美国提出化工工艺设计新方向
化工产品的设计创新
化工产品的设计创新一、介绍化学工程是应用化学知识、物理学、数学和经济学等科学原理，设计、研制、生产和管理化工产品及其装置的一门工程学科。
化工产品的设计创新是化学工程领域必须面对的挑战。
化工产品的设计创新不仅涉及到产品性能和设计技术方面，更关乎企业的经济效益和市场竞争力增强。
二、化工产品设计的原则与方法1、安全性原则化工产品在设计中必须要考虑其安全性，避免在使用过程中对人和环境造成危害，需要从产品材料、设备和工艺等多个方面进行安全性分析和评估。
2、经济性原则化工产品在设计时必须考虑经济性，通过控制成本和提高产品附加值，实现企业收益最大化，可通过提高设计效率、提高产品质量、降低能耗等方式实现。
3、可行性原则化工产品在设计时必须考虑可行性，根据市场需求和技术状况，选择合适的技术路线和生产工艺，确定设计方案，保证产品的生产和市场供需需求的匹配。
4、创新性原则化工产品的设计创新是实现企业增长和发展的关键之一，要不断推陈出新，有新的思路、新的技术和新的方法，不断改进和创新产品，提高企业在市场中的竞争力。
三、化工产品设计创新的实践1、新材料的应用新材料是化工产品设计创新中一个非常重要的方向，例如高分子材料、先进陶瓷、高性能纤维等新材料的应用，可以有效提高化工产品的性能和功能。
2、新工艺的应用新工艺的应用是化工产品设计创新的关键，例如应用计算机模拟设计、智能化装备控制、生物反应器等技术，可以大大提高产品质量和效率，也可以将废弃物转化为宝贵资源，实现“废为宝”。
3、产品创新设计方法产品创新设计方法是化工产品创新的重要手段，例如TRIZ理论（矛盾解决理论）、设计思维等方法，可以激发员工的创新激情，提高团队创新能力，从而推动化工产品设计创新。
四、化工产品设计创新的未来未来的化工产品设计创新将更注重绿色、可持续的方向，实现资源的最大化利用和环境的最佳保护。
另外，随着科技的不断推进，化工产品设计创新也将面临着更多新的挑战和机遇，例如零排放、智能化、柔性化、个性化等方向的发展，化工产品设计创新必将不断推陈出新，创造更多商业价值。
年产10万吨甲醇工艺设计
1 总论1.1 概述甲醇作为及其重要的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。
长期以来，甲醇都是被作为农药，医药，染料等行业的工业原料，但随着科技的进步与发展，甲醇将被应用于越来越多的领域。
1）甲醇（英文名；Methanol，Methyl alcohol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。
化学分子式为CH3OH。
甲醇的性质；甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。
分子量32.04，相对密度0.792(20/4℃)，熔点-97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.22℃，自燃点463.89℃，蒸气密度 1.11，蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2℃)，蒸气与空气混合物爆炸下限6～36.5 % ，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。
甲醇的用途；甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。
主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。
甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。
甲醇的毒性及常用急救方法；甲醇被人饮用后，就会产生甲醇中毒。
甲醇的致命剂量大约是70毫升。
甲醇有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。
急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。
慢性中毒反应为：眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、现力减退、消化障碍。
甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应，误服一小杯超过10克就能造成双目失明，饮入量大造成死亡。
甲醇中毒，通常可以用乙醇解毒法。
其原理是，甲醇本身无毒，而代谢产物有毒，因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。
甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶，而这种酶和乙醇更具亲和力。
煤制天然气SNG技术
煤制天然气(SNG)技术现状1、煤制天然气技术路线传统的煤制天然气技术是以煤炭为原料，气化生产合成气，经净化和转化以后，在催化剂的作用下发生甲烷化反应，生产热值符合规定的替代天然气(Substitute Natural Gas)，也被称为煤气化转化技术。
近年来，也出现了直接合成天然气技术，是将煤气化和甲烷化合并为一个单元直接由煤生产富甲烷气体，典型工艺有加氢气化工艺和催化气化工艺2种。
相比直接合成天然气技术，煤气化转化技术需要的设备较多，投资较高，但技术非常成熟，甲烷转化率高，技术复杂度略低，因此应用更加广泛，是煤制天然气中的主流工艺。
煤制天然气技术主要使用固定床反应器和流化床反应器，其中，固定床甲烷化技术比较成熟，应用也更加广泛。
催化剂以镍系催化剂为主，这种催化剂活性高，寿命长，但容易被硫毒化。
近年来出现了以钼系催化剂为代表的耐硫催化剂，节约了合成气脱硫成本，但活性没有镍系催化剂高。
2、煤气化转化技术制备天然气一般情况下，经煤气化得到的合成气的H2/CO比达不到甲烷化的要求，因此需要经过气体转换单元提高H2/CO比。
有些工艺有单独的气体转换单元，提高H2/CO比后再进入甲烷化单元，称为两步法甲烷化工艺；有些工艺将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个部分同时进行，称为一步法甲烷化工艺。
2．1 两步法甲烷化工艺(1)Lurgi工艺19世纪六七十年代，固定床甲烷化气化单元普遍使用的是德国的Lu晒气化炉。
Lurgi公司和SA—SOL公司在南非的Sasolburg建立了一家试验工厂，另一家试验工厂由Lurgi公司和澳大利亚EL．Paso天然气公司建立。
在Lurgi和SASOL的基础上，第一家煤制天然气工厂--大平原合成燃料厂在美国的北达科他州建立。
工艺包括14个LurgiMark IV固定床气化炉，日处理褐煤18000t，使用的气化剂为氧气和水蒸气。
生产的气体中含有8％～10％的甲烷，经过分离工艺可得到富甲烷气体 (SNG)，剩余气体富含有效合成气(CO+H2)，这部分气体有1/3进入气体转换单元提高H/CO比，再经过低温甲醇洗除去烃类和硫化物，此时硫化物的含量可以控制在2×10 以下，可以保证催化剂的寿命维持在4a左右，然后合成气进入甲烷化单元，该单元由2个绝热固定床反应器组成，第一个反应器入气温度300℃，出气温度450℃，第二个反应器入气温度260℃，出气温度315℃。
石油化工工艺技术创新与发展
石油化工工艺技术创新与发展石油和化工是现代工业发展的两个重要支柱，石油化工工艺技术的创新与发展也是促进国家经济增长和社会发展的关键。
随着科技进步和社会需求的不断变化，石油化工工艺技术的创新和发展显得尤为重要。
本文将从多方面探讨石油化工工艺技术的创新与发展。
一、顶层设计引领石化行业发展顶层设计对于企业的发展是至关重要的，石化企业也不例外。
目前，我国石化行业的顶层设计主要是指相关文件的出台和产业政策的制定。
如《石油和化学工业“十三五”规划》等文件，这些文件将石化行业的未来发展方向明确为“转型、创新、绿色、安全”，提出了从资源型企业向技术型、服务型、品牌型企业转型的目标。
这不仅是对于石化企业，还对整个国家发展具有重要意义。
通过实现石化工业的转型升级和创新发展，可以有效增强我国的国际竞争力和产业发展能力，加速实现科技创新、节能减排等方面的突破。
二、创新技术促进石化行业发展促进石化行业创新发展的最主要手段是技术创新。
技术创新不仅能够提高生产效率，降低成本，而且还能提高企业的核心竞争力。
因此，技术创新在石化行业的发展中起到了至关重要的作用。
石油化工工艺技术创新主要体现在以下几个方面：1、绿色化工技术创新。
绿色化工是石油化工工艺技术创新的一大趋势。
它是指以节能减排、资源循环利用和环境友好为主要特点的新型石化工业技术，旨在打造可持续发展的石化产业。
通过技术升级，绿色化工技术不仅能有效解决污染、能源与资源紧缺等问题，还能提升企业竞争力。
2、高效生产技术创新。
高效生产技术创新是指利用现代信息技术、制造技术和人工智能等新兴技术，提高生产效率和生产质量的创新方法。
在石化行业，高效生产技术创新可以将生产效率不断提高，降低生产成本，加快产品升级以及拓展更多市场空间。
3、新材料技术创新。
石化行业的新材料技术创新是石化工艺技术创新的一大重点。
通过新材料技术的突破，可以生产更多的功能材料和高新材料，在提供新产品、新技术的同时，为节约能源、减少污染做出重要贡献。
美国化工前景
美国化工前景美国化工行业拥有广阔的前景，这得益于其庞大的市场规模和创新能力。
目前，化工行业已经成为美国制造业的重要组成部分，并为美国经济做出了巨大贡献。
以下是美国化工行业前景的几个关键因素：首先，美国化工行业受益于国内市场的需求增长。
随着人口的增长和生活水平的提高，消费者对化学制品的需求不断增加。
这包括对塑料、橡胶、颜料、涂料、肥料、农药等产品的需求。
在未来几年中，美国化工行业预计将实现稳定的增长。
其次，美国化工行业的发展也受益于其独特的资源优势。
美国拥有丰富的天然气和页岩气资源，这为化工生产提供了相对低廉的原材料。
天然气和页岩气是化工生产的主要原料，而美国的资源储量和产量位居世界前列。
这使得美国化工企业能够以更低的成本生产高质量化学产品，提高了其竞争力。
此外，美国化工行业在创新领域也表现出色。
美国的研发实力和创新能力在全球范围内闻名。
化工行业在新材料、生物技术、清洁能源等方面的研究和创新已经取得了显著成果。
这些成果不仅提高了化工产品的质量和性能，还为行业带来了新的增长机遇。
另外，政府的支持和鼓励也是美国化工前景看好的重要因素。
美国政府重视化工产业的发展，提供了一系列的支持政策和财政激励措施，以促进行业的繁荣。
政府的举措包括降低税率、简化审批程序、提供研发资金等。
这些政策将有助于吸引更多的投资和创新，进一步推动美国化工行业的发展。
然而，美国化工行业也面临着一些挑战。
一方面，国际市场的竞争日益激烈，来自亚洲等地区的低成本产品对美国化工企业构成了一定的压力。
另一方面，环境保护和可持续发展要求也对化工企业提出了更高的要求。
化工企业需要通过创新和技术升级，提高生产效率和环境友好性，以应对这些挑战。
总的来说，美国化工行业有着广阔的前景。
其强大的市场规模、资源优势、创新能力以及政府的支持为其发展提供了坚实基础。
化工企业有望在未来几年中实现持续的增长，并为美国经济增长和就业提供重要支撑。
化工原理的发展趋势
化工原理的发展趋势
化工原理的发展趋势有以下几个方向：
1. 绿色化学：随着全球环境污染问题的日益严重，绿色化学成为化工原理发展的重要方向。
绿色化学追求环境友好、资源高效利用和无污染的化学过程，通过减少或消除有害物质的使用和产生，降低废弃物的排放和能源消耗。
2. 低-carbon化：低-carbon化是指减少化工生产过程中产生的二氧化碳排放量，推动向低碳经济转型。
低-carbon化的方法包括增加能源利用效率、转向使用低-carbon能源、发展碳捕获和储存技术等。
3. 自动化和智能化：自动化和智能化技术在化工生产中的应用越来越广泛。
自动化和智能化可以提高化工过程的稳定性、可靠性和安全性，减少人为操作的误差和风险，并提高生产效率。
4. 新材料的研发和应用：新材料在化工原理中扮演着重要角色。
随着科学技术的不断进步，新材料的研发速度不断加快，应用范围也越来越广泛。
新材料的研发和应用将推动化工原理的发展，并带来新的化工工艺和产品。
5. 过程优化和能源节约：过程优化和能源节约是化工原理发展的重要方向。
通过对化工过程进行模拟和优化，可以减少废物和污染物的产生，提高能源利用效率，降低生产成本。
总之，化工原理的发展趋势是朝着绿色化、低-carbon化、自动化和智能化、新材料研发和应用以及过程优化和能源节约方向发展，以满足环境保护、可持续发展和高效生产的需求。
美国化学工程专业的全面介绍
美国化学工程专业的全面介绍
美国化学工程专业简称化工，是研究化学工业以及其他工业(如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等)生产过程中的共同规律，并应用这些规律来认识、解决生产中的工程问题的工程技术学科。
美国化学工程专业主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质。
简单地定义化学工程的本质，它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上，从而为生产各式化学品或物料的工厂提供一个最节省成本的反应流程设计方式。
化学工程是传统工业界的称法，宾夕法尼亚大学提出一个叫崭新的观点，它不将其称作“化学工程”，而称作“工程化学”;传统化学工程的意义是在化学工业中的工程应用，而工程化学的观点是把工程技术应用在化学工业上，这是一个反面思考，同时也是一个新观点，宾夕法尼亚大学提出的观点或许可以为化学工程提供一个工程上的新契机。
化学工程专业的理论基础主要是化学、物理学和数学。
包括上述各学科的分支，如：热力学，流体力学和化学动力学。
化学工程专业的研究领域最初只是化工单元操作，后来又发展出一些新的分支：化工热力学;反应工程学，又称化工动力学;输送现象(为化工学科当中"单元操作"的理论基础)。
在化学工程中经常会用到下面这些概念：质量结算;能量结算;平衡关系;过程速率等。
化学工程领域的分支庞大，因应现代工业发展的需要，以化工的知识背景为基础，可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作，例如半导体工业。
《化工工艺设计手册》第三版
《化工工艺设计手册》第三版
佚名
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2004(33)2
【总页数】1页(P39)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ
【相关文献】
1.专业手册助推毛纺《毛纺织染整手册(第三版》出版项目启动 [J], 少龙
2.对美国《教育传播与技术研究手册》(第三版)的学习与思考之六——对本《手册》存在的主要缺陷与不足的分析 [J], 何克抗;赵文涛
3.《新型墙体材料手册》第三版——《墙体材料手册》出版发行 [J],
4.《化工工艺设计手册》第三版出版发行 [J], 钱水根
5.《化工工艺设计手册》第三版出版发行 [J],
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美国提出化工工艺设计新方向
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CHEMIC ENGINEERING DESIGN AL
化工设计 , 10( 3)
美国提出化工工艺设计新方向
朱曾惠 X 摘要关键词中国化工信息中心北京 100029
介绍根据美国2020 年技术设想所提出的改进化工工艺过程设计的 7 项课题。
美国化工工艺设计
美国政府、相关的产业和学术部门于 1996 年发表了52020 年技术设想6。
其后, 美国的化工界为达到设想目标, 针对要求研究了化工工艺, 并达成了发展方向, 其中对工艺工程提出了 7 个课题, 以改进工艺装置的设计, 从而提高在全球市场上的竞争能力。
美国5化学工程进展6对其进行了系统的综述, 主要内容摘登于下, 供研究参考。
近年来, 工艺工程已经发生了巨大变化, 主要体现在两个方面: 开发新观念( 如单元操作和热交换网络) 和新的分析及优化方法。
经过对化学工业的动态分析, 能够看出要进行工艺过程的变革常常会遇到很大阻力, 主要原因是化学工业具有资本密集型的特性, 一旦工艺失败将造成巨大的资金损失。
经过对化学品和塑料生产的成本构成分析, 能够看出基本建设投资和原材料在总成本中占有主要份额。
因为装置费用大, 常常要运转多年。
现在许多装置都已
经拥有 50 年的寿命, 将它们进行改造、扩大能力、解决薄弱环节要比新建一套装置便宜得多。
按此趋势分析, 2020 年销售的产品中约有 3/ 4 将仍由 1999 年运转的装置生产, 可是必须改进装置性能、扩大产能和减少污染。
当然, 也会有一些主要的工艺过程出现革命性的变革, 对化工生产有重大影响, 但也须经过较长时间, 一般要 10~ 20 年。
因此, 对 2020 年化工生产技术和经济起重大影响的新开发成果在今后 5 年内应当出现。
根据 2020 年目标, 对工艺过程设计的改进提出以下 7 项课题: 降低原材料费用; 降低基本建设投资; 降低能耗; 提高工艺过程灵活性和降低库存; 不断加强工艺过程的安全性; 不断
提高对质量的重视; 改进环境行为。
大量生产的产品影响制造成本的两个主要因素是原材料费用和基建投资。
每年在基建方面分摊费用约占 30% ( 基建投资的回报率约为 20% , 折旧提成为 10% ) , 而其它费用诸如能源、劳动、维修、税赋、废料处理等总计约占50% 。
少量生产品种的原料和基建费用所占份额较低。
为了提高现有装置产能, 降低单位生产成本, 选择改建、消灭瓶颈和更新战略, 能够减少投资。
1
降低原材料费用
原材料的价格是重要因素, 特别是油气价对
石油化工产品影响极大, 除此以外( 包括地区差异、有关限制性法规和关税等因素) , 可从4 个方面考虑降低原料成本: (1) 开发利
用其它廉价原材料生产有利可图的产品之途径; ( 2) 经过应用优良催化剂、变更反应条件或选用改进的反应器等提高现用或未来将用的新原料之利用率; ( 3) 提高原材料和中间体的回收利用率; ( 4) 提高产品回收率( 包括提高副产品回收和销售) 。
除了新的原材料利用途径要从化学和生物化学方面考虑外, 其它几个方面工艺过程设计都起着重要作用, 要从概念设计和软件开发上加以考虑。
例如, 改进反应器能够降低原材料成本, 早年轻烃蒸汽裂解制乙烯的停留时间为数秒, 而现代裂解炉已低于 011 秒, 但温度提高了 10 e , 因此改善了反应条件, 乙烯转化率提高了 1 倍。
当前, 蒸馏反应器得到新的应用, 它能够减少副产物。
这
X 朱曾惠: 原化工部化工情报研究所所长, 1952 年毕业于重庆大学化学工程系; 现退休。
译者声明此文为编译文章, 不代表个人观点。
联系电话: ( 010) 64415987。
, 10( 3)
朱曾惠
美国提出化工工艺设计新方向
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些技术与反应和分离相结合已成为工艺过程的研究新领域。
其它如降低压力降、改进传热过程( 改善温度分布管理) 和改进大型反应器中停留时间、分布管理等都是在工程方面值得继续研究和探讨的问题。
质量交换网络分析, 该技术与热交换网络分析类似。
上述两种分
析法( 结构相关和结构无关) 可在今后 10 年内对非常复杂的问题进行分析, 综合出经济上最佳的工艺流程, 对新建或改建、对多用或少用新技术作出选择, 从而得出化学工业如何降低基建投资的答案。
2
降低基本建设投资
化学工业是资本密集型产业, 除非有化学的
3
降低能耗
许多人将能源成本作为生产总成本中一个重
重大突破使主要产品的生产工艺得到更新升级、用新装置生产代替原有生产工艺具有优良的经济特性, 一般都是经过现有装置改造、解决瓶颈问题、扩大产能来达到改进和提高的目的, 因为这样能够节约基本建设投资。
经过工艺过程强化、减少设备尺寸, 能够显著地节约投资。
如Higee 工艺( 在高重力场下蒸馏) 可普遍用于蒸馏塔的改造, 对流气液在转动的填料柱中快速接触, 达到一定的理论塔板高度, 由于接触效率显著改进, 因此能够取得良好的经济效果。
可是, 有两个因素影响其实施: 径向缩小设备需要投资于自旋的转子, 而且自旋采用电力, 因而要增加能源费用; 标准蒸馏塔的辅助件, 如冷凝器、管道和控制系统等一般不需变动。
这两个因素使Higee 设备只在少数装置上应用。
改变蒸馏塔的填料装填结构也能够带来效益, 提高能力, 改进分离效率。
另一条途径是减。