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）化工过程开发工作流程实验、过程研究（中间实验、小型工艺实验、大型冷模实验)、工程研究（概念设计、多级经济评估、基础设计）产品设计自己调查用户和需求、提出可能的产品方案、化学品、化学装置、提出方案、对方案进行筛选、组织实施研究与开发是一项科学技术活动，涉及经费投入、研究开发本身、成果价值三个方面。

合理的立项程序在立项前必然经过一系列的论证、筛选，而评选尺度与投入经费额度有关。

投入是研究开发的生命线。

中国现有三个资金主渠道即财政科技经费，企业、科研院所、高校自筹经费，国内银行和金融机构科技贷款。

财政科技经费（通常称为纵向项目）是由国家有关部委，省市有关部门根据国家和当地社会、经济、科技发展的总体规划，经专家建议和论证而制定的研究及开发课题。

兼顾当前和长远原则，中国主要在三个层次上使用政府科技经费直接为国民经济服务。

（星火、丰收等）、选择对中国今后发展有重大影响的7个领域（生物、航天、信息、先进防御、自动化、新材料和新能源）作为重点研究领域，跟踪世界先进水平。

（高技术研究发展计划）、基础研究（国家自然科学基金等）。

具体而言，目前我国主要国家基础性重大规划项目，满足下面条件之一1）解决国家中长期发展中面临的重大关键问题的基础性研究；2）瞄准科学前沿重大问题，体现学科交叉、综合，探索科学基本规律的基础性研究；3）发挥我国的优势与特色，能在国际科学前沿占有一席之地的基础性研究。

重点规划项目还应具备必要条件1）有学术思想、研究路线、技术方案；2）有明确、先进的研究目标，研究重点突出，能组织多学科交叉综合研究；3）有高水平的学术带头人和科研队伍；4）具备良好的研究条件，能充分利用现有的研究基地和工作基础开展研究工作横向项目各类企业根据自身发展的需要和在生产中遇到的自己无法解决的各种各样技术问题都会和研究机构合作以期解决。

这类项目非常具体而且针对性强，是实用性很强的课题，这类课题通常称为横向项目。

技术经济资料的收集是过程开发的基础，其来源主要有文献调研、市场调研等。

了解主要文献源及主要检索工具和检索方法、了解市场调研的内容和方法、了解开发方案的表达和立项报告的内容。

有效资料获得过程文献调研、市场调研、资料的分析与整理文献调研是获得科技情报的重要渠道。

在研究、开发中往往要阅读大量文献以掌握所在领域的发展方向、了解最新动态、汲取别人经验，开阔自己思路。

（科技期刊、专利文献、工具书、专著、网上资料）市场是化工过程开发的目的和终点，所开发产品的市场需求如何，产品能否做到供应及时、产销对路、产量适度、持续盈利，这些都有赖于进行市场调研。

（市场调查、产品需求预测）市场调查主要内容市场需求调查、消费需求※资本需求、市场竞争调查、竞争对手基本生产情况、竞争对手竞争能力情况、竞争对手开发情况、综合分析产品需求预测定性分析、分为相关分析、类推分析和空缺分析、定量分析、平均增长率法（等比数列假定）回归分析法（经验方程）资料的分析与整理资料的鉴别分析（先进、可靠、使用）、资料的加工整理开发方案的原因化工过程开发起源与对现有过程、技术或产品的不满而产生的一些想法，即开发一种新的过程、创造一种新的产品。

文献调研、市场调研和技术、经济资料的整理、分析又使设想进一步的充实和完善，但研发要附诸实施，所以要形成开发方案并争取立项。

传统的工程学科有四个即土木工程、机械工程、电气工程和化学工程。

其中化学工程以化学反应为基础，其原理和方法延伸到生物技术、药物、电子、光子、记录材料以及能源加工、环境保护等领域。

这些领域便构成了当今化学工程的主要前沿。

环境保护化学对人类的巨大贡献伴随一定代价。

美国Toxics Release Inventory1994年的统计结果表明，化学工业是最大的有害物质释放工业，超过前10的其他9个工业行业总和。

处理技术将废物转变为毒性小的物质、从源头着手，不用，不生成有害物质绿色化学核心就是利用化学原理从根本上减少或消除化学工业对环境的污染。

在其基础上发展而来的技术称为清洁技术或环境友好技术。

绿色化学的核心是使化学反应、化工工艺及其产物具有以下特点：采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的反应条件下进行；使化学反应具有极高的选择性，极少的副产物，甚至达到“原子经济”程度；产品应对环境无害。

绿色化学的12条原则防止废物的生成优于生成后处理；设计的合成方法应使生产过程中原料最大量地进入产品中；设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均应对人体健康和环境无毒、无害；化工产品设计时，必需具有高效的功能，并减少其危害；应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如无法避免，也应选用无毒无害的；合成方法应考虑过程中能耗对成本和环境的影响，应采用可再生品；最大限度地使用可更新材料；可能的情况下尽量不用衍生物；合成方法中采用高选择性催化剂；化工产品应设计为可降解；采用更先进分析法对危险物质进行在线监测和控制；选择化学生产过程的物质，使化学意外事故的危险性降低到最小程度。

绿色化学的研究动向氧化剂与催化剂、生物模拟多功能试剂、组合绿色化学、同时防止与解决污染的技术（废物利用）、无溶剂反应与无溶剂分离技术、能源相关研究、非共价键衍生物、无害介质中的反应、超临界CO2等特殊溶剂的采用、膜科学等节能降耗技术、可持续性技术、原子经济性反应的开发基因工程技术是采用人工方法改组基因，培养新品种的生物技术。

基本原理是用限制性核酸内切酶将细胞染色体中的目的基因剪切下来，然后利用连接酶，将目的基因连接到载体的DNA上，并将这个DNA分子植入宿主细胞，使目的基因得到表达。

DNA从生物有机体中分离出带有目的基因的DNA片段；在体外将带有目的基因的外源DNA片段与能够自我复制并带有选择性标记的载体分子连接；将重组DNA分子转化到受体细胞或直接用DNA阔增仪阔增；从大量增殖的细胞群体中筛选出获得重组DNA分子的受体细胞；克隆这些细胞以阔增目的基因，供进一步分析使用；将目的基因克隆到表达载体上，并转化到寄主细胞，实现功能性表达，生产人类所需要的物质或目的产物。

转基因植物1）1972年基因工程诞生以来，植物转基因技术叶迅速发展；2）转基因载体的发现，利用其Ti和Ri质粒作为载体，植物转基因很容易进行；3）目标：耐病性植物、耐药性植物、抗病性植物、耐寒性植物、耐高温性植物、抗除草剂植物、高蛋白植物、高油植物等。

酶工程就是利用各种特殊的酶来生产各种特殊的产品。

微生物工程是建立在上述工程的基础上的大规模应用，生产产品的技术。

生物化学工程是采用化学工程的技术和方法，设计和制造最优化的生物发酵设备、生化反应器及配套装置。

基于膜过程的有机溶剂分离特点：种类众多、性质差异大、应用领域宽广膜分离技术的优点：极大的节省分离过程能量、能够对恒沸混合物进行分离、能够实现高度分离和高纯度化现有分离方法中存在的问题：分离过程耗能巨大、存在精馏无法分离的恒沸混合物、难于除去浓度极低的杂质，实现高纯度膜分离法纯化有机溶剂混合物寄予极大期望实验室研究工作是整个化工开发的基础。

实验基础不牢固，往往导致实践的失败。

实验室研究工作者要有足够的工程经验和理论水平，并掌握一定的研究方法和实验技术。

化工开发的实验技术包括在研究过程中选择什么样的装置、以什么样的手段获得过程和工程研究中所需的数据；最少的实验获得可靠而明确的结论，掌握客观事物存在的规律。

以过程开发为目的的实验室研究，不应追求以普遍适用性为目的的实验方法。

我国著名化工专家陈敏恒教授曾把实验过程大体分为两个阶段：预实验和系统实验阶段。

预实验是为了提出和验证设想进行的实验。

系统实验是为了取得概念设计和基础设计所需数据，按周密计划，系统地进行的实验。

实验研究工作进行程序规划、实验及记录、分析整理、报告实验研究的方法论思想模型及思想实验、逻辑方法、非逻辑方法、创造性思维方法、数学方法实验室常见事故的预防和处理火灾、爆炸、中毒、化学灼伤、割伤和烫伤、实验室安全用电化学品纯化技术重结晶、升华、蒸馏、分馏、萃取、离子交换、膜分离、色谱分离物质检测技术红外光谱、核磁共振谱、X 射线衍射谱、电子能谱计算算术平均数全部变量值之和与变量值个数相除所得的商。

通常也称为平均数（average ）或均值（mean ）。

调和平均数 变量值倒数的算术平均数的倒数几何平均数 是 N 个变量值连乘积的N全距全部数据中最大值与最小值之差。

四分位差第三个四分位数与第一个四分位数之差。

平均差平均离差，即各变量值与其算术平均数离差的算术平均数。

平均差考虑了每一个变量值的分布情况，较全距和四分位差为优方差各变量值与其算术平均数离差平方的算术平均数。