6过程强化与设备微型化

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过程装备技术进展及过程装备制造业面临的形势

所称大型石化设备是指：年产量不小于80×104t的乙烯成套设备，包括乙烯裂解气压缩机组及其配套用工业汽轮机、乙烯制冷压缩机组及其配套用工业汽轮机、丙烯制冷压缩机组及其配套用工业汽轮机、离心式急冷油泵、离心式急冷水泵、乙烯冷箱、加氢反应器、加氢装置空冷器；年产量不小于40×104t的聚乙烯循环气压缩机和聚乙烯配套用往复式压缩机(迷宫密封式)；年产量不小于20×104t的混炼挤压造粒机组；年产量不小于80×104t的对苯二甲酸(PTA)成套设备，包括PTA氧化反应器、加氢精制装置加氢反应器、蒸汽回转干燥机、PTA工艺空气压缩机组。
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ｋｗ级ＰＥ￣ＩＦＣ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Ｍｕｒｐｈｅｅ效率高于９０％，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：ＴＱ０２文献标识码：Ａ

微格教学(推荐完整)

课堂教学技能训练的四个阶段
观摩示范阶段:观摩示范是对事实、观点、过程的一种形象化解释被训练者通过观摩, 从而知道这件事应该怎样去做。教学设计与编写教案阶段:课堂教学设计就是运用系统的方法, 对教学目标和学生进行分析、选择合适的媒体规划课堂教学的过程。在设计出具有个性的教学方案后, 编写好教案。
另一说法，3-5人、3-5分钟、一种教学
2.3 微格教学系统的功能
1. 分组训练 2. 交互学习 3. 示范教学 4. 讲评教学
2.3 微格教学系统的功能
1. 示范教学
2. 在开展微格教学前，指导教师在示范室播放、分析教学技能训练、模拟教学、优秀教师课堂教学录像，为受训学生提供典范示范。
3. 在教学技能训练中，指导教师随时要利用电视教材展示标准的示范，给受训学生对照仿效。
导入的类型
（1）直接导入（2）经验导入（3）由旧导新（4）直观导入（5）故事事例（6）设疑悬念
评价项目
1教学设计合理，目标明确 2能自然引入新课，衔接紧凑恰当 3能引起学生兴和学习积极性 4设计、提出的问题明确、恰当 5对学生的评价有确认、评价 6语言清晰、有感染力（通顺、准确、规范、有条理 7教学媒体的使用恰到好处您有什么建议，请写在下面：
课堂教学过程设计
对教学过程进行设计: 运用教学设计基本理论对教
学过程进行设计。
微格教案的编写
基本要求: 选择合适的课题；确定教学目标；表现教学过程设计思想；教案内容要全面。
微格教学教案格式
微格教学教案实例
微格教学的角色扮演
角色扮演是实施微格教学的重要环节，是被训练者对“教师” 的仿真模拟过程．模拟教师的行为: 被训练者在进行角色扮演时，首先要做好心理准备，要以一个教师的身份去进行教学行为的扮演。

2-6强化绿色化工的过程与设备

4 9
7
8 10
1.待压入的反应物；2.泵流量计；3.压力转换器；4.微波腔； 5. 反应管；6. 温度检测器；7. 热交换器；8. 压力调节器； 9. 微波程序控制器；10.产物贮存罐
2.6.1.5
其它强化方法
1）反应与分离两种过程耦合：反应-精馏，如MTBE的合成、酯分解等；反应吹脱，如双酚A的新合成工艺等；反应-吸附，如气相、液相制备色谱等。 2）其它强化化工过程的新技术：非定态操作技术、反应分离、反应吹脱、反应吸附、膜-反应器、膜分离、变压吸附、分子蒸馏、离子液体化、反胶束技术等。 3）组合分离：将原来单独的几种分离操作集成在一个设备内完成，以简化操作，降低成本。
应用实例：P97～99
4、微波技术在其它化学化工领域中的应用微波技术还广泛应用在高分子、生物化学、金属有机、同位素取代及低碳烃的研究等方面。 5、微波反应器用于促进化学反应的微波装置，可分为两个部份，即微波炉装置和反应容器。
3
P
T
6
T
5 2 1
P100 图2.18 CSIRO设计的连续微波反应器
微波在化学反应中的作用原理：（两种观点）一种看法认为微波技术仅仅是一种加热手段，无论微波加热还是普通加热方法，反应的动力学不变。另一种看法认为微波技术除具有热效应外，还存在微波的特殊效应，微波催化了反应的进行，降低了反应的活化能，也就是说改变了反应动力学。目前，学术界多以第一种观点来解释实验中出现的各种现象。
3、规整结构的催化反应器 P103 图2.20
在这类反应器中，催化剂采用笼式和串珠式结构，或者采用开式错流结构，可方便气体和液体反应物与催化剂接触，在各个催化反应器具有比传统固定床小得多的传质阻力，而在整个反应器内又具有很好的传热和传质能力，可以克服整块蜂窝结构催化反应器取热不便的缺点。由于气体和液体在催化剂构件内部移动比较慢，这类反应器比较适合慢速反应。

化工过程强化与微反应技术

化工过程强化与微反应技术作者：路勇来源：《化学教学》2009年第07期文章编号:1005-6629(2009)07-0001-03中图分类号:G633.8文献标识码:B1化工过程强化正在孕育化学工业的变革化学工业与我们的生产和生活密切相关,医药、农药、塑料、橡胶、涂料、汽油、柴油等都是化学工业的产品。

传统化工给人的印象是高耸塔群林立,刺耳噪音不绝,刺激气味迎面扑鼻,粉尘液滴四处飞溅,能耗高且对环境的污染怵目惊心。

不过,化工过程强化技术的出现正在改变这种情况。

如果说绿色化学侧重从化学反应本身来消除环境污染、充分利用资源、减少能源消耗;化工过程强化则强调在生产能力不变的情况下,在生产和加工过程中运用新技术和设备,极大地减小设备体积或者极大地提高设备的生产能力,显著地提升能量效率,大量地减少废物排放(在1995年召开的第一次化工过程强化国际会议上提出的)。

化工过程强化目前已成为实现化工过程的高效、安全、环境友好、密集生产,推动社会和经济可持续发展的新兴技术。

美、德等发达国家已将化工过程强化列为当前化学工程优先发展的三大领域之一。

2 微反应器技术—化工过程强化新设备20世纪90年代以来,自然科学与工程技术发展的一个重要趋势是微型化,特别是纳米材料与微电子机械系统的发展,引起研究者对小尺度和/或快速过程的极大兴趣。

微型化设备除电子器件和微机械器件外,微型化工器件也逐渐成为其重要成员,如微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。

微型化工设备具有结构简单、无放大效应、操作条件易于控制和安全可靠等优点,得到众多研究者包括化学工程及其相关领域人士的极大关注。

微化工器件的一些研究结果表明,在微米尺度下反应的转化率、选择性均有明显提高,传热系数和传质性能与传统设备相比显著强化,而且可以保证流体流动的均匀性和理想性。

当基于微反应器的反应技术刚起步发展时,人们普遍对其持有不理解甚至怀疑的态度。

微化工技术

微化工技术微化工技术:颠覆传统生产形式让反应时间从几小时~几十小时缩短到几十秒～甚至几秒～让体积庞大的传统反应容器瘦身至以升、毫升为单位的微反应器～这样的科技探索已经有了初步成功实践。

问世仅20余年的微化工技术以它独有的魅力让我们对未来的化工生产充满遐想:利用可直接放大、安全性高、反应过程易控的技术改变化学工业污染重、能耗高和安全性差的传统形象～实现化工生产过程的强化、微型化和绿色化～大幅提高化工生产的资源和能源利用效率。

微化工技术给我们最直观的感受就是能显著缩短反应时间和缩小反应系统的体积。

德国默克公司曾通过微化工技术将格利雅试剂酮还原反应时间从数小时降至几秒钟。

在我国～中石化公司催化剂长岭分公司工业运行2年的磷酸二氢铵生产微化工系统产能可达8万吨～但系统中各设备的体积均不足6升。

这些案例完美展示了微化工技术激动人心的一面。

化学工业中的许多反应属强放热过程～存在爆炸危险。

“而采用微反应技术能够提高过程反应的效率～改善过程反应的安全性。

”据中科院大连化物所陈光文研究员介绍～微化工技术的开发与应用～将会改变现有化工设备的性能、体积、能耗和物耗～对化学工业的发展产生重大影响。

例如目前工业应用的烃类硝化反应时间一般在数十分钟至数小时～但在微反应器内可采用绝热硝化并同时改变工艺条件～将反应时间缩短至数秒。

1由于微化工设备的内部通道特征尺度通常在几十微米至几百微米～可实现反应物料间的超快速微观混合,流体与器壁间有很大的接触面积～能显著提高流体间的换热效率～可实现反应过程的原位高效换热～其传热、传质能力较常规尺度提高1，3个数量级。

另外～由于通道特征尺度小于火焰传播的临界尺度且微反应器内反应物持有量小～因而具有内在安全性～将其应用于快速混合、强放热及易燃易爆的反应过程～能显著提高过程的安全性～并可实现连续化操作。

此外～由于微化工设备结构的模块化～易于实现直接放大,设备单元并联,～可快速推进实验室成果的实用化进程。

过程强化与设备微型化

过程强化与设备微型化概述在现代工业生产中，过程强化和设备微型化是两个重要的发展趋势。

过程强化是指通过改进生产过程，提高生产效率和产品质量；设备微型化是指将传统的大型设备通过微型化技术，实现设备体积的缩小和功能的提升。

本文将对过程强化和设备微型化的概念、意义、应用和发展趋势进行探讨。

过程强化定义过程强化是指通过一系列工程技术手段，对生产过程进行优化和改进，以提高生产效率和产品质量的能力。

主要包括提高生产能力、降低生产成本、减少生产周期、节约资源等方面的目标。

意义过程强化对提高工业生产的效率和质量具有重要意义。

首先，提高生产能力可以满足市场需求的快速增长，保障产品的供应和市场份额的增加。

其次，降低生产成本可以提高企业的竞争力，增加利润空间。

再次，减少生产周期可以缩短产品上市时间，抢占市场先机。

最后，节约资源可以减少对环境的负面影响，实现可持续发展。

应用过程强化的应用广泛存在于各个工业领域。

以化工工业为例，可以采用流程优化、设备改进、自动化控制等手段，提高生产效率、降低产品能耗、减少废弃物排放。

在汽车制造业中，可以通过优化装配线、采用先进的制造工艺、应用智能化设备等手段，提高生产能力、降低生产成本、改善产品质量。

设备微型化定义设备微型化是指通过微型化技术和工艺，将传统的大型设备进行体积的缩小，同时保持或提升设备的功能和性能。

微型化主要包括尺寸微型化、系统集成、功耗降低等方面的内容。

意义设备微型化在现代工业领域具有重要意义。

首先，通过设备的微型化可以减少生产现场空间的占用，提高生产空间的利用率。

其次，微型化后的设备更加灵活便捷，可以满足个性化需求，适应快速变化的市场需求。

再次，设备微型化可以降低能耗，提高能源利用效率，实现可持续发展。

应用设备微型化的应用非常广泛。

在电子设备领域，随着集成电路的发展，电子设备体积越来越小，功能越来越强大。

在医疗器械领域，微型化的仪器可以便携携带，方便医生在现场进行诊断和治疗。

化工过程强化

（1）硝化反应:可使反应过程变得安全、高效换热，使反应常温进行，降低能耗，收率高达99. 5%以上。无溶剂参与反应，洗涤分液即可，废硫酸可循环利用。
（2）格氏反应:很好地解决了强放热反应容易爆炸的危险，瞬间快速反应。需要很好的控制反应物的混合，避免副反应多、产物易分解的问题。
（3）过氧化物处理，该过程废碱水量大，处理困难，环保压力大；放热较大，温度过高过氧化物易发生危险。采用微反应器，物料常温加入，温度可精确控制。
2019东南电化
对反应时间的精确控制：常规的批次反应，往往采用
将反应物逐渐滴加的方式来防止反应过于剧烈。这就使一部分物料的停留时间过长。而在很多反应中，反应物、产物、或中间过渡态产物在反应条件下停留时间过长就会导致副产物的产生，使反应收率降低。而采用微反应器技术可以精确控制微管道中物料在反应条件下的停留时间。一旦达到最佳反应时间就立即将物料传递到下一步反应，或终止反应，这样就有效避免了因反应时间长而导致的副产物。
常用换热器传热系数
微反应技术的优势
2019东南电化
▪ 传质换热效率高 ▪ 停留时间分布窄 ▪ 反应条件精确控制
▪ 可提高反应选择性/收率 ▪ 工艺条件快速筛选优化 ▪ 安全性提高
▪ 缩短工艺研发到生产的周期 ▪ 易于放大 ▪ 连续生产自动化控制
微反应器对反应温度/时间的精确控制
2019东南电化
20
极大的比表面积
2019东南电化
1000
100 10
1
0.1
d [mm]
比表面积 / 体积 (m2/ m3)
微反应器 10,000 – 50,000
小反应器 1,500-4,000
列管式反应器搅拌反应釜

什么是工艺强化

自上世纪80年代以来，化工行业正在发生着翻天覆地的变化，其中化工工艺的强化概念被大部分人所接受。

新过程、新设备、新技术正在使得新建工程变得更加安全、高效以及低耗环保。

而工艺的强化是让工厂在生产力不变的情况下，极大的提高生产的质量和生设备的生产能力，并且让废物排出量减少。

21世纪化学工业的轮廓正在改变，新型高效设备已经开始逐渐代替数十米高的反应器和分离塔设备。

化工过程强化已逐步成为实现化工过程高效、安全、环境友好、密集生产。

推动社会和经济可持续发展的新兴技术，改变着传统化学工业，使传统化学工业受到了前所未有的挑战。

一、工艺强化的优势1、反应器体积缩小微反应器的体积只有传统间歇反应釜的1/100甚至1/1000，以一个10m3标准带夹套搅拌反应釜为例，在相同的产能情况下，微反应器的体积只有0.1m3。

反应器体积能缩小的根本原因：将间歇操作的反应改为了连续操作，试想1ml/s的液体流量，在连续操作条件下，每年能生产30t的产量。

而这一产量就是许多药品所需要的年产量。

2、反应停留时间缩短微反应器是由一组并联的微通道组成，是一个理想的平推流反应器，它的反应结果唯一由反应动力学决定。

微反应器采用连续流体系，传质传热效率高，返混几率小，能更好的控制反应温度和停留时间，改变化学反应的激烈程度，使化学反应速率接近其动力学极限，不再需要原来那些为了使化学过程适应固有设备的调整手段，如添加溶剂，沸点的受热限制，缓慢且不规则的搅拌混合等。

通过初始条件、边界条件、反应温度和停留时间的精确调整和控制可以达到最高的收率和最好的选择性，避免副反应的发生。

用传统间歇反应釜，反应放出的热量不能及时释放，反应温度不能精确控制。

因此反应速度常常被人为的加以限制，否则可能会发生爆炸，利用微反应器能克服传统间歇反应釜的缺点。

3、传质传热效率极大提高微反应器由混合器、反应器、换热器、控制器等组成。

浓度和温度梯度是传质传热的推动力，特征尺寸的减小，会引起梯度的增加，相应地会导致传质传热速率以及黏性损失的增加，随着特征尺寸的减小系统的比表面积增加，对于传递过程来说，导致传质传热的推动力增加，因此就可以通过设备的小型化来实现传质传热效率的极大提高。

化工与装备导论课总结报告(化工过程强化)

化工与装备导论结课报告——对化工过程强化的初步了解化工61 刘佳明2161500015 2016年12月17日目录一、背景 (1)二、过程强化的基本原理及意义 (1)三、过程强化的基本思路及技术 (1)1.新式设备的应用 (1)2.物理场强化技术 (2)3.微化工技术 (2)4.数据集成计算 (3)5.寻找替代能源 (4)小结 (4)四、现存问题及前景展望 (4)参考文献 (5)一、背景化工工业是我国国民经济的重要支柱之一，多年来发展迅猛。

但是它所带来的环境污染、能源消耗、安全事故频发等问题却逐渐凸显。

化工工业的发展逐步进入瓶颈期，甚至有人说化工工业已成为夕阳产业。

过程强化概念的出现，及相关理论的研究和相关技术的实际应用为化工工业发展开辟了新的发展道路，让化工工业再次找到了光明的前景。

过程强化技术的发展和进一步应用是化工工业迈向未来的必然要求，是化工工业发挥继续应有作用的基础与前提。

它于对化学反应过程本身的研究一同成为使化工向能源节约型、环境友好型的绿色、安全化工发展的必然途径。

二、过程强化的基本原理及意义化工过程强化技术是在实现生产目标的前提下，通过物理和化学手段，显著提升瓶颈过程速率，大幅度减少设备尺寸和数目，简化工艺流程，使工厂布局更加紧凑合理，单位能耗、废料、副产品显著减少的技术，即通过技术创新，改进工艺流程，提高设备效率，使工厂布局更紧凑，单位能耗更低，三废更少，实现化学工程的微型高效。

它以设备计算软件为支持，数学模拟为重要手段，过程优化和工艺过程研究为主线。

它通过物理场强化、微化工工艺、膜过程耦合、超临界流体、数据集成计算等技术，显著增强化工生产中传质、传热、传动效率，加快化学反应的速率并使其转化率充分提高；力求达到使生产原料全部转化为产品，实现零排放；同时又能够避免传统工艺中的诸多不安全因素，显著降低化工生产中的安全风险。

三、过程强化的基本思路及技术1.新式设备的应用过程强化设备包括静态混合反应器、微型反应器、规整结构催化反应器。

微化工技术有哪些特点有利于化工过程的绿色化

一、微化工技术有哪些特点有利于化工过程的绿色化？答：微化工技术是上世纪90年代初兴起的前沿技术，它集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体，移植集成电路和微传感器制造技术于一体的一种高新技术。

由于微化工设备的内部通道特征尺度通常在几十微米至数百微米，流体薄层间距离极短，通过流体微团的介观黏性变形和分子扩散，可实现反应物料间的超快速微观混合；流体与器壁间有很大的接触面积，能显著提高流体间的换热效率，可实现反应过程的原位高效换热，其传热、传质能力较常规尺度提高1～3个数量级。

另外，由于通道特征尺度小于火焰传播的临界尺度及微反应器内反应物持有量小，因而具有内在安全性，将其应用于快速混合、强放热及易燃易爆的反应过程，能显著提高过程的安全性，并可实现连续化操作；由于微化工设备结构的模块化，可实现直接放大（设备单元并联），可快速推进实验室成果的实用化进程。

因此采用微反应技术可大幅度提高反应过程中的资源和能量的利用效率，减小过程系统的体积或提高单位体积的生产能力，实现化工生产过程安全、过程强化、微型化和绿色化。

微化工技术可实现化工过程节能降耗和化工系统微型化，并能提高过程安全性，已引起欧美等发达国家的高度重视。

微化工系统具有高度集成的模块化结构，可实现就地、按需生产与供货，消除了储运带来的系列问题，同时也使分散资源得到了充分合理利用，对人类生命、环境安全、资源与能源综合利用具有十分重要的意义，微化工技术的发展将会对化工领域产生重大影响。

近十年来，微化工技术已迅速发展成为过程强化领域的典型范例之一。

化学工业中的许多反应属强放热过程，存在爆炸危险，而采用微反应技术能够提高过程反应的效率，改善过程反应的安全性。

可以预见，微化工技术的开发与应用，将会改变现有化工设备的性能、体积、能耗和物耗，对化学工业的发展产生重大影响。

微化学工程与技术着重研究时空特征尺度在数百微米和数百微秒以下时，化工微型设备的设计、模拟、生产和应用等过程的基本特征和规律。