化工过程开发与设计课件
实验室研究和工业生产之间,处理的物料量差异,操作时间 差异,原料纯度差异,传热传质差异,反应仪器差异,设备腐蚀的 差异,技术经济的差异促使实验室的研究成果不能直接运用到实际 生产当中,需要在实验室研究成果的基础上,采用不同形式的研究 方法和手段考察实验室条件下未能获得的各种技术经济信息,同时 论证该研究结果放大的可行性。经过科学论证确认其工艺技术路线 在技术上的可靠性,在经济上的合理性,并能提供设计生产装置的 准确数据,去建立生产装置。
在化工开发中,技术的可行与否是化工开发成 功的基石。技术可行性主要体现在两个方面:
先进性
科学技术的发展日新月异,因此必须了解过程 开发中技术是否先进。同时,还要充分认识到,因 为技术进步和产品更新换代加快,可能随时面临开 发的新产品提前衰老而退出市场的问题。
可靠性
(1)工艺是否合理。只有采用合理的工艺路线和 条件,才能最大程度地实现原料利用率高,建设费 用低、生产成本低,污染环境少的生产目标。
收集的资料一般要对他的时效性,地域性作必要预测,对资料 进行校核可提高所收集信息的可靠性。对收集资料进行甄别、分类 整理可便于查阅和
又称预设计,是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。 目的在于检验实验室研究成果并对以后开发步骤的研究或设计工作 提供指导。
概念设计的主要内容有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;初步估计投 资的生产成本以及小试存在的问题和对模型试验或中试提出建议或 设计等。
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4.技术经济评价
目的是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决策。技术经 济评价工作一直贯穿整个开发工作的始终。
8.工程设计
被称之为施工图设计,是依据基础设计来编制 有关工程实施的技术文件。
9.建立生产装置
包括依据上述设计化工文过程件开发和与设计图纸,购进和制作设
三、化工过程开发的主要影响因素
充
满 足 市 场 需 求
技 术 可 行 性
经 济 的 合 理 性
社 会 可 行 性
分 估 计 各 种 风
险
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初步评价
又称立项评价,是在开发项目之前对项目 决定取舍的一次评价。
中间评价
在开发过程中,对各研究阶段的成果做出 评价。通常侧重于技术方案的科学性和可靠性, 以及方案在经济上的化工合过程开理发与性设计。评价时要判断个
5.模型实验
模型试验一般都是对工业生产中的某些重要过程作放大的工 业模拟实验。多数情况下不涉及整个工艺流程和各工艺步骤间的衔 接。其考察的重点是工艺和工程问题。有冷模试验和热模实验两种 形式。
这些过程实在设备中实现的,所以过程放大就是设备能力的放 大。
化工过程采用的模拟放大方法有以下5种: 经验放大法、数学模型法、部分不解析法、部分解析法和相似放大 法。
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中试不是实验室装置的放大,而是工业装置的缩小,所用的设 备、原料、仪表都已属于工厂类型,属于实验工厂性质。中试是化 工过程开发中的一个重要的试验步骤。
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7.基础设计
在最终评价取得肯定结论后,根据中试研究结 果和所收集的资料,对工业生产方案及生产装置形 式所做的原则性设计。基础设计的工作量很大,需 要经过精确计算,在可靠的计算数据基础上提出可 靠额计算结果,发现设计过程的问题,返回中试再 进行研究,反复研究并评价论证,得出正确结果。 基础设计所体现的工艺技术方案是指导工程设计和 建立生产装置的主要依据。
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二、化工过程开发的步骤
1.实验室研究 实验室研究的内容分别是针 对开发项目所作的基础研究部 分和小试。 基础研究 开发研究中,在实验室进行 的筛选技术路线和工艺方法,
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2.收集资料
需要收集放大和设计装置所需的数据,围绕工艺过程评价或项 目评价所需的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境。 收集方式主要通过实验,查找文献或互联网调查,社会调研等。
冷模试验
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,只单纯考虑过程的物理规律。这种考虑把化学和 物理过程分解后分别加以考虑,有利于寻找产生放大效应的原因。
热模试验
用实际生产物料并按实际化工操过程作开发条与设计件进行的试验,属于综合性
6.中试
中试是“中间工厂试验”的简称,它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效应试验工作。其目的 在于对开发对象进行全面的模拟考虑,特别是考察各种工程因素对 过程的影响。
(2)操作控制的难易程度。即对生产过程中要求 的各种工艺条件能否实现的问题。
(3)生产是否安全。化工这过程包开发与括设计:环境保护、劳动保
四、化工过程放大
化工过程放大过程有两种类型: (1)是传递过程,包括传动、传热和传质过程,属于没有物系组 成变化的物理过程; (2)是化学反应过程,属于有组分变化的化学过程。
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答辩人: 精细化工13-01
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目录
一、化工过程开发的基本概念 二、化工过程开发的步骤 三、化工过程开发的主要影响因素 四、化工过程放大
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一、化工过程开发的基本概念
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。