化工过程开发论文.doc

化工过程开发及其影响因素
姓名:范亚敏学号:20085052057
院系:化学化工学院专业:应用化学
指导老师:刘立新职称:副教授

化工过程开发指从一个有关新的化学产品、新技术或工艺的概念的形成,到科研、设计、建厂,到第一套工业规模生产装置,付诸实施的全过程。化学工业需向国民经济各部门提供更多的新产品,化学工业本身也需一些新产品(催化剂)、新技术、工艺、设备,这些都需从实验室研究开始,进行过程开发。以C60的发现与研究为例:20世纪70年代,Kroto发现不同于***基乙炔的化合物,与Curl和Smalley合作研究。1985年,用激光蒸发石墨,质谱检测到C60,提出结构。1977年,Kratscher,发现,未深入研究。1990年,得到毫克量的C60。用苯和氧气,2000℃、低压燃烧,获克剂量的C60。规模化生产C60是在其潜在应用前景驱使下的必然结果,规模化、降低成本使得继续研究C60及其衍生物成为可能。
2. 化工过程开发的步骤
、小试、中试

实验室研究常与小试混为一谈。实验室研究本身是一种具有多层含义的说法,既可指在实验室中进行的理论研究工作,也指在实验室进行的应用基础研究和开发基础研究。
在化工过程开发的范畴中,实验室研究是指在立项前,为了收集资料,印证文献和设想,所做的实验室工作。
其目的是对若干方案进行筛选,明确提出一个设想流程。实验大多是间歇的、欠系统的,常用玻璃仪器,按实验室常规方法进行。实验室的开发工作目的包括原料路线,探索反应的可能性、观察现象以及获得其他感性认识,获得样品等。

小试是小型工业模拟试验的简称。由于在实验室进行,规模不小,所以与实验室研究常相混淆。
小试是在设想流程通过初步技术经济评价,确定工作正式立项后进行的系统工作。它是按工程观点收集和整理与过程有关的技术情报资料的基础上,进行目的明确、尽量结合工业生产实际情况的试验工作。如:采用工业原料、金属设备和渠道,尽可能采用连续操作方式,模拟化工单元操作等。
小试主要任务:
①验证开发方案的可行性、完整性,影响因素。明确过程原料路线,认识到涉及化学反应的特征和影响因素,确定工艺过程,单元操作和工艺条件,完成催化剂的筛选和表征。确定市场分离和精制方案,以及在此基础上完成物料衡算和热量衡算。
②测定和收集需要的各种物理化学数据。
③建立产品分析和过程监测方法。
④在反复研究的基础上,将试验结果整理或一个最佳方案,完成概念设计。

中试是在小试完成并通过技术经济评价后,在概念设计基础上进行的放大试验工作。规模介于实验室规模和工业装置规模之间。精细化工产品,中试投料以公斤计,对基本化工产品的生产规模已相当可观,有的可达年产数千吨、生产能力。
中试的核心问题——反应器选型和放大以及反应状况的研究。化工过程开发中的若干问题往往不可能都在小试中充分暴露,只有在中试时加以研究和解决。
、基础设计、工程设计

概念设计是对设想流程的修正、完善和规范化。
概念设计包括两层含义,其一是依据小试结果和有关文献资料,提出工业化的规模和方案,称预见设计;其二是再将预设计规模缩小到一定程度,制定中试方案和进行中试设计、