化工过程开发和设计
化工过程开发和设计
化工过程开发与设计复习题第一章化工过程开发概述一. 填空题1•化工开发过程是指从实验室研究成果过渡到实现工业化的科学技术活动。
2•直接搜集材料的基础形式：观察法.测量法.实验法和模拟法等。
3•化工过程开发的基本方法：实验研究方法和数学模型方法。
4•化工过程开发包括：过程研究及工程研究。
二. 名词解释：1•冷模实验：•采用物理性质与实际工业生产物料相近的惰性物质进行试验，不发生化学反应，单纯考察过程的物理规律。
2•热模实验：用实际生产物料并按实际操作条件进行的试验，在试验设备内化学反应和物理过程同时发生，属综合性试验考察，主要是工艺条件的优化。
3•工程研究：依赖研究人员和工程人员的知识•经验.和思维，去再创造的过程，是根据对自然规律的认识去创新的新概念的工作。
三•简答题1. 化工过程开发的主要步骤有哪些？1. ①实验室研究②收集资料③概念设计④技术经济评价⑤模型试验⑥中试⑦基础①原材料的品级及供应渠道②产品质量及市场销售③能源供应及消耗④建设投资和生产成本⑤“三废”治理和环境保护这些都是在实验室研究中很少考虑的一些问题。
因此，将实验室研究成果直接用于大规模工业生产是不合适的。
四•论述题1•过程研究和工程研究分别指什么，以及两者间的关系。
过程研究和工程研究在化工过程中是两个不同性质的研究工作，前者借助仪器或装置对过程运行的物理和化学规律进行探讨，为过程提供放大的信息和依据，或者则依赖研究和设计者的知识•经验和思维为化工过程开发提供决策，两者过程研究为工程研究提供分析判断的信息，而工程研究则是检验过程研究质量的重要环节。
第二章科学选题一. 填空题1•产品需求预测采用定性分析•定量分析和综合分析。
2•我国科学科学研究和科技开发项目的来源的来源主要有三条途径，即计划项目.企业委托项目和自选项目。
•3•技术经济资料主要来源于文献调研.市场调研和实验室工作。
4.863计划从世界高技术发展的趋势和中国的需要与实际出发，坚持’有限目标，突出重点'方针，选择了生物技术，航天技术，信息技术，激光技术，自动化技术，能源技术，新材料7个高新技术领域作为我国高技术研究发展的重点。
化工过程开发与设计复习题
问答题1、化学实验室研究与化工生产的主要区别：1.原料来源不同2.操作方式不同3.产品质量不同4.杂质积累的影响不同5.设备材质不同6.设备腐蚀问题7.传递规律不同。
2、化工过程开发的基本步骤：实验室研究；收集技术经济资料；概念设计；技术经济评价；模型试验；中试；基础设计；工程设计；建立工业生产装置。
其中最重要的步骤是：中试。
3、选择开发课题的基本原则：（1）选题应针对市场需求；（2）选题应符合国家的产业政策（3）选题应有科学性和先进性（4）选题应考虑合理的原料路线（5）选题应考虑经济效应4、市场调研的功能：发现市场需要的新产品；发掘现存产品的新用途；了解市场领域及范围大小；发现用户和竟争者的动向；预测产品销售的增长率；为建立产品的销售策略提供依据。
5、市场调研的步骤：（1）分析问题，明确目标；（2）正确选择市场变量（3）收集和整理调研资料；（4）选择市场预测方法，得出预测结果6、逐级经验放大法和数学模型方法的差别：数学模型法的试验装置、操作方式、测试精度比逐级经验放大法严格，实验目的、设计规模、级数等不同。
逐级经验放大法的基本特征：1、着眼于外部联系，不研究内部规律2着眼于综合考察，不试图进行过程分解3、试验步骤由人为规定，并非科学合理的研究程序4、放大是根据试验结果外推，不一定可靠。
数学模型法的基本特征：1、分解过程考察过程的内在规律2、简化过程建立等效模型3、在理论指导下建立数学模型法4、科学试验的目的是为了建立和检验数学模型7部分解析法的特点：1.过程分解与综合分析相结合2.开发放大的依据主要来源于试验3、技术方案的形成都是经过了反复论证。
其不足：相似放大法的特点：1试验研究属于综合考虑，但反应了变量之间的实质联系2.简化了试验工作，提高了试验效率3.用相似理论指导模拟，放大依据可靠4.运用相似放大法能避免放大的不可靠性。
其不足：经验放大依赖实验结果，有一定的局限性，只适用于物理过程放大，而不适用于化学过程放大。
化工过程开发与设计
二 制备步骤
#2022
乳酸的酸化处理和提纯分离
发酵过程产生一种乳酸盐，因为发酵的pH值接近中性。需要把一定的乳酸盐转化成乳酸，通过直接添加硫酸到乳酸盐溶液中，可以制得乳酸，对于结晶出的副产物二水合硫酸钙。可以通过过滤的方法除去，当然二水合硫酸钙可以用作地面灌注石膏，例如将其作为干墙体、水泥和农业领域的原料。生石膏是在生产过程中所产生的低价值的盐，但是这个方法比较划算，因为氢氧化钙和硫酸的成本低，而且生石膏还可以用作其他工业用途。其他将碱化和酸化两个过程联系在一起的方法也有过尝试，例如用氨调节pH，用硫酸来酸化，从而得到硫酸铵作为副产物，硫酸铵可用作肥料。因为铵盐比氢氧化钙价格高，而副产品硫酸铵的高价值正好弥补了这种差距，且硫酸铵相对于钙盐易溶于水，这有利于分离。
（五）聚乳酸的制备
一 聚乳酸的制备方法 聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国、家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。制备方法又以下三种： （1）直接缩聚法 在真空下使用溶剂使脱水缩聚。日本在这方面做了大量的研究，但最终没有成功实现产业化。 （2)二步法 使乳酸生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚成聚乳酸。这一技术较为成熟，美国NatureWorks公司生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再经过精制、脱水低聚、高温裂解，最后聚合成聚乳酸。
化工过程分析及流程设计
采用环保型的工艺技术和设备，减少污染 物的产生和排放。同时，加强废弃物的处 理和处置，采用废弃物资源化利用技术， 实现废弃物的减量化、无害化和资源化。
06 未来化工流程设计的发展 趋势
智能化与自动化
智能化技术应用
自动化物流系统
利用人工智能、大数据和机器学习等 技术，实现化工过程的智能监控、预 测和优化，提高生产效率和安全性。
节能减排技术
推广节能减排技术，降低生产过程中的能源消耗和污染物排放。
数字化与虚拟化
数字化建模与仿真
利用数字化建模和仿真技术，对化工过程进 行精确模拟和预测，优化工艺参数和流程设 计。
虚拟现实技术应用
利用虚拟现实技术，实现化工过程的虚拟操作、培 训和维护，提高操作人员的技能水平。
数字化决策支持系统
建立数字化决策支持系统，实现生产过程的 实时监控、分析和预警，提高决策效率和准 确性。
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2. 进行工艺流程设计 1. 确定生产任务和目标
01
03 02
化工流程设计的基本步骤
4. 进行工艺流程模拟与优 化
6. 进行安全评估与环保评 价
5. 完成流程图绘制和文档 编写
7. 最终审核与批准
化工流程设计的基本要素
设备
选择合适的设备， 包括反应器、分离 器、换热器等。
控制方案
设计有效的控制系 统，确保生产过程 的稳定和安全。
03 热力学过程分析：等温过程、绝热过程、多变过 程。
化学平衡与反应动力学
化学平衡
01
平衡常数、反应方向与限度。
反应动力学
02
速率方程、反应速率常数、活化能。
催化剂与反应机理
化工过程开发与设计 第10章 技术经济评价
第10章 技术经济评价
1
第10章 技术经济评价
10.1 评价的基本内容 10.2 投资估算 10.3 产品成本估算 10.4 经济评价
10.1 评价的基本内容
1 评价的基本内容 2 项目评价的方法和程序
10.1.1 评价的基本内容
1．技术评价 （1）先进性原则 （2）技术可靠性原则 （3）适用性原则 2．经济评价 3．社会评价 4．环境评价
表10-3 一些化工装置的规模指数
装置产品 醋酸 丙酮
丁二烯 异戊二烯
甲醇
能力指数 0．68 0．45 0．68 0．55 0．60
装置产品 磷酸
环氧乙烷 甲醛
过氧化氢 合成氨
能力指数 0．60 0．78 0．55 0．75 0．53
装置产品 聚乙烯 尿素 氯乙烯 乙烯
能力指数 0．65 0．70 0．80 0．83
流动资金本年增加额＝本年流动资金-上年流动资金
（10-6）
应收账款＝年经营成本/周转次数
（10-7）
应付账款＝(年外购原材料、燃料费+年外购动力费用)/
周转次数
（10-8）
10
10.2.2 工艺装置投资估算方法
1．概算法 （1）非标设备 （2）通用设备 （3）引进设备 2．指数法 （1）规模指数法
焊条费/吨设备＝焊条单价×(焊条用量/吨设备) (10-18)
油漆费＝吨设备之油漆单价×(油漆用量/平方米)×(刷油
面积/吨设备)
(10-19)
16
10.2.3 单元设备价格估算
例[10.1] 双椭圆封头容器主材系数为1.25，焊条用量为 30kg/t，焊条单价以金属材料的两倍计，即6元/kg。每平方 米设备刷红丹漆的价格为0.274kg/m2。 钢材费＝3 000元×1.25＝3 750元/(t设备) 焊条费＝6×30＝180元/(t设备) 油漆费＝8.5×0.274×25.5＝60元/(t设备) 设备合计主材费/(t设备)=3 750+180+60＝3 990元/(t设备)
化工过程开发的基本方法
化工过程开发的基本方法化工过程开发的基本1. 引言化工过程开发是指将一种或多种原料转化为有用产品的过程，它涉及到多种方法和技术。
本文将介绍化工过程开发的基本方法，包括实验设计、反应工程和工艺优化等。
2. 实验设计2.1 单因素实验设计•改变一个因素（温度、反应时间等）进行实验，观察其对反应产物的影响。
•通过多组实验数据的分析，确定最佳操作条件。
2.2 正交实验设计•同时改变多个因素，并采用正交表设计实验。
•通过分析实验数据，确定各因素对反应产物的主次影响。
2.3 响应面分析•在一定实验范围内对多个因素进行实验，并根据实验数据建立响应面模型。
•通过响应面模型，预测最佳操作条件。
3. 反应工程3.1 反应动力学•研究反应速率与反应条件（温度、压力等）之间的关系。
•通过实验和数学模型，确定反应速率方程和活化能等参数。
3.2 反应器设计•根据反应动力学，确定合适的反应器类型和尺寸，并设计反应器的进出料方式。
•进行传热和传质方面的计算和优化设计。
3.3 反应控制•建立反应过程的实时监测和控制系统，优化反应过程的稳定性和产物质量。
4. 工艺优化4.1 能量优化•优化反应过程的能量消耗和能量回收。
•考虑换热器、节能设备等措施，降低能量成本。
4.2 废物利用•最大限度地回收和利用废物产生的副产物。
•考虑催化剂的再生和循环利用等方法。
4.3 生产效率提升•通过改进原料使用、反应条件等方面的措施，提高生产效率。
•优化工艺流程，减少废物生成和处理成本。
结论化工过程开发需要综合运用实验设计、反应工程和工艺优化等方法。
通过不断的优化和改进，可以提高化工过程的效率和产物质量，降低生产成本。
同时，化工过程开发也需要考虑环境保护和废物利用等方面，实现可持续发展。
5. 技术创新5.1 新材料研发•利用先进的合成方法和材料表征技术，研发新材料，用于化工过程开发中的催化剂、吸附剂等。
•通过改变材料的结构和成分，提高反应速率、选择性和稳定性。
化工过程开发的基本方法(一)
化工过程开发的基本方法(一)化工过程开发的基本1. 引言化工过程开发是指通过实验和优化过程，设计并改进化学产品的生产方法。
它在化工行业中起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常用的方法和技术，帮助读者了解化工过程开发的基本知识。
2. 数据收集和分析化工过程开发的第一步是收集和分析相关数据。
这包括实验结果、原材料性质等。
以下是常用的数据收集和分析方法：•实验室实验：通过在实验室中进行小规模实验，获取物质性质和反应条件等数据；•参考文献研究：查阅相关文献，了解已有的研究成果，为自己的研究提供参考；•数据统计和建模：利用统计学方法和数学模型对实验数据进行分析，找出规律和关联。
3. 设计实验方案设计合理的实验方案能够提高化工过程开发的效率。
以下是一些常用的实验方案设计方法：•单因素实验：改变单个因素，观察其对反应的影响，确定该因素的最佳取值；•正交实验：通过设计正交表，同时考察多个因素对反应的影响，减少试验次数，找出影响最显著的因素；•响应面分析：基于正交实验结果，建立模型，优化反应条件，找出最佳工艺参数。
4. 优化反应条件在确定了最佳工艺参数后，可以进行优化反应条件。
以下是一些常用的方法：•反应速率控制：通过调整反应温度、压力等控制反应速率，提高产品产率；•催化剂选择和优化：选择合适的催化剂并优化其用量，提高反应效率；•反应物浓度控制：控制反应物浓度以控制反应速率和产物选择性。
5. 工艺放大和转化在完成实验室规模的实验后，需要将化工过程放大到工业规模，这需要考虑以下因素：•传热和传质：在放大过程中要考虑传热和传质的影响，确保反应均匀和高效；•设备选择：选择合适的设备，满足产量和质量要求；•安全考虑：设计安全措施，避免事故发生。
6. 结论以上介绍了化工过程开发的基本方法和技术。
通过数据收集和分析、实验方案设计、优化反应条件以及工艺放大和转化，可以有效地提高化工产品的生产效率和质量。
化工过程开发是一个复杂而重要的过程，需要不断的实践和改进。
简述化工过程开发程序
简述化工过程开发程序化工过程开发程序是指通过计算机程序来模拟和优化化工过程的设计和操作。
它是化工工程师在实际生产中的重要工具，能够帮助工程师更加准确地预测和改进化工过程的性能。
化工过程开发程序通常包括以下几个步骤：问题定义、模型建立、参数估计、模型验证和优化。
在问题定义阶段，工程师需要明确化工过程中存在的问题，并确定需要解决的目标。
这可能涉及到提高产品质量、降低能耗、增加产能等方面的需求。
问题定义的准确性对后续步骤的顺利进行非常重要。
模型建立是化工过程开发程序的核心步骤。
在这一步骤中，工程师需要根据化工过程的特性和物理原理，建立数学模型来描述化工过程的行为。
模型的建立需要综合考虑质量守恒、能量守恒、动量守恒等方面的因素，并根据实际情况引入适当的假设和简化。
参数估计是将实际操作中的数据与模型进行比较，通过调整模型中的参数使模型能够更好地与实际操作相吻合。
这一步骤通常需要利用实验数据或历史数据来进行参数估计，以提高模型的准确性。
模型验证是对建立好的模型进行验证，即通过与实际操作数据进行对比来判断模型的准确性和可靠性。
模型验证的目的是确保模型能够准确地模拟化工过程的行为，并能够在实际操作中产生可靠的结果。
优化是化工过程开发程序的最终目标。
通过对模型进行优化，工程师可以在满足一定约束条件的前提下，找到使化工过程达到最佳性能的操作条件。
优化的目标可以是最大化产量、最小化能耗、最小化废物排放等方面。
化工过程开发程序的开发需要使用计算机编程语言来实现。
常用的编程语言有Matlab、Python等。
在编程过程中，工程师需要将模型转化为计算机能够处理的形式，并编写算法来求解模型。
此外，还需要考虑数据的输入输出、界面的设计等方面的问题。
化工过程开发程序是化工工程师进行化工过程设计和优化的重要工具。
通过合理地使用化工过程开发程序，工程师可以更加准确地预测和改进化工过程的性能，提高生产效率和产品质量。
化工过程开发与设计 第8章 化工过程放大
1.22
Ga Q1c1 Q2 c2
kG a
Q1c1 Q2 c2 c1 ln Vr (c1 c2 ) c2
2.40
kG a 1.64 10 3 u1.56 g ,0 R
（12）
8.1.2 数学模型方法
表8-3 模试实验数据
化工过程开发与设计
第8章 化工过程放大
第8章 化工过程放大
8.1 反应过程放大的基本方法 8.2 冷模试验
8.3 中 试
8.4 反应器的设计
8.1 反应过程放大的基本方法
1
逐级经验放大
数学模型方法
2
8.1.1 逐级经验放大
1．研究方法 （1）反应器的选型 （2）优化工艺条件 （3）反应器放大
8.1.1 逐级经验放大
S × 102/ t Sr
G1 G2×10 2 /kg· pH h-1 /kg· h-1 119.2 2.33 5.07 131.8 130.7 100.1 91.3 99.3 98.9 229.5 177,4 219.2 181.2 8.24 6.06 1.95 1.64 4.54 8.14 16.20 18,90 6.17 2.28 5.42 5.30 4.31 5.16 5.53 5.16 5.37 5,37 5.27 5.27
11.99 11.06 11.76 16.26 13.64 11.78
+1.6
4.0 +2.3 -2.1 +0.4
-9.2
-0.4 +2.4
0.922
16.82 16.76 12.45 12.75
8.1.2 数学模型方法
续上表
试验 号 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
化工工艺过程开发及工艺路线选择
化工工艺过程开发及工艺路线选择摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，化工行业生产具有一定风险性，如所使用的的化学原料具有一定的危险性，在操作过程中，若未根据相关技术规范进行操作，就易出现安全风险事故。
对于化学生产工艺而言，包括化学反应、原料处理和产品精制三个过程，其风险主要存在于化工设备、运输管道、化工工艺路线以及化工原料等方面。
在化工工艺设计环节应做好安全风险控制工作，以确保各流程生产安全和产品质量。
关键词：化工工艺;过程开发;工艺路线;选择引言化工企业作为我国安全事故发生率较高的企业之一，对于社会的安定团结会带来一定的负面影响，例如化工工艺的实际生产过程可能会产生部分对人体有害的化学物质，化工企业应该重视化工工艺设计，确保在已有生产设备和技术的支撑下进一步提升化工工艺设计水平，最终实现对安全风险的有效识别，促进化工企业的安全生产，助力全面发展。
1工艺过程开发程序化工过程是指若干相互关联的化工单元操作及所用设备组成的一个整体和它所实践的工作，即化学品的变化。
化工生产过程通常由预处理、化学反应或物理化学加工等生产环节所组成。
其中预处理主要由机械操作和传热过程等组成，反应过程需要维持一定的温度与压力，后处理一般包括传质过程、相分离操作等部分。
不同加工工艺可以得到相同产品。
这种多方案性源于科学技术，深刻地蕴含着经济的盈亏、社会效益的大小与环境保护的优劣。
而开发研究就是在基础应用研究及各种科技信息的基础上，开展新技术的工艺条件、技术规范、工程放大、技术经济评价等方面的研究，以取得化工生产装置的设计、建设等所需数据与资料，为实现新技术在工业中的应用提供技术服务。
开发研究的最终成果是基础设计，而基础设计是工程设计的主要依据。
化工过程开发的步骤，并没有固定的模式。
2化工工艺设计中安全风险控制的作用考虑到化工生产过程存在复杂性，一些危险因素往往难以避免，如生产对压力与温度等参数要求严格的、易燃易爆的产品时安全风险较大，致使化工生产中的安全工作形势愈加严峻。
化工行业的产品开发流程和最佳实践
化工行业的产品开发流程和最佳实践在化工行业中，产品开发是一项复杂而重要的任务。
为了在市场中取得竞争优势，化工企业需要遵循一套系统化的产品开发流程，并采用最佳实践来确保产品的质量和可持续性。
本文将探讨化工行业产品开发的流程以及一些最佳实践。
一、市场调研阶段在产品开发的初期阶段，市场调研是关键的一步。
通过调研市场需求、竞争对手以及潜在客户的需求，企业可以明确产品的定位和目标市场。
此阶段的最佳实践包括：1. 定义明确的调研目标和范围，以便收集到有用的数据和信息。
2. 采用多种调研方法，如问卷调查、市场观察和访谈，来获取全面的市场信息。
3. 分析和评估调研结果，以了解市场趋势和客户需求。
二、概念设计阶段在市场调研的基础上，化工企业可以开始进行产品的概念设计。
这个阶段的核心是制定产品规格和功能，并确定产品的整体架构和设计。
最佳实践包括：1. 制定明确的产品设计目标和指标，包括性能、质量和成本等方面。
2. 进行原材料的筛选和评估，确保选择符合产品需求的材料。
3. 进行技术风险评估，预测和解决可能出现的问题。
三、产品开发阶段产品开发阶段是将概念设计转化为实际产品的关键。
在这个阶段，化工企业需要进行工艺开发、产品制造和质量控制等过程。
最佳实践包括：1. 确定合适的工艺流程，并进行实验和验证。
2. 确保生产过程的可控性和稳定性，以提高产品一致性和质量。
3. 引入先进的生产设备和技术，提高生产效率和产品性能。
四、产品测试和验证在产品开发过程的末期，产品测试和验证是必不可少的一步。
通过对产品的性能、安全性和可持续性进行全面的测试，以确保产品符合预期要求。
最佳实践包括：1. 制定详细的测试计划和指标，包括实验方法、样品数量和测试标准等。
2. 进行全面的物理、化学和环境性能测试，以验证产品的质量和性能。
3. 进行安全评估和环境影响评估，确保产品符合相关法规和标准。
五、产品上市和市场推广当产品测试和验证通过后，化工企业可以将产品推向市场。
1.2.3化工过程开发
1.2.3 化工过程开发（1）化工过程开发的意义化工过程开发是指一全新的化工过程，或一部分经改变的化工过程从实验室研究过渡到大规模工业生产的整个过程。
化工过程开发的目标是将实验室成果最终转化为工业化的生产装置。
一个完整的化工过程开发一般经历立项、研究、设计、建设、投产等步骤。
（2）化工过程开发的必要性由于实验室装置与工业化装置在技术上存在相当大的差异，主要包括：规模与操作状态的差异；（实验室装置：小型、间歇，孤立运行；工业化装置：大型、连续、工序配合）、原料的差异（实验室研究：物料纯净，组成稳定。
工业化生产：物料循环，杂质积累，外界干扰的影响）、设备的差异（实验室：玻璃器皿，难以考察腐蚀的影响。
工业装置：设备腐蚀往往是致命伤。
）、关注点的差异（实验室：关注核心技术的创新和开发。
工业生产：关注成本、能耗、环保。
三废”治理和副产物的综合利用问题）。
同时化工过程开发在经济上也有要求：原材料的来源与技术路线的匹配、产品的质量与用户要求的匹配、供货渠道与销售渠道的预测、能源状况与消耗定额的调研。
由上可见，化工成果在从实验室走上工业化的道路上必须经过化工过程开发的阶段。
（3）正确的化工过程开发步骤过程开发的起点是化学试验（应用研究成果）。
开发工作包括过程研究与工程研究。
而过程研究含小型工艺试验、大型冷模实验、中间试验三个环节；工程研究含概念设计、各级经济评价、基础设计三个环节，通过上述开发研究工作，可基本回答由应用研究成果过渡到第一套工业装置所面临的问题。
与逐级经验放大法相比，上述过程开发工作有如下两大特点：（1）提出了过程研究与工程研究的框架与内涵，并十分重视两者自始至终的结合，特别是早期的结合。
从系统工程观点看，这是一个巨大的进步。
主要表现在：工程研究者可根据专业要求，对过程研究者提出要求、审视与评价过程研究成果，防止与杜绝在过程研究结束后才发现问题，造成额外的浪费。
研究对象在过程与工程两个侧面都可能有特殊性，利用这些特殊性以简化数学描述、优化技术是化工过程开发的关键。
第二章 化工工艺开发与工艺设计(过程装备成套技术)
烯烃醚化技术 Dow化学公司和Snamprogetti公司正在 联合开发以苯和乙烷为原料制苯乙烯单 体的工艺。通过采用成本较低的乙烷原 料，苯乙烯生产商无需外购乙烯或无需 投资乙烯生产设备。
苯和乙烷制苯乙烯单体工艺
20世纪90年代Snamprogetti获得关于苯与乙烷制苯乙 烯工艺的专利 Dow和Snamprogetti一直共同推进制取苯乙烯单体催 化剂和工程技术的开发。 确定专利的可行性 新开发的工艺包括特制反应器 基于现有技术的乙苯生产体系和Dow提纯工艺。该提 纯工艺正在Dow的工艺开发装置中进行验证，需要耗 时6～8个月。Dow公司称如果验证结果成功，预计该 新工艺将在2010年前投入工业应用。
内蒙古化肥厂建设大事记（一）
立项：《关于报送内蒙古自治区建设化肥厂项目建议书的报告》 可行性研究报告 厂址的选择 原料供应 内蒙古化肥厂筹建处 可行性研究报告的预审，报送 资金来源情况 初步设计 总体规划 可行性研究报告通过终审 初步设计的初审定稿及审查意见的批复 1990年正式成立内蒙古化肥厂
鹤壁煤电 1 套 65,000 Nm3/h 兖矿国泰 2 套 60,000 Nm3/h 兖矿贵州 1 套 60,000 Nm3/h 寰球工程公司（越南化肥 ）1 套 35,000 Nm3/h
首钢集团 1 套 23,000Nm3/h(O2)
宝钢集团 4 套 60,000Nm3/h(O2) 邯钢集团 1 套 35,000Nm3/h(O2) 本钢集团 1 套 20,000Nm3/h(O2)
工艺过程开发的定义和特点 工艺过程开发程序
现阶段工艺过程开发的研究进展
工艺过程开发的定义
工艺过程开发是在理论研究和应用研究基础之上从实
化工过程设计与开发第5章 物料衡算
2915.7
杂质
59.0
总计
2915.7
5.2.2 反应过程的物料衡算
例[5.7] 在乙二醇生产中，所用的反应物是由乙烯部分 氧化法制得的环氧乙烷。制取环氧乙烷的方法是将乙烯 在过量空气存在下通过银催化剂。 解：
图5.6 乙烯部分氧化
5.2.2 反应过程的物料衡算
例[5.8] 将苯氯化生成一种由一氯、二氯、三氯和四氯 化苯组成的混合物，其反应为： C6H6+Cl2→C6H5Cl+HCl，其反应速率为r1； C6H5Cl+Cl2→C6H4Cl2+HCl，其反应速率为r2； C6H4Cl2+Cl2→C6H3Cl3+HCl，其反应速率为r3； C6H4Cl3+Cl2→C6H2Cl4+HCl，其反应速率为r4。
%(wt )
kmol /h
%(mo l)
kg/h
%(wt )
kmol /h
%(mo l)
kg/h
%(wt )
kmo %(m l/h ol)
苯
7600 0
38
97.4 3
41.9 7372 85.6 6 .6 0
94.5 2
87.5 2
227. 8
2.0
2.9 2.3 25
甲 1240 苯0
62
合 计
图5.5 常规精馏流程简图
5.2.1 物理过程的物料衡算
解：
0.5F2 0.01F3 0.2 100
F2=38.8kmol/h， F3=61.2kmol/h
表5-4 例5.4的物料平衡表
流股
组分
丙烷 异丁烷 异戊烷 正戊烷 合计
1
进料
化工产品的设计与开发
。
制定针对可能发生的事故的应急预案，并进行演练，提高员工 应对突发事件的能力。
化工产品的环保要求与可持续发展
环保法规遵守
确保化工产品的生产过程符合国家和地方的 环保法规要求，控制污染物排放。
化工产品的设计与开发
汇报人： 2024-01-01
目录
• 化工产品概述 • 化工产品的设计 • 化工产品的开发 • 化工产品的生产与质量控制 • 案例分析
01
化工产品概述
化工产品的定义与分类
定义
化工产品是指通过化学反应过程生产 出的物质，包括原料、中间体、试剂 、催化剂等。
分类
根据用途和化学性质，化工产品可以 分为无机化工产品、有机化工产品、 高分子化工产品等。
节能减排措施
采取节能减排措施，降低能源消耗和减少污 染物排放，提高资源利用效率。
废弃物处理与资源化
对生产过程中产生的废弃物进行妥善处理和 资源化利用，减少对环境的负担。
可持续发展意识
加强员工的环保意识和可持续发展意识，推 动企业绿色发展。
05
案例分析
案例一：某新型塑料的生产与开发
总结词
市场需求驱动、技术突破、环保要求
案例三：某环保型涂料的设计与生产
总结词
环保法规、降低VOC排放、市场竞争力
详细描述
随着环保法规的日益严格，某公司致力于研发环保型涂料，通过技术创新，成功开发出 一种低VOC排放的水性涂料。该涂料以水为稀释剂，减少了有机溶剂的使用，降低了 对环境的污染。同时，该涂料的性能优异，具有防潮、防霉、高附着力等特点，深受市
趋势
化工过程与开发设计总结
化工过程与开发设计总结1、实验室研究的结果是确定一种有希望的反应方法；化工过程开发的结果是实现工业化。
2、化工过程研究与开发的基本方法有实验研究方法和数学模型方法，数学模型方法放大是过程开发研究的方向。
3、化工过程开发包括过程研究及工程研究，研究中要经常交换信息，反复交替展开工作。
4、技术经济观点分重要，但不是唯一，必须考虑社会效益。
第三章小结绿色化学及其特点绿色化学：即用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生特点：绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。
绿色化学的核心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。
清洁生产的定义清洁生产:是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险性。
概括地说，清洁生产就是低消耗、低污染、高产出，是实现经济效益、社会效益与环境效益相统一的工业生产模式。
清洁生产的特点①清洁生产是一项系统工程；②重在预防和有效性；③经济性良好；④与企业发展相适应第四章4、4 实验研究的方法论1 思想模型与理想实验方法2 科学思维的逻辑方法3 科学思维的非逻辑方法4 创造性思维方法5 数学方法第五章化工过程采用的模拟放大方法有：经验放大法、数学模拟法、部分解析法、相似放大法。
逐级经验放大法的基本特征：①着眼于外部联系，不研究内部规律；②着眼于综合研究，不试图进行过程分解；③人为的规定了决策序列。
数学模型方法的一般步骤：①实验室研究②大型冷模实验③小型试验④建立反应器数学模型⑤中间试验数学模型法的基本特征：①着眼于过程的内部规律，对过程进行分解和综合；②抓住主要矛盾，忽略次要因素，对过程进行简化；③在反应工程理论和传递过程理论指导下建立数学模型；④设计模型来源于实践，又为实践所检验。
化学反应器选型原则（1）工业生产对化学反应器的要求①有较高的生产强度②有利于反应选择性的提高③有利于反应温度的控制④有利于节能降耗⑤有较大的操作弹性（2）反应器选型判据①确定反应类型②确定催化剂的失活速度③确定反应器的混合要求④确定热量传递和温度控制要求⑤确定反应过程的控制步骤中间试验分类1 微型中试2 部分流程中试3 全流程中试4 全规模中试第六章技术经济评价的基本内容1、社会评价2、技术评价3、经济评价4、环境评价生产能力和销售量生产能力：即设计产量，一个生产装置在设计时预定的产量。
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2.什么是试探法？要点是什么？ 试探法是试探规则指导下进行合成的方法，其要点是运用试探规则作出判断，从中方多的比 较方案中选取少量有希望的结构方案，然后对这几个方案进行深入分析，从中找出最优方案。 3、 化工过程合成方法有哪些？ 试探法.分枝界限法.调优法.计算机辅助过程合成 4、 原料选择基本要求有哪些？ 技术可行性.供需可能性.经济合理性.资源利用合理性。
④ 建设投资和生产成本
⑤ “三废”治理和环境保护
这些都是在实验室研究中很少考虑的一些问题。因此，将实验室研究成果直接用于大规
模工业生产是不合适的。
四．论述题
1.过程研究和工程研究分别指什么，以及两者间的关系。
过程研究和工程研究在化工过程中是两个不同性质的研究工作，前者借助仪器或装置对过程
运行的物理和化学规律进行探讨，为过程提供放大的信息和依据，或者则依赖研究和设计者
减压蒸馏是指将蒸馏装置连接在一套减压系统上，使蒸馏前整个系统降低到只有常压的 十几分之一或几十分之一，使有机物在比正常温度低的多的温度下进行蒸馏。适用于：沸点 高的物质以及在常压下蒸馏未达到沸点时即受热分解.氧化或聚合的物质。
共沸蒸馏是指向被分离混合液中有目的的加入一种组分，此组分能与被分离混合物中的 某一个或几个成分形成具有最低沸点的共沸物，从而使其它的成分的沸点增大，共沸物很容 易从体系中蒸出来。适用于：能够与共沸剂形成均相共沸物或非均相共沸物。
答：1.选题的先进性和科学性 2.选题应符合市场需求和国家的产业政策 3.选题应考虑经济效益 4.选题应考虑合理的合成路线
2、 一项技术技术开发是否可立项的条件有哪些？ 答;1.发展生产市场 2.合理的的原料路线 3.能够生产出合格的产品 4.有较好的的经济效益和社会效益
3.我国的开发研究经费来源有哪些？ 答：1.国家和地方各级财政拨款 2.企业和各研究单位自筹经费 3.银行和金融机构的科技贷款 4.国际合作机构提供经费
1.冷模实验：.采用物理性质与实际工业生产物料相近的惰性物质进行试验，不发生化学反
应，单纯考察过程的物理规律。
2.热模实验：用实际生产物料并按实际操作条件进行的试验，在试验设备内化学反应和物理
过程同时发生，属综合性试验考察，主要是工艺条件的优化。
3.工程研究：依赖研究人员和工程人员的知识.经验.和思维，去再创造的过程，是根据对自
1.原子利用率和产率的区别？ 二．产率没考虑最终产品以外的产品的使用与产生，而原子经济考察一个合成过程中的所有 反应物转化成最终产物的情况，若所有的反应物均全部转化至产物中，则这个合成过程之 100%的原子经济性反应。
2.清洁生产的内容？ P45
四.分析题 自选一条目前使用的有机合成路线，用绿色化学原理对其进行评价。 作业题
（2）着眼于综合研究，不试图进行过程分解。 （3）认为的规定了决策序列。 (P88) 4、数学模型法的基本特征。 （1）着眼于过程的内部规律，对过程进行分解与综合。 （2）抓住主要矛盾，忽略次要因素，对过程进行简化。 （3）在反应工程理论和传递过程理论指导下建立数学模型。 （4）设计模型来源于实践，又为实践所检验。 （P90）
第六章 工程经济 一.填空： 1.环境评价包括：环境质量评价 和 环境影响评价 2.技术经济评价的基本内容主要包括 社会评价、技术评价、技术经济评价和环境评价。 二.名词解释 1、 生产能力：即设计产量，一个生产装置在设计时预定的产量。 2、 折旧率：指单位时间内设备折旧费与设备原价值的比率 三.简答 产品成本按费用发生地点可以分为哪几类？
三.某化工产品 2004 年至 2008 年的需求统计数据如下表，预测 2011 年的需求量。
年份/年
2004
产量×10 4 /t 10
2005 11
2006 13
2007 14
2008 17
解：2004 至 2008 年 5 年产品的年平均增长率为： R=（Yt/Y)1/（t-1）—1=（17/10）1/（5-1）—1=14.2%
然规律的认识去创新的新概念的工作。
三.简答题
1.化工过程开发的主要步骤有哪些？
1.①实验室研究 ②收集资料 ③概念设计 ④技术经济评价 ⑤模型试验 ⑥中试 ⑦基础
设计 ⑧工程设计 ⑨建立生产装置
2.化学实验室研究与化工生产有何区别？为什么实验室一般不能作为放大成工业规模的设
计依据？
实验室研究
化工生产
化工过程开发与设计复习题
第一章 化工过程开发概述
一.填空题
1.化工开发过程是指从实验室研究成果过渡到实现工业化的科学技术活动。
2.直接搜集材料的基础形式：观察法.测量法.实验法和模拟法等。
3.化工过程开发的基本方法：实验研究方法和数学模型方法。
4.化工过程开发包括：过程研究及工程研究。
二.名词解释：
五.计算题 某项目的现金流量如下表，设基准投资回收期为 8 年，试初步判断方案的可行性。
年份 项目
0
1
2
3
4
56
7 8～N
净现金流量
-100 -50 0
20 40 40 40 40 40
累计净现金流量 -100 -150 -150 -130 -90 -50 -10 30 70
解：累计净现金流量首次出现正值的年份 T =7，第 T-1 年的累计净现金流量:-10
f
0.05
1
(1 0.05 )
19
( 2 1) 100 100
CES f • 100 19
A
B
A B
A B
C
C
C
D E
D E.114.5(C).13.46(D)
5.26 A
1. 控制可燃物和助燃物的浓度.温度.压力及混触条件，避免物料处于燃爆的危险状态。 2.消除一切足以导致起火爆炸的点火源。 3.采取各种阻隔手段，阻止火灾爆炸事故灾害的扩大。
第八章 过程分析与合成
一.填空
1.非均相混合物分离方法有：非均相混合物的分离方法有沉降和过滤。
2.设混合物有 10 个组分，若用简单塔进行完全分离，则需用 个精馏塔，分离序列数
第五章 化工过程放大 一．填空 1.工业反应器中基本的传递过过程为 动量传递.热量传递.质量传递 2. 返混 和 不均匀流动 是在连续流动反应器中发生的两种流动现象。 3.经常用 转化率 来表示一个化学反应进行的程度。 4.限制返混的主要措施是 分割。 二.名词解释 1.冷漠实验：利用空气.水和砂等惰性物料替代化学物料在实验装置或工业装置上进行的实 验（P94） 2.放大效应：在未充分认识放大规律之前，因过程规模变大所引起的指标不能重复的现象 （P87） 三.简答 1.逐级经验放大方法的基本特征。 （1）着眼于外部联系，不研究内部规律。
四．计算题
一个含有 5 个组分的轻烃混合物的组成如下：
组分
组成 （mol 分率）
相对组分间相对挥 发度（37.7℃， 1.72MPa)
A 丙烷
0.05
2
容易分离系数 CES
B 异丁烷
0.15
1.33
C 正丁烷
0.25
2.1
D 异戊烷
0.2
1.25
E 正戊烷
0.35
(1)求出对应的溶液分离系数 CES (2)拟采用常规蒸馏，试综合出合适的分离序列，分离该 5 个组分为纯组分。 解：（1）求取 CES：（以 A 为例）该分离点下全系统的容易分离系数
则 2011 年的需求量为： Y2011=Y2008（1+R）t-1 =17×（1+0.142）4-1=25.3（t）
第三章 绿色化学与技术 一.填空题 原子经济性反应的最大特点是: 最大限度的利用反应原料和减少废物排放 二.名词解释 2、1.绿色化学：绿色化学使用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康.社区安全. 生态环境有害的原料.催化剂.溶剂和试剂.产物和副产物等的使用和产生。 3、2.清洁生产：就是低消耗.低污染高产出.是实现经济效益.社会效益与环境效益相统一的 工业生产模式。 三.简答题
第四章 实验室工作 一.填空题 1.运用逻辑思维最重要最常见的一些科学方法有：分析 综合 归纳 演绎 类比 2.发散思维的主要特征：流畅性 灵活性 独特性 3.红外光谱的三要素 峰形 峰位 峰强 二.名词解释 1 .发散思维：发散思维是指在解决问题是能不拘一格地从仅有的信息中尽可能的扩展开去， 朝着各种方向去探寻各种不同的解决问题途径和答案。 2.2 .离子交换分离法：离子交换分离法：利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换 反应进行分离的方法。 3.3 .热分析技术：热分析技术是指在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一 类技术。 三.简答题 1 .简要回答实验室研究的方法有哪些？ 有思想模型与理想模型试验方法；科学思维的逻辑方法和非逻辑方法;创造性思维方法;数学 方法。 2 .膜分离中“膜”的定义。 如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把流体分隔开来成为两部分，则 这一薄层物质就是膜。 四.论述题 何谓简单蒸馏.水蒸气蒸馏.减压蒸馏和共沸蒸馏？各适用于什么体系？
B
（2）a.由 M1.M2，采用常规蒸馏；由于轻组分沸点低，为减轻冷冻负荷，采用加压下冷冻
的知识.经验和思维为化工过程开发提供决策，两者过程研究为工程研究提供分析判断的信
息，而工程研究则是检验过程研究质量的重要环节。
第二章 科学选题 一.填空题 1.产品需求预测采用 定性分析.定量分析和综合分析。 2.我国科学科学研究和科技开发项目的来源的来源主要有三条途径，即计划项目.企业委托 项目和自选项目。 . 3.技术经济资料主要来源于文献调研.市场调研和实验室工作。 4.863 计划从世界高技术发展的趋势和中国的需要与实际出发，坚持‘有限目标，突出重点’ 方针，选择了 生物技术，航天技术，信息技术，激光技术，自动化技术，能源技术，新材 料 7 个高新技术领域作为我国高技术研究发展的重点。 二.简答题 1.选择开发课题应遵循的应遵循的原则有哪些?