化工过程开发概要 PPT课件

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，很小考察传质 传热等条件
设备受限
设备容量大，对传热传质的影 响考察多
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
还要考虑原料品级和供应渠道，产品质量及市场销售，能源 供应有消耗，建设投资和生产成本，三废治理和环保等。
如何才能使实验室 研究成果用于大
规模化工生产？
实验成果用于化工生产
➢ 在实验室成果的基础上，用不同形式的研究方法 和手段考察实验条件下没有获得的各种技术经济 信息；
➢ 论证该研究结果放大成为工业规模的可行性； 只有满足工艺技术路红线在技术上的可靠性，
在经济上的合理性，并且提供设计生产装置的准 确数据，才可以去建立生产装置。
化工过程开发概要
为什么要
学习“化工过程开 发概要” ？
为什么要学习“化工过程开发概要”？
设计 是工程技术的起点 设计 是工程师的基本技能 高等工科教育的主要目标是培养工程师 设计 是高等工科教育的重要内容
为什么实验室研 究成果不能直接用于大
规模化工生产？
实验室 工业生产
实验室
工业生产
实验室研究
❖ 针对开发项目所 做的基础研究
❖ 小试
收集资料
❖ 化工过程开发所 需要的资料是十 分广泛的，只有 少数是通过实验 取得。
概念设计
➢ 定义：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：既检验实验室研究成果是否符合技术 开发的要求，又对以后开发步骤的研究或设 计工作提供指导。
作业
暂无
模拟小试、模型试验、中试； ✓ 工程研究；
概念设计、基础设计和技术经济评价等； 注：过程研究和工程研究的不同。
第四节 放大程度和放大周期
➢放大程度
实验室小试规模一次放大的倍数，即用放大倍 数表示；
➢放大效应
化工过程放大之后，表现于相同条件下在大小 两个设备中进行同一过程的结果不同。
➢开发周期
从立项研究开始直到建成生产装置并投入正常 生产所经过的时间，即完成化工过程开发各个步 骤的总时间。
这种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”。
化工过程开发
• 立项前的可行性开发； • 小试； • 放大的模型试验和中试； • 对确定的工艺技术方案的技术经济评价； • 设计生产装置，安装、调试、开车等许多步骤。 • 包括化学、化学工艺、化学工程、化工机械、测
量与控制以及经济分析和系统优化等许多学科。 因此，只有把整个开发过程是一个系统，使系
统内各个相互联系和作用的要互协调配合，才能 合理而有效的完成开发任务。
化工过程 开发步骤
第一节 化工过程开发步骤
实验室研究 收集资料 概念设计 技术经济评价 模型实验 中试 基础设计 工程设计 建立生产装置
✓ 初步评价； ✓ 中间评价； ✓ 最终评价；
模型试验
➢ 一般是对工业生产的某些重要过程 作放大的工业模拟试验。
✓ 冷模实验； ✓ 热模实验；
中试
• 检验小试确定的工艺方案和工艺条件； • 考察工艺系统连续运转的可靠性；
• 考察放大后所产生的放大效应的程度，分析产生 原因，寻找消除的办法；
• 确定检测方法； • 考察物料对设备材质的腐蚀； • 考察物料循环产生的微量杂质积累带来的影响； • 提供一定量的产品供应用考察。 • 考察“三废”的生成量、危害程度和治理方法； • 为估算投资和成本，以及建立生产工作岗位的操
作规程提供资料；
第二节 开发研究选题
➢研究课题的性质和来源 ✓ 纵向课题；
✓ 横向课题； ✓ 自选课题；
➢技术开发项目的立项条件 ✓ 发展生产和市场需要；
✓ 合理的原料路线； ✓ 能够生产出合格的产品； ✓ 较好的社会效益和经济效益；
第三节 过程研究和工程研究的关系
➢化工过程开发 ✓ 基础性研究； ✓ 过程研究；
➢ 内容：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；初步估算 投资和生产成本以及小试存在的问题及对模 型试验或中试提出的建议或设计等。
技术经济评价
➢ 目的：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作出决策。