化工过程强化的研究进展

超重力技术的研究及应用郭浩;牛杰【摘要】超重力技术是一种过程强化技术,通过离心力实现传质过程的强化.超重力技术广泛应用于吸收、蒸馏、汽提、萃取等分离过程,在化工、环保等领域也有广阔的应用前景.论述了超重力技术的基本原理及特点,重点介绍了超重力技术在化工尾气处理、精馏、纳米材料、催化剂制备及消除粉尘等方面的应用,并对超重力技术的研究方向和应用前景做了展望.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】4页(P61-64)【关键词】超重力;过程强化;吸收;蒸馏;传质过程【作者】郭浩;牛杰【作者单位】中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司;中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8超重力HIGEE（high gravity）技术是一种过程强化的新技术，主要是通过强大的离心力——超重力，使气-液流速及填料的比表面积大大提高，液体在高湍动、高分散、强混合及界面更新急速的条件下与气体以极大的相对速度在弯曲流道中逆向接触，从而强化传质过程。

超重力技术广泛应用于吸收、蒸馏、汽提、萃取等分离过程［1］。

与传统技术相比，超重力技术在实际应用中主要有以下特点［1-5］：（1）传递效率显著提高，传递系数可提高1～3个数量级，极大地减小了设备的体积，降低了设备投资。

（2）物料在设备内的停留时间极短（0.1～1.0 s），适用于某些特殊的反应及处理过程。

（3）易于操作及开停车，维护检修方便。

（4）填料不易堵塞。

（5）气相压降小，动力能耗小，适用于大气量、高气速的场合。

超重力设备结构如图1所示，主要由外壳、转轴、转子、填料及液体分布器等组成。

该设备核心部分是转子，其主要作用是装载和固定填料，在动力驱动下带动填料旋转，以实现良好的气液接触。

在压力作用下，气相由进气口进入外腔，在转轴外缘处进入填料，最后从排气口排出；液体由喷水管进入，经喷头洒在转轴内缘，在离心力的作用下进入转轴外缘。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期气液混合强化在固定床加氢过程中的应用进展苏梦军，刘剑，辛靖，陈禹霏，张海洪，韩龙年，朱元宝，李洪宝（中海油化工与新材料科学研究院，北京 102209）摘要：炼油工业作为国民经济的支柱，在创造大量财富的同时，往往存在高能耗、高物耗和高污染的问题。

固定床加氢技术是重要清洁炼油技术，在油品质量升级、产品结构调整、原油资源高效利用、生产过程清洁化进程中发挥了重要的作用。

提高固定床加氢效率有助于充分利用石油资源、生产清洁燃料和实现生产过程的节能降耗。

本文从固定床反应器滴流床加氢和液相加氢过程的氢油两相物料混合特性出发，综述了通过开发新型混氢设备和加氢工艺，强化气液混合过程，提高固定床多相催化加氢效率的应用进展，并提出固定床加氢反应过程气液混合强化技术发展趋势，为炼油化工生产过程提质增效、节能降碳新技术的开发提供参考。

关键词：气液混合；固定床加氢；多相反应；传质；过程强化中图分类号：TE624 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0100-11Progress in the application of gas-liquid mixing intensification infixed-bed hydrogenationSU Mengjun ，LIU Jian ，XIN Jing ，CHEN Yufei ，ZHANG Haihong ，HAN Longnian ，ZHU Yuanbao ，LI Hongbao(CNOOC Institute of Chemicals & Advanced Materials, Beijing 102209, China)Abstract: As the pillar of national economy, oil refining industry often has the problems of high energy consumption, high material consumption and high pollution while creating a lot of wealth. Fixed-bed hydrogenation technology is an important clean oil refining technology, which plays an important role in the upgrading of oil quality, the adjustment of product structure, the efficient utilization of crude oil resources and the clean production process. Improving the efficiency of fixed-bed hydrogenation is helpful to make full use of petroleum resources, produce clean fuel and realize energy saving and consumption reduction in production process. Based on the mixing characteristics of hydrogen and oil two-phase materials in the trickle-bed hydrogenation and liquid-phase hydrogenation processes of fixed-bed reactor, this paper reviewed the application progress of gas-liquid mixing intensification which improved the efficiency of fixed-bed multiphase catalytic hydrogenation by developing new hydrogen mixing equipment and hydrogenation process, and proposed the development trend of gas-liquid mixing intensification technology in fixed-bed hydrogenation process. It provides reference for the development of new technologies for improving quality and efficiency, saving energy and reducing carbon in refining and chemical production process.Keywords: gas-liquid mixing; fixed-bed hydrogenation; multiphase reaction; mass transfer; process intensification特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1170收稿日期：2023-07-11；修改稿日期：2023-08-30。

第20卷 第9期 中 国 水 运 Vol.20 No.9 2020年 9月 China Water Transport September 2020收稿日期：2020-05-03作者简介：陈鹏飞，昆明理工大学 冶金与能源工程学院。

通讯作者：黄晓艳，女，昆明理工大学 冶金与能源工程学院。

纳米流体强化气液传质的研究进展陈鹏飞，卿 山，黄晓艳，刘艺琴（昆明理工大学 冶金与能源工程学院，云南 昆明 650093）摘 要：气液传质广泛存在于气体分离等化工过程中，强化气液传质有助于实现高效率低能耗的生产。

向气液两相体系中加入第三分散相固体颗粒可以显著强化气液传质过程。

纳米流体是指，将纳米级金属或非金属氧化物粒子以一定方式和比例添加至液体工质中而形成的稳定的固、液悬浮液。

加入的纳米颗粒具有良好的换热性能，不仅可以增强基液内的热量传递过程，而且因为颗粒的微扰动也可以显著强化传质过程。

本文主要对纳米流体在强化气液传质的实验、理论研究成果进行了总结归纳，并对目前的纳米流体在气液传质领域中的应用不足之处提出展望。

关键词：纳米流体；强化传质；混合纳米流体中图分类号：TQ021 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）09-0082-02一、引言热量、质量的传递和利用问题广泛存在于各类生产、生活之中，对纳米流体强化传热、传质的深入研究，将在涉及能量与资源利用、蒸发冷凝、脱硫脱碳、吸放热反应等领域形成新的关注点。

不仅对低温余热资源的高效利用和节能环保系统的优化有着重要意义，而且对多相反应系统中的温度不稳定、气液界面吸收速率低等问题的解决也有一定的借鉴意义。

纳米流体是指，以一定的分散方式将纳米级金属或非金属氧化物添加至基液中而形成的稳定的新型换热、传质介质 [1]。

纳米流体因为其纳米颗粒的微扰动对传质有着很大的强化效果[2]，强化传质过程主要是靠对流传质来实现的。

气液传质是指物质在气、液两相间的转移过程，广泛存在于气体分离等化工过程中。

化工与装备导论结课报告——对化工过程强化的初步了解化工61 刘佳明2161500015 2016年12月17日目录一、背景 (1)二、过程强化的基本原理及意义 (1)三、过程强化的基本思路及技术 (1)1.新式设备的应用 (1)2.物理场强化技术 (2)3.微化工技术 (2)4.数据集成计算 (3)5.寻找替代能源 (4)小结 (4)四、现存问题及前景展望 (4)参考文献 (5)一、背景化工工业是我国国民经济的重要支柱之一，多年来发展迅猛。

但是它所带来的环境污染、能源消耗、安全事故频发等问题却逐渐凸显。

化工工业的发展逐步进入瓶颈期，甚至有人说化工工业已成为夕阳产业。

过程强化概念的出现，及相关理论的研究和相关技术的实际应用为化工工业发展开辟了新的发展道路，让化工工业再次找到了光明的前景。

过程强化技术的发展和进一步应用是化工工业迈向未来的必然要求，是化工工业发挥继续应有作用的基础与前提。

它于对化学反应过程本身的研究一同成为使化工向能源节约型、环境友好型的绿色、安全化工发展的必然途径。

二、过程强化的基本原理及意义化工过程强化技术是在实现生产目标的前提下，通过物理和化学手段，显著提升瓶颈过程速率，大幅度减少设备尺寸和数目，简化工艺流程，使工厂布局更加紧凑合理，单位能耗、废料、副产品显著减少的技术，即通过技术创新，改进工艺流程，提高设备效率，使工厂布局更紧凑，单位能耗更低，三废更少，实现化学工程的微型高效。

它以设备计算软件为支持，数学模拟为重要手段，过程优化和工艺过程研究为主线。

它通过物理场强化、微化工工艺、膜过程耦合、超临界流体、数据集成计算等技术，显著增强化工生产中传质、传热、传动效率，加快化学反应的速率并使其转化率充分提高；力求达到使生产原料全部转化为产品，实现零排放；同时又能够避免传统工艺中的诸多不安全因素，显著降低化工生产中的安全风险。

三、过程强化的基本思路及技术1.新式设备的应用过程强化设备包括静态混合反应器、微型反应器、规整结构催化反应器。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期离子液体强化不饱和键差异化合物分离的研究进展容凡丁1，丁泽相1，曹义风1，2，陈俐吭1，2，杨柳1，2，申福星1，2，杨启炜1，2，鲍宗必1，2（1 浙江大学化学工程与生物工程学院，浙江 杭州 310058；2 浙江大学衢州研究院，浙江 衢州 324000）摘要：结构相似物的分离是物耗和能耗最集中的化工过程之一。

对于具有不饱和键差异的化合物而言，它们的物化性质极为相近，高效分离极具挑战。

离子液体因其特殊的理化性质、结构可设计以及多重分子间相互作用位点等特点而广泛应用于不饱和键差异化合物的分子辨识分离。

本文综述了离子液体强化不饱和键差异化合物分离的研究进展，重点介绍了常温常压下为气态的低碳烃、液态的中等碳链烃及固态的天然活性同系物等代表性体系的分离，突出了离子液体分离不饱和键差异化合物的构效关系、分离机理及分离工艺流程评价，并展望了离子液体强化不饱和键差异化合物分离的未来方向。

关键词：离子液体；分子辨识分离；萃取；选择性；不饱和键中图分类号：TQ028.8 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0198-17Progress in enhanced separation of compounds differing in unsaturatedbonds by ionic liquidsRONG Fanding 1，DING Zexiang 1，CAO Yifeng 1，2，CHEN Lihang 1，2，YANG Liu 1，2，SHEN Fuxing 1，2，YANG Qiwei 1，2，BAO Zongbi 1，2(1 College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, Zhejiang, China; 2 Institute ofZhejiang University-Quzhou, Quzhou 324000, Zhejiang, China)Abstract: The separation of structurally similar compounds represents one of the most energy-intensiveprocesses, particularly for compounds that differ in unsaturated bonds. This challenge arises from their extremely similar physicochemical properties. Ionic liquids (ILs) have emerged as promising candidates for the separation of compounds with different unsaturated bonds through molecular recognition, which is mainly attributed to the unique physicochemical properties of ILs, their designable structures, and their ability to facilitate multiple intermolecular interactions. This work aims to provide a comprehensive review of the progress of utilizing ILs for the separation of compounds with disparities in unsaturated bonds. It presents a detailed analysis of some representative systems, including gaseous light hydrocarbons, liquid-state medium-chain hydrocarbons, and solid-state natural active compounds. This review highlights the relationship between the molecular structure and separation efficiency, elucidates the underlyingseparation mechanisms, and evaluates the effectiveness of the separation process. Furthermore, it brieflydiscusses the future trend in the design and optimization of ILs for this specific area.特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1489收稿日期：2023-08-28；修改稿日期：2023-12-01。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期有机液体储氢技术催化脱氢过程强化研究进展盖宏伟1，张辰君2，屈晶莹3，孙怀禄3，脱永笑1，王斌4，金旭2，张茜2，冯翔3，CHEN De 1，5（1 中国石油大学(华东)新能源学院，山东 青岛266580；2 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，北京100083；3 中国石油大学(华东)化学化工学院，山东 青岛266580；4 西安交通大学化学工程与技术学院，陕西 西安 710049；5 挪威科技大学化学工程系，挪威 特隆赫姆N-7491）摘要：氢能是实现化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，然而氢的储运是制约氢能规模化应用的关键技术瓶颈。

有机氢化物（LOHC ）储氢技术具有成本低、储氢密度大、安全稳定等优势，可匹配现有化石能源输运架构，有望在大规模、长距离和分布式的氢储运场景中发挥重要作用。

但是，在LOHC 储氢循环中，相对于发展较为成熟的加氢技术，LOHC 脱氢过程效率低、稳定性差，是制约该技术发展的关键。

基于此，本文综述了LOHC 储氢技术催化脱氢过程强化的研究进展和发展趋势，概述了LOHC 储氢基本概念和催化脱氢反应基本原理，从催化过程强化、产物分离强化、能量效率强化等方面总结了脱氢过程强化策略，通过对比不同技术手段的特点，分析了LOHC 储氢技术催化脱氢过程目前亟需解决的难题，即开发高效的脱氢催化剂、提高催化脱氢过程的传热传质效率以及降低脱氢过程能耗，这对LOHC 储氢技术的实际应用具有重要的参考和借鉴意义。

关键词：有机液体储氢；传热；传质；催化剂；催化剂载体中图分类号：TQ032 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0164-22Research progress on catalytic dehydrogenation process intensificationfor liquid organic hydride carrier hydrogen storageGAI Hongwei 1，ZHANG Chenjun 2，QU Jingying 3，SUN Huailu 3，TUO Yongxiao 1，WANG Bin 4，JIN Xu 2，ZHANG Xi 2，FENG Xiang 3，CHEN De 1，5(1 College of New Energy, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, Shangdong, China; 2 ResearchInstitute of Petroleum Exploration & Development, China National Petroleum Corporation, Beijing 100083, China; 3 College of Chemistry and Chemical Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, Shangdong, China;4College of Chemical Engineering and Technology, Xi ’an Jiaotong University, Xi ’an 710049, Shaanxi; 5 Department ofChemical Engineering, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim N-7491, Norway)Abstract: Hydrogen energy serves as an ideal intermediary for the clean and efficient utilization of fossilfuels and large-scale development of renewable energy. However, the storage and transportation ofhydrogen are the key technical bottlenecks that limit the application of hydrogen energy. Liquid organichydride carrier (LOHC) hydrogen storage technology, with its advantages of low cost, high hydrogen特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1265收稿日期：2023-07-23；修改稿日期：2023-11-07。

2018年第37卷第4期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1203·化 工 进展谈过程强化技术促进化学工业转型升级和可持续发展刘有智（中北大学超重力化工过程山西省重点实验室，山西省超重力化工工程技术研究中心，山西 太原030051） 摘要：化工过程强化是通过采用新装备和新方法，显著提升传递过程速率或反应过程速率的技术。

与当今常用的装备和技术相比，可以显著地改进制造和加工过程，大幅度地提高设备产能，降低能耗或废物的产生，是一种更廉价、更可持续发展的技术。

本文介绍了化工过程强化的原理、方法与技术特点，阐明了化学工业发展与化工过程强化的内在关系，分析了化工过程强化在生态化工导向大背景下的地位和作用。

基于化工过程强化技术对促进发展思路转变、工艺装备技术创新、节能减排降耗和支撑化工可持续发展等方面的作用，论述了化工过程强化技术对促进化学工业转型升级和提升化学工业社会声誉度的重要性。

关键词：过程强化；化学工业；节能减排；可持续发展中图分类号：TQ02 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）04–1203–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0064D iscussion on process intensification technology to promote the transformation ，upgrading and sustainable development of chemical industryLIU Youzhi（Shanxi Province Key Laboratory of Higee-Oriented Chemical Engineering ，Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology ，North University of China ，Taiyuan 030051，Shanxi ，China ）Abstract ：Chemical process intensification can significantly improve the rates of transfer processes and reaction processes by using new equipment and method ，and thus is an emerging technology. Compared with the conventional equipment and technology ，the chemical process intensification ，which can significantly improve manufacturing and processing process ，greatly increase equipment capacity and reduce energy consumption or waste ，is a cheaper and more sustainable development technology. The principle ，method and technical characteristic of chemical process intensification are introduced. The internal relations between chemical industry development and chemical process intensification are clarified. The status and function of chemical process intensification are analyzed in the context of eco-chemical orientation in this paper. Based on the chemical process intensification technology for promoting transformation of development idea ，technical innovation of process equipment ，energy-saving ，emission and consumption-reduction ，and support of the sustainable development of chemical industry ，the importance of chemical process intensification technology for both promoting the transformation upgrading and boosting the social reputation of chemical industry are discussed.Key words ：process intensification ；chemical industry ；energy-saving and emission-reduction ； sustainable development中国经济经过30多年的高速增长，资源、环境承载力已经达到一定限度，正在由原来高污染、高能耗、高排放的经济发展方式，向转型升级和低收稿日期：2018-01-08；修改稿日期：2018-01-29。

第52卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.10 2023年10月 Liaoning Chemical Industry October，2023基金项目： 辽宁省自然科学基金指导计划项目（项目编号：2019-ZD-0083）；辽宁省教育厅科学研究项目（项目编号：LQ2019001）。

收稿日期： 2022-10-13相分离强化六碳糖转化合成5-羟甲基糠醛的进展崔天一，刘英烨，王颖慧，贾松岩*（沈阳化工大学 化学工程学院，辽宁省镁钙无机功能材料工程研究中心，辽宁 沈阳 110142）摘 要：5-羟甲基糠醛（5-HMF）是一种重要的生物质基化工中间体，已经在近年来受到广泛关注。

六碳糖及其聚合物催化脱水转化是获取5-HMF 的典型方法。

常用的催化反应溶剂体系包括水、水-有机溶剂、极性有机溶剂、离子液体以及离子液体-有机溶剂等。

均相体系虽能实现六碳糖的有效转化，但如何有效分离5-HMF 以及体系中逐渐积累的5-HMF 可能发生副反应都是现存问题。

采用相分离的办法可有效分离产物5-HMF，减少产物积累，提高收率。

当前，以双相体系为代表的相分离方法已经广泛地应用于六碳糖及其聚合物的催化转化制5-HMF。

结合近年来的研究进展，对相分离强化六碳糖及其聚合物转化制5-HMF 的机制和性能进行介绍。

关 键 词： 5-羟甲基糠醛（5-HMF）；相分离；有机溶剂；生物质中图分类号：O629.11+3 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）10-1502-04当今，化石资源的快速消耗及其对全球环境的影响引起了越来越多人们的重视，推进绿色可再生能源的广泛应用是缓解上述问题的有效策略。

生物质资源是地球上储量最为丰富的一种可再生资源，具有“碳中和”的属性，符合可持续发展的要求。

高效开发和利用生物质资源将对能源结构转型起到重要的促进作用[1]。

5-羟甲基糠醛（5-HMF）是一种重要的化工中间体，利用5-HMF 合成的燃料、高分子、医药中间体等展示了替代石油化学品的优良潜力[2]。

2017年第36卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2787·化 工 进展1,4-丁炔二醇加氢过程研究进展刘响，廖启江，张敏卿（天津大学化工学院，天津 300072）摘要：1,4-丁炔二醇（BYD ）加氢产物1,4-丁二醇（BDO ）是重要的有机化工原料，工业上该加氢过程存在反应压力高、设备投资大、催化剂易失活等问题。

本文综述了1,4-丁炔二醇加氢反应过程的特点，对比了不同BYD 加氢工艺并分析了各工艺特点和面临的问题，回顾了Ni 基、Pt 基、Pd 基加氢催化剂的开发进展，简述了新型加氢反应器的特点与研究进展。

基于催化剂表面氢浓度对BYD 加氢反应过程影响显著的特点，提出通过强化反应过程气液、液固传质效率对BYD 加氢过程进行改进，以期降低反应压力。

通过加入金属助剂和改变载体性质开发加氢催化剂，提高催化剂活性和稳定性。

最后总结展望了开发BYD 低压加氢剂催化剂和低压加氢反应器的发展趋势，结合BYD 加氢Ni 基催化剂具有磁性的特点，提出磁场辅助流化床对BYD 加氢过程的潜在应用前景。

关键词：1,4-丁炔二醇；1,4-丁二醇；加氢；过程强化；催化剂；反应器中图分类号：TQ032.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）08–2787–11DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0320Research progress of 1,4-butynediol hydrogenation processLIU Xiang ，LIAO Qijiang ，ZHANG Minqing（School of Chemical Engineering and Technology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）Abstract: 1,4-butanediol （BDO ），hydrogenation product of 1,4-butynediol （BYD ），is an importantorganic chemical raw material. The main problems of industrial hydrogenation of BYD are high pressure ，huge capital investment and catalyst deactivation. Characteristics of the hydrogenation process of BYD ，characteristics and confronting problems of hydrogenation process ，development of Ni-based ，Pt-based and Pd-based catalysts for hydrogenation process and new types of reactors were reviewed. Based on the characteristics of great impact of hydrogen concentration of catalyst surface on the BYD hydrogenation reaction process ，it was proposed to improve the hydrogenation process of BYD by enhancing the gas-liquid ，liquid-solid mass transfer efficiency and to reduce the hydrogenation pressure. The activity and stability of the catalyst could be improved by adding supporting metals and change of the carriers. The development trends of low pressure 1,4-butynediol hydrogenation catalyst and reactor were discussed. Combining the magnetic properties of the Ni-based catalyst used in the hydrogenation process ，the potential application of magnetically assisted fluidized bed reactor in BYD hydrogenation process was proposed. Key words ：1,4-butynediol ；1,4-butanediol ；hydrogenation ；process intensification ；catalyst ；reactors1,4-丁二醇（BDO ）是一种重要的有机和精细化工原料，用于生产聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、四氢呋喃、γ-丁内酯、聚四亚甲基乙二醇醚等产品，广泛应用于医药、化工、纺织、造纸、汽车等领域[1]。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期基于化工机理与工业数据孪生建模的甲醇精馏过程优化王雄1，杨振宁2，李越1，申威峰1（1 重庆大学化学化工学院，重庆 400044；2 重庆长风化学工业有限公司，重庆 400021）摘要：在化学工业生产中，分布式控制系统（distributed control system ，DCS ）数据作为反映过程生产状况的关键信息，通常由于测量误差影响而不能满足过程精准建模与优化的要求。

常规过程建模与优化研究一般无法充分考虑工业实际生产与设计数据产生的偏差。

为此，本工作在结合化工机理、DCS 工业数据及工业经验的基础上，从底层逻辑出发，提出一种基于甲醇精馏工业生产数据与化工机理孪生建模框架来指导工业过程更精准的优化。

将仪表的测量范围作为权重赋予测量变量，使用非线性规划算法基于化工机理约束对测量变量进行校正并求解校正值。

结合校正值和工业经验提出过程变量的置信分数模型，实现对测量变量的置信评价。

基于校正后的测量变量构建更贴近工业实际的甲醇双效精馏过程模型并实现对其更精准的过程工艺优化。

该工作提出的化工机理与工业数据孪生建模思想，对构建数字化工孪生系统和智能化工厂的数据甄别、工艺优化等过程具有重要的科学意义和实际应用价值。

关键词：数据驱动；置信分析；数据协同；过程优化；甲醇精馏；数字孪生中图分类号：TQ021.8 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0310-10Optimization of methanol distillation process based on chemicalmechanism and industrial digital twinning modelingWANG Xiong 1，YANG Zhenning 2，LI Yue 1，SHEN Weifeng 1(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 2 Chongqing ChangfengChemical Industry Co., Ltd., Chongqing 400021, China)Abstract: In the production of the chemical industry, the data from the distributed control system (DCS) is crucial for reflecting the production status of the process. However, due to measurement errors, it often fails to meet the requirements for accurate process modeling and optimization. Conventional process modeling and optimization studies do not fully consider the deviations caused by industrial production and design data. In this work, we proposed a twin modeling framework based on industrial production data ofmethanol distillation and chemical mechanisms, combined with industrial experience, to guide more accurate optimization of industrial processes. We established material and energy conservation constraints and assigned weights to measurement variables based on the measurement range of instruments. Using nonlinear programming algorithms and chemical mechanism constraints, we calibrated and solved for the calibrated values of the measurement variables. We also proposed a confidence score model for process研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1286收稿日期：2023-07-25；修改稿日期：2023-10-20。

・权威视点・当　代　石　油　石　化PET ROLE U M &PET ROCHE M I CAL T ODAYVol .13No .12　Dec .2005我国化工过程装备技术的发展与展望时铭显(中国石油大学(北京),北京102249)摘　要:综述了我国热力流体过程装备、机械过程装备、传热过程装备、传质过程装备、化学过程装备及压力容器的技术进展,并展望了其发展方向。

关键词:化工过程装备　技术　发展收稿日期:2005-08-06。

作者简介:时铭显,中国工程院院士,现任中国石油大学教授,博士生导师,享受国务院特殊津贴专家,1956年研究生毕业于北京石油学院。

已发表论文100余篇,并有多项专著,获2项国家科技进步奖及多项省部级科技进步奖。

化工过程装备是包括石油化工在内的现代化工、装备、自控三大关键核心技术之一。

化工过程装备一般可分为5类:①以遵循流体力学与热力学规律为主的热力流体过程装备,如泵、压缩机、冷冻机、离心机、搅拌釜等;②以遵循固体和粉体力学规律为主的机械过程装备,如粉碎、过筛、造粒、输送装备等;③以遵循燃烧与传热规律为主的传热过程装备,如工业炉、换热器、蒸发器等;④以遵循传质分离规律为主的传质过程装备,如蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥器、结晶器等;⑤以遵循化学反应规律为主的化学反应过程装备,如固定床、移动床和流化床反应器、搅拌反应釜等。

热力流体过程装备和机械过程装备一般多属于通用机械,可统称为过程机器;传热过程装备和传质过程装备、化学过程装备需针对不同生产工艺进行独立的设计与研发,可统称为过程设备;又因其外壳有鲜明的学科共性,可单独称为压力容器。

近一、二十年来,随着我国石油化工工业的迅速发展,我国化工过程装备技术有了长足的发展和进步,但与国外先进水平相比仍存在一定的差距,需要进一步努力。

1　过程机器方面目前,我国不仅往复式压缩机已形成了L 、D 、DE 、H 、M 等数十个系列、数百种产品,满足了30～40万吨级化肥装置和百万吨级加氢装置的生产等需要,而且在技术难度较大的离心式和轴流式压缩机方面,如炼油催化裂化的主风机、富气压缩机和烟气轮机,加氢的循环氢压缩机和新氢压缩机,乙烯三大压缩机组,化肥四大压缩机组等,都已能自行设计与制造,接近国际同类产品的先进水平,少部分品种已达到国际先进水平。

《化学工程与技术进展》总结报告记得刚开学选课的时候，我第一次看到这门选修课——《化学工程与技术进展》，从课程名称上看，我觉得很有必要去上这门课。

因为我虽然是一名学习化工的学生，但是却对自己学习领域的内容不是很清楚，也许这门课会让我对化工这个领域和以后将要从事的工作有一个深刻清楚的认识，于是我毫不犹豫的选了它。

学校里安排的这门课是从第九周开始，于是我一直期待着，但是因为学院里举行运动会，就把课往后推迟了一周。

从第十周，我便怀着好奇的心情开始了对这门特殊的课程的学习。

经过九周的时间，由九个不同研究领域的老师给我们讲解了各自领域的基本内容和前沿知识，我也从中学到了很多的新知识，充实了我那贫瘠的大脑。

第一节课是任保增老师讲的《石油化工、煤化工发展》，从这里我学到了关于我国煤、石油资源的现状和未来发展方向等知识；接下来是刘金盾老师，他先给我们讲了关于我们学校化学工程与技术专业的历史和五个主要的研究方向，使我对本专业有了一个清晰的认识，然后又给我们着重讲解了《膜分离技术研究进展》，讲了分离膜的分类、分离膜应具备的条件以及它们的优缺点，这个是世界上比较先进的技术。

原思国老师讲了《反应与功能性高分子新材料漫谈》，他讲的天然高分子材料、工程高分子材料、反应高分子材料以及它们在环境保护领域中的利用，使我在高分子领域上明白了更多更新的东西。

汤建伟老师讲了《资源精深加工和循环利用》，汤老师详细给我们讲了原料、资源的分类和使用，还有再生资源的发展利用和循环经济、低碳经济的概念，同时还讲了循环经济的“3R”、“3U”、“3C”指导原则，还用硫资源和磷资源的循环使用为例讲述了循环经济的重要性。

王岩老师通过《生物除臭技术研究进展--从理论研究到工程实践》结合他们课题组这些年来做过的很多厂里的项目详细给我们讲了生物除臭的发展，并且使我们了解了很多关于新技术用于实践方面的过程。

周彩荣老师讲解了《螯合技术与过程强化》，从中我对耦合技术有了新的了解，简单的说就是将2个或2个以上的单元操作或单元过程有机结合成一个完整的基本过程单元，进行一步操作，实现过程强化。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期循环精馏技术研究进展杨晨阳1，朱怀工2，蔡旺锋1，张敏卿1，王燕1，张英3，陈建兵3（1 天津大学化工学院，天津 300350；2 天津市天大北洋化工设备有限公司，天津 300072；3 中石化（大连）石油化工研究院有限公司，辽宁 大连 116000）摘要：在“碳中和”“碳达峰”的战略目标下，过程强化是实现绿色生产的关键技术之一。

循环精馏作为一种基于过程强化理论的新型精馏技术，通过采用特定塔内构件和控制方案而改变传统精馏塔内气相和液相的流动方式，实现气液两相分别呈周期性独立运动SPM 的操作模式。

循环精馏技术理论上可实现塔内液相返混为零，使分离推动力最大化，具有处理能力大、能耗低及分离性能好等优点。

相较传统精馏操作，循环精馏技术可使单板效率提高到140%～300%，能耗降低20%～30%。

本文针对循环精馏技术的研究背景、工作原理、工业应用、两种专用塔板（Maleta 塔板和COPS 塔板）以及循环精馏技术在隔板塔和反应精馏等过程强化技术中的应用进行了综合论述。

论文对循环精馏技术的控制方法和内构件研究中存在的问题进行了总结，并对循环精馏技术的发展方向和前景进行了展望。

关键词：循环精馏；过程强化；单独相运动；精馏中图分类号：TQ053.5 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1109-09Research progress of cyclic distillation technologyYANG Chenyang 1，ZHU Huaigong 2，CAI Wangfeng 1，ZHANG Minqing 1，WANG Yan 1，ZHANG Ying 3，CHEN Jianbing 3(1 School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300350, China; 2 Peiyang ChemicalEquipment Co., Ltd., Tianjin 300072, China; 3 SINOPEC Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals Co.,Ltd., Dalian 116000, Liaoning, China)Abstract: Under the “carbon peaking and carbon neutrality ” goals, process intensification is one of the key technologies for achieving green production. Cyclic distillation, a new distillation technology based on the process intensification theory, utilizes specific tower internals and control schemes to change the flow mode of gas and liquid phase in the traditional distillation column and achieves periodic separate phase movement (SPM) of gas and liquid phases, offering advantages such as high processing capacity, low energy consumption, and excellent separation performance. Compared with traditional distillation operations, the Murphree efficiency of cyclic distillation technology can be increased to 140%—300%, and energy consumption can be reduced by 20%—30%. This article provided a brief overview of the research of background, working principle, industrial applications, and two special trays (Maleta tray and COPS tray) of cyclic distillation technology. The paper summarized the control methods and tower internals of cyclic distillation columns and proposed the prospective development of cyclic distillation technology.Keywords: cyclic distillation; process intensification; separate phase movement (SPM); distillation综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0469收稿日期：2023-03-27；修改稿日期：2023-05-05。

化工职称论文发表选题参考题目以下是化工职称论文发表题目，均采用论文选题题目软件，经过大数据搜索比对精心整理而成，各职称论文发表题目均为近年来所发表论文题目，可供化工职称论文发表选题参考题目，也可以作为化工毕业论文撰写选题参考。

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