强化传热方面，开发出了许多高性能的传热管元件，诸如多孔表面管、横纹管、螺旋槽管、非圆形管等，大大的提高了传热系数。
但是在一些特殊高性能品种换热设备上面，还是有赖于进口。
像是在传热面积方面，国内换热设备与国际先进水平还是有些差距。
工业炉的生产制造方面，以石油化工业中常用的管式炉为例，除特殊的乙烯裂解炉和制氢转化炉等复杂高性能品种外，其他的管式炉国内都已经能够成熟的设计与制造，而且还做出了进一步的优化，开发了全炉管内外的流动、反应与燃烧、传热的耦合数值模拟技术。
但是少部分产品的制造生产仍然很薄弱，需要进一步提高。
2 国内化工过程装备技术发展意义国内化工过程装备技术的发展具有两方面的意义，一是能够促进化工工业技术的进步；二是能够解决目前化工工业的发展问题。
下面将从这两个方面来具体分析国内化工过程装备技术发展对我国化工工业的正面作用。
07-班组管理之工具应用
清洁
彻底清洁整扫你的工作场所，以致你 的工作场所任何地方都一尘不染。
素养
每位成员养成良好的习惯， 并遵守规则做事，培养主动 积极的精神
安全
重视成员安全教育， 每时每刻都有安全第 一观念，防患于未然
6S推行步骤：
4 3 2 1
6S管理
8
6S管理如何有系统的推进？ 第一步：现状调查
没有调查就没有发言权，我们要围绕以下几个角度去调查. 1.现场管理 2.6S管理制度 3.调查各级别员工对6S管理的了解程度
班组管理之工具应用
人类的进步离不开工具的使用
目录
01 6S管理 02 八大浪费
0什3 么节拍是管班理组 0什4 么线平是衡班改组善
05 双手动作分析 06 快速转产SMED
0什7 么QC是改善班工组具
01 6S管理
6S管理
6S的简介：
6S起源于日本,是对生产现场中人员、机器、材料、方法等生产要素进行有效 的管理，是日本企业独特的一种管理方法。
➢重视员工职业技能的培养与发展，建立员工长期职业发展的归属感 ➢推动企业文化建设，提高员工凝聚力
03节拍管理
节拍管理
节拍定义：
1
2
定义
3 计算
起源
根据销售的速度，你应该 每隔多久生产一个零件来 满足顾客的需求。
可用作业时间（每班） 顾客需求（单位） 单位：秒
德文 翻译过来意思是音乐
拇指垂直按压Camera ○ 1.774
撕下Camera保护膜 ○ 1.032
检查组装状况
◇
1.29
延迟
→
0.516
4.644
3.838 2.193 1.29
H H 0.516 M3G1 0.645 M3P2 BD
微化工技术在化学反应中的应用进展
微化工技术在化学反应中的应用进展1赵玉潮，张好翠，沈佳妮，陈光文，袁权中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连（116023）E-mail：gwchen@摘 要：微化工技术是当前化学工程领域的研究前沿与热点。
本文就微化工技术在均相、气-液和液-液两相反应体系中的应用，结合具体研究范例阐释微反应器内进行化学反应的可行性。
与传统化工设备相比，微化工技术及其设备具有很大的开发潜力和广泛的应用前景。
关键词：微化学工程；微化工技术；综述；微反应器；微混合器；微通道中图分类号：TQ 032 文献标识码：A随着社会的不断发展和人类生活水平的持续提高，对产品种类与数量的需求不断增加，促进了现代过程工业飞速发展；同时对环保要求日益提高，建设安全、经济、生态和实现可持续发展的要求更为迫切。
21世纪化学工业发展的一个趋势就是安全、清洁、高效、节能和可持续性，尽可能地将原材料全部转化为符合要求的最终产品，实现生产过程的零排放。
要达到这一目标，既可以从化学反应本身着手，通过采用新的催化剂或合成路线来实现，即化学的方法；又可以从化学工程角度出发，采用新的设备或技术，通过强化化工生产过程来实现，即工程的方法(过程强化)[1~3]。
20世纪90年代初，顺应可持续与高技术发展的需要催生了微化工技术的发展[4~9]，其主要研究对象为特征尺度在数微米到数百微米间的微化工系统，由于系统尺度的微细化使得各种化工流体的传热、传质性能与常规系统相比有较大程度的提高[10~12]，即系统微型化可实现化工过程强化这一目标。
自微反应器面世以来，微反应技术的概念就迅速引起相关领域专家的浓厚兴趣和关注，欧美、日本、韩国和中国等都非常重视这一技术的研究与开发，主要研究机构包括Dupont公司、MIT、美国西北太平洋国家实验室(PNNL)、IMM、FZK、BASF、Bayer、Axiva、Merck、Shell、UOP、京都大学、东京大学、九州大学、Pohang、中科院大连化学物理研究所、清华大学和华东理工大学等。
基于充分混合、均匀分布准则的化工过程强化
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第10期·3016·化 工 进 展基于充分混合、均匀分布准则的化工过程强化：青岛科技大学的实践张攀1，3，段继海2，3，王伟文2，3，陈光辉2，3，李建隆2，3（1青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛266061；2青岛科技大学化工学院，山东 青岛266043； 3生态化工国家重点实验室，山东 青岛266043）摘要：过程强化是化学工程与技术领域的研究热点之一。
掌握并利用单元操作或单元过程的共性本质、原理和相互影响规律，是实现化工过程强化的基本途径。
在过去的二十多年里，青岛科技大学化学工程研究所基于对多相流动规律的认识，提出了“充分混合、均匀分布”的多相流调控准则并利用它进行化工过程强化研究。
本文简述了“充分混合、均匀分布”准则的基本内容，详细介绍了在环流式旋风分离器、强放热流态化和精馏洗涤过程——几个在工业生产中得到成功应用的案例中，利用“充分混合、均匀分布”调控准则，实施过程强化的方式、方法以及强化效果，阐明了利用“充分混合、均匀分布”准则实现化工过程强化的可行性，及其在其中所起到的关键作用和未来发展趋势。
关键词：化学过程；流体力学；传递过程；分离；流态化中图分类号：TQ 02 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）10–3016–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.10.002Process intensification based on fully mixed and evenly distributed method:practice in Qingdao University of Science and TechnologyZHANG Pan 1，3，DUAN Jihai 2，3，WANG Weiwen 2，3，CHEN Guanghui 2，3，LI Jianlong 2，3（1College of Electromechanical Engineering ，Qingdao University of Science and Technology ，Qingdao 266069，Shandong ，China ；2College of Chemical Engineering ，Qingdao University of Science and Technology ，Qingdao 266043，Shangdong ，China ；3State Key Laboratory Base of Eco-chemical Engineering ，Qingdao 266043，Shandong ，China ）Abstract ：Process intensification is one of the research hotspots in the field of chemical engineering and technology. By only to master the rule of common nature ，principle and influence each other ，it is possible to optimize the design of the chemical process ，reasonable regulation of unit operations or unit process to achieve the chemical process intensification. Based on the understanding of the law of multiphase flow ，Institute of Chemical Engineering ，Qingdao University of Science and Technology has put out a rule of multiphase flow regulation ，named “Fully Mixed ，Evenly Distributed ”，and has been done a lot of research work related to the subject of process intensification in the past decades. This review introduced the main contents of “Fully Mixed ，Evenly Distributed ”，and discussed the process intensification methods based on “Fully Mixed ，Evenly Distributed ”and its effect in some successful application cases ，such as circumfluent cyclone separator ，strong exothermic fluidized反应过程及其数值方法。
我国化工过程强化技术理论与应用研究进展探讨
的微化工 系统，并将其投 入碳酸二氢铵 工业生产 中，这样
以来既解 决 了碳酸二氢铵 工业生产 中的安全 、环保 问题 ， 而且还 为ｋ ｗ 级Ｐ Ｅ ￣ Ｉ Ｆ Ｃ 用微 型氢源 系统 的形成提供 了有 力支 持 。分 析发 现 ，微化 工 系统 具备 一系 列优 点，包 括体 积
多新型微化 工设备 ，其 中很 多学者集 中于微 结构构型 、特 征尺度及表／ 界面效应等方面进行微化工技术的基础研 究， 为我 国微化工技术 的发展具有显著推动意义 。 微 尺度下几种流 动作用力竞 争背景下 ，微 化工设备 中 存 在多种分散流 型，包括挤 出分散流型 、滴 出分散流型 、 射 流 分散 流型 及层 流 分散 流型 ，从 而 能够形 成 液滴 或气 泡 ，即通 常 比传统 化工 设备 中的分散尺 度小 １ — ２ 个量 级 。 同时，受多相体 系内环流与界面扰 动等现象 的影响 ，致使
究 ，并借助 相关设备 发现超重 力环境下微 观分子混 合强化 百倍特 征现象 ，此外 陈建峰敢 于突破传统 思想 的束 缚，指
微 分散设备 内制备纳米碳 酸钙技术 已成功应用 于工 业 化 生产 ，这 一举 措 为工业 化 生产 企业 每年 新增 利 润高 达
千万元 ；另 外， 中科 院构 建了集混合 、反应、换热 于一 体
效果 更为显 著 。通 过分 析这一现 象可得 出结 论 ，气一 液、 液一 液 、气一 液一 液及液一 液一 固体系 的传质系数均高于传统设
备１ ￣ ２ 个量级 ，单 台设备 内传 质Ｍ ｕ ｒ ｐ ｈ ｅ ｅ 效率 高于９ ０ ％ ，可
的分子混合 性能开展 系统性研 究，同时借 助偶氮化 反应体
关键词 ：化工过程强化技术；化工装置；化学反应 中 图分 类号 ：Ｔ Ｑ ０ ２ 文 献标 识码 ：Ａ
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6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器 6.1.2 超重力反应器 6.1.3 串式化学反应器 6.1.4 提升管-下行床耦合反应器 6.1.5 光催化反应器 6.1.6 膜反应器 6.1.7 色谱反应器 6.1.8 热交换器式反应器 6.1.9 喷雾流化床造粒器
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器 构件催化反应器是指采用在反应器尺寸规
绿色过程工程
Green Process Engineering
1绪 论 2 绿色过程工程与可持续发展 3 绿色过程工程基础 4 过程工程绿色化模式 5 过程工程生态学 6 过程强化与设备微型化 7 过程系统工程
6 过程强化与设备微型化
传统化工企业的形象是高耸塔群连 绵不断、刺耳噪音昼夜延展、难闻 气味迎面扑鼻、粉尘液滴四处乱溅。 提高自动化程度后的新型石油化工 企业有很大改变，但仍未根本改观。 从化工建设投资来看，用于大型设 备、土建工程和管网设施的资金， 一般占总投资的80%左右，如果设 备微型化，流程密集化，生产过程 精细化，就能重组化工生产。
模上具有规则结构的催化剂的反应器。 固定床催化反应器中，固体催化剂是以 颗粒的形式随机堆积在反应器内。
构件催化反应器可以分为整块蜂窝构件催 化反应器、膜构件催化反应器和规整构 件催化反应器三类。
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器 整块蜂窝构件催化反应器是采用整块蜂窝构件催
化剂的反应器。整块蜂窝构件催化剂具有许 多相互隔离的、平行的直孔，与蜂窝的结构 类似，起催化作用的物质均匀地分布在孔道 的内表面。
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器
规整构件催化反应器是采用规整构件催化 剂的反应器。将颗粒状催化剂安排成各 种各样规则的几何形状，就得到规整构 件催化剂。在这类反应器中，催化剂颗 粒被规则地装填在一个个开有许多孔的 笼子内，或者将催化剂装填成串，然后 合并在一起，以方便气体和液体反应物 与催化剂接触。
6 过程强化与设备微型化
化工过程强化是指在生产和加 工过程中运用新技术和新设备， 极大地减小设备体积或者极大地 增大设备生产能力，显著地提高 能量效率，大量地减少废物排放。 一句话，高效、节能、清洁、可 持续发展的新技术都是过程强化。
6 过程强化与设备微型化
6.1 过程强化设备 6.2 过程强化技术 6.3 过程强化实例 6.4 设备微型化
整块蜂窝构件催化反应器与固定床催化反应器相 比，流动阻力小，反应速度快，气体和液体 在整个反应器内分布均匀，不会产生局部过 热等问题。使用整块蜂窝构件催化反应器可 以使设备体积大大减小。
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器
整块蜂窝构件催化反应器被用作汽车尾气、 火力发电厂尾气和工业排放废气的净化 器。因为不论是汽车尾气、火力发电厂 尾气，还是工业废气，它们的排放压力 一般都比较低，只有使用流动阻力很小 的设备，才能在净化尾气的同时，不增 加燃料和动力的消耗，在经济上具有竞 争力。并且，火力发电厂尾气中一般含 有固体粉尘，使用其他净化设备容易引 起堵塞，增加维护费用。
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器
规整构件催化反应器具有比传统固定床小得多的 流动阻力，又具有很好的热量和物质交换能 力，可以克服整块蜂窝构件催化反应器取热 不便的缺点。但是，由于气体在笼子内部移 动比较慢，这类反应器比较适合反应速度比 较慢的反应。目前，笼式规整构件催化反应 器己经成功地应用于重油馏分加氢脱除硫化 物和氨化物的工业生产中。串式规整构件催 化反应器则在醚化和酯化反应中获得了工业 应用。
6 过程强化与设备微型化
1995年召开的第一次化工过程强化国 际会议上,C.Ramshaw首先提出化工过 程强化是指在生产能力不变的情况下， 能够显著减小化工厂体积的措施。 A.I.Stankiewicz和J.A.Moulign则认为， 给定设备的体积减小2倍以上、每吨产 品能耗降低、废物或副产物大量减少都 可以看作是过程强化。
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器 6.1.2 超重力反应器 6.1.3 串式化学反应器 6.1.4 提升管-下行床耦合反应器 6.1.5 光催化反应器 6.1.6 膜反应器 6.1.7 色谱反应器 6.1.8 热交换器式反应器 6.1.9 喷雾流化床造粒器
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器 6.1.6.1.4 提升管-下行床耦合反应器 6.1.5 光催化反应器 6.1.6 膜反应器 6.1.7 色谱反应器 6.1.8 热交换器式反应器 6.1.9 喷雾流化床造粒器
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器
也可以利用膜构件的这一特性，在一个反应 器中膜的两侧同时进行吸热和放热反应， 用放热反应放出热量供给吸热反应，同时 将一个反应的产物作为另一个反应的反应 物，这就是反应-反应耦合。膜构件催化反 应器的最初应用是海水脱盐生产淡水。逐 步扩展到生物技术、环境保护、天然气和 石油的开采与加工、化工生产等领域。膜 构件催化反应器主要缺点是造价高、膜的 透过量小、容易碎裂等。
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器
膜构件催化反应器是采用膜构件催化剂的 反应器。如果整块蜂窝构件催化剂的孔 道壁上具有许多微小的孔道，允许一种 或几种反应物料穿过孔道壁，则它被称 为膜构件催化剂。这种允许一种或几种 物质穿过的特性，称为膜构件的透过选 择性。膜构件催化反应器的特点是利用 膜构件的透过选择性，在一个反应器内 同时实现化学反应和分离操作，这就是 反应-分离耦合。
6 过程强化与设备微型化
6.1 过程强化设备 6.2 过程强化技术 6.3 过程强化实例 6.4 设备微型化
6 过程强化与设备微型化
6.1 过程强化设备
6.1.1 构件催化反应器 6.1.2 超重力反应器 6.1.3 串式化学反应器 6.1.4 提升管-下行床耦合反应器 6.1.5 光催化反应器 6.1.6 膜反应器 6.1.7 色谱反应器 6.1.8 热交换器式反应器 6.1.9 喷雾流化床造粒器