化工过程开发与设计

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。

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作业名字：韦良优班级：应化12班学号：2014092021011.化工过程开发步骤有哪些？具体是什么？答：1.实验室研究1）基础研究：指在实验室进行的筛选技术路线和工艺方案，测定有关物性数据及反应热、动力学参数，筛选分析方法和研制催化剂等。

2）小试：在基础研究的基础上，在实验室建立小型实验装置进行工艺模拟试验，主要任务是优化工艺条件。

2.收集资料：包括过程放大和设计装置所需的数据和判据，以及围绕工艺过程评价或项目评估所需要的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境等多种信息。

3.概念设计（预设计）：它是根据实验室研究成果和收集的技术经济资料，对被开发过程的工业化方案提出的初步设想。

目的在于检验实验室研究成果是否符合技术开发的要求，对以后开发步骤的研究或设计工作提供指导。

主要内容：◆工艺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◆原材料及其消耗指标◆主要设备型式◆预计的“三废”◆排放量及毒害性◆投资成本估算◆中试研究的建议4.技术经济评价：它是对开发项目进行技术可靠性和经济合理性的考察，以便对技术方案和开发工作进行决策。

技术经济评价贯穿于开发过程的始终。

1）初步评价（立题评价）：是在选题或确定开发项目时决定取舍所进行的评价。

2）中间评价：是在开发过程中，对开发研究的各个阶段结果作出评价，通常侧重于技术方案的科学性和可靠性，以及在经济上的合理性。

3）最终评价（工业化评价或项目评估）：是在技术开发工作后期进行的评价。

目的是为项目的投资建设作出决策。

评价的依据是开发研究报告、市场研究报告等技术经济资料。

若评价结论肯定，即可投资进行建设。

5.模型试验：一般是对工业生产中的某些重要过程作放大的工业模拟试验。

所用设备一般比实验室规模大并且具有工业设备的仿真性质。

主要研究内容：考察各种工程因素对过程的作用及其规律，观察放大效应和分析、寻找产生放大效应的原因。

6.中试（中间试验工厂）：它是在小试或模型试验之后进行的半工业化规模的模拟试验。

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。

化工开发设计绪论+第一章1. 现代过程工程重要包含哪些内容？①过程开创：实验室研究成果→ 工业化；②过程设计：供给扶植过程所须要的文件及图纸；③过程改良(或优化)：对已建成的过程进行优化挖潜.2. 什么是化工过程开创？化工过程开创→从实验室成果到工业临盆装配的成功开车和运转重要包含→过程研究，工程研究，工程设计及扶植过程研究：小型工艺实验，大年夜型冷模实验，中心实验工程研究：概念设计，经济评判，差不多设计化工过程开创方法→逐级体会放大年夜，数学模型放大年夜3. 什么是化工设计？化工设计确实是将一个化工新产品、新工艺、新技巧或对旧工艺的改革付诸于工业实践。

供给建立化工过程所须要的全部文件和图纸。

经由过程化工过程设计建起的化工装配，应以最经济和安稳的门路，临盆相符必定质量要求的产品。

化工设计的内容包含：工艺流程的选择，物料及热量衡算，设备选型及尺寸运算，投资估算等等4. 简述绿色化工过程工程遵守的3R 原则减量化原则→Reduce；再应用原则→ Reuse；再轮回原则→ Recycle减量化原则(Reduce)要求用较少的原料和能源投入来达到既定的临盆目标或花费目标，进而到从经济活动的泉源就留意节约资本和削减污染。

减量化有几种不合的表示。

在临盆中，减量化原则经常表示为要求产品小型化和轻型化。

此外，减量化原则要求产品的包装应当寻求简单淳朴而不是豪华白费，从而达到削减废料排放的目标。

再应用原则(Reuse)要求制造产品和包装容器能够或许以初始的情势被反复应用。

再应用原则要求抵制当当代界一次性用品的泛滥，临盆者应当将成品及其包装算作一种日常生活器具来设计，使其像餐具和背包一样能够被再三应用。

再应用原则还要求制造商应当尽量延长产品的应用期，而不是专门快地更新换代。

再轮回原则(Recycle)要求临盆出的物品在完成其应用功能后能从新变成能够应用的资本，而不是弗成复原的垃圾。

按照轮回经济的思惟，再轮回有两种情形：一种是原级再轮回，即废品被轮回用来产生同种类型的新产品，例如报纸再生报纸、易拉罐再生易拉罐等；另一种是次级再轮回，立即废料资本转化成其它产品的原料。

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。