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。
销售量：是指实际销售出来的产品的量。销售收入和产值销售收入：是产品作为商品售出后所得的收入。
产值：是指产品的年产量与产品单价的乘积。固定资产投资额与总投资额为增加固定资产而投入的资金，称为固定资产投资，即固定资金。
总投资额=固定资产投资+流动资金+建设期利息利润与净利润毛利（利润）=销售收入-总成本-增值税额年利润总额=年产品销售收入-年产品销售税金及附加-年总成本费用净利润=利润-所得税增值税与所得税增值税额=（销售收入-原辅材料所耗费用）增值税率所得税额=利润总额所得税税率时值与现值时值：资金在使用过程中某一时刻的价值现值: 按照“折现”的方法计算出来的资金金额。
（1）投资利润率投资利润率=年利润总额/总投资（2）投资利税率投资利税率=年利税总额（年平均利税总额）/项目总投资（3）基准投资利润第八章非均相混合物分离方法（1）气固分离（2）液固分离均相混合物的分离方法（1）液体混合物分离（2）气体混合物分离（3）固体混合物分离原料与工艺路线的选择（1）原料路线的选择①技术可行性；②供需可行性；③经济合理性；④资源利用的合理性。
（2）工艺路线的选择①原料供应的稳定性②经济合理性③技术的先进性④运行的合理性以精馏为例说明探试法的应用 M1规则：在所有的分离方法中，优先采用能量分离剂的分离方法，尽量避免使用质量分离剂的方法；M2规则：精馏分离过程尽量避免使用真空和制冷操作。D1规则：产品集合中元素最少的分离序列最为有利。S1规则：首先安排除去腐蚀性组分和有毒有害组分，S2规则：按组分间分离因子的大小顺序，逐个依次分离。最后处理难分离或分离要求高的组分。C1规则：首先应分离出含量最多的组分， C2规则：如果组分间的性质差异以及组分的组成变化范围不大，则应选择塔顶和塔底产品等摩尔分离。如果不能进行等摩尔分离，则可选择最容易分离处为切割点。
化工过程开发与设计化工过程开发是从一个化学新产品、新工艺概念的形成，通过实验室研究、中试放大、工艺设计、技术经济评价等环节，直至付诸工业化的全部过程。
1、化工过程开发概论科学：关于自然、社会和思维的知识体系。技术：根据自然科学原理和生产实践经验发展成的各种工艺操作方法和技能。研究：钻研、反复探索开发：开拓、发展、扩张的意思方法：是解决问题的手段、途径等
1、1 收集材料方法（1）观察、测量（2）情报调研（3）实验、试验（4）模拟
1、1、2 搜集事实材料的方法
1、观察法
2、测量法
3、实验法
4、模拟法
1、1、3 思维加工方法整理事实材料建立系统理论随即搜索性思维数学处理化学工艺：凡是运用化学方法改变物质组成、结构，合成新物质的生产过程和技术。化学工业：运用化学工艺生产化学品的产业部门。化学工程：研究化学工业生产过程中的共同规律，解决规模放大，设计和生产操作的科学。化工过程研究与开发：从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成，到科研、设计、建设工厂，从实验室研究过渡到第一套工业规模生产装置，付诸实施的全部过程。化工过程研究与开发的目的：
①产品开发②工艺过程开发③工艺改进④应用开发化工过程开发的基本内容：根据基础理论研究的成果和有关工程资料，按照科学的方法，寻求技术可靠、经济合理的途径来制备该化学品，然后进行扩大试验，评价过程的可行性，设计工业装置，实现工业化。
1、3、1 实验室研究与工业生产的不① 原料来源的影响② 杂质的积累③ 传递规律变化
1、3、2 化工过程开发的特点（1）原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性（2）化工过程开发要分重视能量和资源的充分利用（3）环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题（4）在化工过程开发中技术经济观点分重要
1、3、3 放大是化工过程开发的核心
1、4 化工过程开发的基本方法
1、4、1 实验研究方法
1、4、2 数学模型方法数学模型方法放大是过程开发研究中的一个重要方向。
1、5 化工过程开发的主要步骤化学实验小型工艺实验大型冷模实验中间实验概念设计多级经济评价基础设计过程研究工程研究工程设计第一章化工过程开发概论从以上案例中得到如下三点启迪：
产品的经济效益与社会效益是推进研究与开发的巨大动力；逐级放大的开发过程，化工过程开发经历了实验室小试、模试、中试与工业规模四个阶段；正确的理论指导是开发工作成功的捷径。小结了解化工过程开发的内容、特点、方法、步骤，掌握一些基本观点。
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。
3、绿色化学与技术
3、1 绿色化学及其特点绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。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。
3、1 绿色化学及其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。
3、2、3 最大限度地使用或产生无毒或毒性小的物质
3、2、4 设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性
3、2、5 尽量不用辅助剂而须使用也应采用无毒无害物质辅助物质可定义为能帮助处理和操作的化学品，但又不构成目标分子的物质。
选择环境友好的反应介质是绿色化学研究的一个重要方面。几种清洁的辅助剂
1、采用超临界流体
2、水作溶剂
3、固定化溶剂
4、无溶剂反应
3、2、6 能量使用应最小并应考虑其对环境及经济的影响
3、2、7 最大限度地使用可更新原料
3、2、8 尽量避免不必要的衍生步骤（1）保护基团（2）暂时改性（3）加入官能团提高反应选择性
3、2、9 催化试剂优于化学计量试剂催化剂的作用：
1、提高选择性
2、降低能耗催化剂的正确选择，对合成化学反应速度、反应的选择性和转化率，以及减少或消除产生副产物等有重要影响。无毒无害和高效催化剂的研究和开发是绿色化学的一个重要研究方向。
3、2、10 化学品应设计成使用后容易降解为无害物质
3、2、11 分析方法应能实现在线监测并在有害物质形成前加以控制
3、2、12 化工过程物质的选择与使用应使化学事故的隐患最小
3、2 绿色化学原理从科学观点看，绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展；从环境观点看，绿色化学是从源头消除污染；从经济观点看，绿色化学合理利用资源和能源、降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。
3、
3、4 可同时防止与解决污染问题的化学技术
3、3 、5 无溶剂反应与无溶剂分离技术无溶剂反应：熔融态反应、等离子气体反应、纯的固体支撑反应等。
3、
3、6 能源相关的研究
3、
3、7 非共价键衍生物
3、
3、8 无害介质水中的反应
3、
3、9 超临界CO2作为绿色溶剂的利用
3、
3、1 0 毒性与化学品设计中的计算机应用
3、
3、11 可持续性分析
3、
3、12 原子经济性反应的开发
3、4、1 生物工程技术现代生物技术包括五大工程：（1）基因工程（遗传工程）（2）细胞工程（3）酶工程（4）微生物工程（发酵工程）（5）生物化学工程（1）基因工程（遗传工程）将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程在20世纪取得了很大的进展：
一是转基因动植物，二是克隆技术（2）细胞工程按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种。（3）酶工程酶工程就是将酶或者微生
物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。
（4）微生物工程（发酵工程）是利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者把微生物直接应用于生物反应器的技术。（5）生物化学工程生物化学工程就是采用化学工程的技术和方法，设计制造最优化的生物发酵设备、生化反应器，以及与其配套的自动控制装置，还包括发酵产物、生化反应产物的分离提纯。
3、
4、4 新型绿色催化技术
3、4、5 超临界流体技术（1 ）超临界CO2技术超临界CO2萃取的特点决定了其应用范围分广阔 ,具体应用可以分为以下几个方面：
a、从药用植物中萃取生物活性分子，生物碱萃取和分离；
b、用于类脂脂类回收，或从配糖和蛋白质中去除类脂脂类；
c、从多种植物中萃取抗癌物质，特别是从红豆杉树皮和枝叶中获得紫杉醇防治癌症；
d、维生素，主要是维生素E的萃取；
e、对各种活性物质（天然的或合成的）进行提纯，除去不需要分子（比如从蔬菜提取物中除掉杀虫剂）或“渣物”以获得提
纯产品； f、对各种天然抗菌或抗氧化萃取物的加工，如百里香、蒜、洋葱、春黄菊、辣椒粉、甘草和茴香子等。
（1 ）超临界水技术最有应用前景的领域是废弃聚合物的资源以及有毒有害物质的处理。
3、4、6 传统工艺中的新技术（1）电结晶（2）反应萃取（3）反应精馏
3、5、1、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。
3、5、2、清洁生产的内容清洁生产主要体现在：
①尽量使用低污染、无污染的原料，替代有毒有害的原料；
②采用清洁高效的生产工艺，使物料能源高效益地转化成产品，减少有害于环境的废物量，对生产过程中排放的废物实行再利用，做到变废为宝、化害为利；③向社会提供清洁的产品，这种产品从原材料提炼到产品最终的整个生命周期中，要求对人体和环境不产生污染危害或将有害影响减少到最低限度；④在商品使用寿命终结后，能够便于回收利用，不对环境造成污染或潜在威胁；⑤完善的企业管理，有保障清洁生产的规章制度和操作规程，并监督其实施。同时建设一个整洁、优美的厂容、厂貌；⑥要求将环境因素纳入计划和所提供的服务中。
3、5、3 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。
3、5、4 实施清洁生产的途径①在产品设计和原料选择时以保护环境为目标，不生产有毒有害的产品，不使用有毒有害的原料，以防止原料及产品对环境的危害；②改革生产工艺，更新生产设备，尽可能提高每一道工序的原材料和能源的利用率，减少生产过程中资源的浪费和污染物的排放；③建立生产闭合圈，废物循环利用；④加强科学管理。小结
1、熟悉绿色化学的二条原则及特点；
2、了解绿色化学的研究动向及绿色化学技术；
3、掌握清洁生产的定义、特点，了解其实施途径。
4、2、2 实验实验能将研究对象置于严格控制条件之下，把自然过程加以简化和纯化，排除各种偶然、次要因素和外界的干扰，使对象的某种属性或联系以纯粹的形式呈现出来；实验可以在特殊条件下强化研究对象，以揭示研究对象的变化规律或本质；实验可以通过一定手段，使对象的属性及其变化过程重复出现。实验可以模拟研究对象的运动过程，从而认识对象的性质，对那些无法进行直接实验的对象，运用模拟方法可间接进行实验研究。
4、2、3 实验分类（1）预实验（2）系统实验严格按照“规划-实验及记录-分析整理-报告”的基本程序工作。
4、4、1 思想模型与理想实验方法
4、4、2 科学思维的逻辑方法
4、4、3 科学思维的非逻辑方法
4、4、4 创造性思维方法
4、4、5 数学方法
4、5、1 实验室常见事故的预防和处理（1）火灾的预防和灭火预防火灾的发生必须注意：
①实验装置安装一定要正确，操作必须规范；②在使用和处理易挥发、易燃溶剂时不可存放在敞口容器中，要远离火源；③实验室内不能存放大量易燃物；④要经常检查煤气开关、煤气橡皮管及煤气灯是否完好。
灭火应注意：
一旦失火，首先采取措施防止火势蔓延，应立即熄灭附近所有火源(如煤气灯)，切断电源，移开易燃易爆物品。并视火势大小，采取不同的扑灭方法。
(a)
对在容器中(如烧杯、烧瓶，热水漏斗等)发生的局部小火，可用石棉网、表面皿或木块等盖灭。
(b)
有机溶剂在桌面或地面上蔓延燃烧时，不得用水冲，可撒上细沙或用灭火毯扑灭。
(c)
对钠、钾等金属着火，通常用干燥的细沙覆盖。严禁用水和CCl4灭火器，否则会导致猛烈的爆炸，也不能用CO2灭火器。
(d)
若衣服着火，切勿慌张奔跑，以免风助火势。化纤织物最好立即脱除。一般小火可用湿抹布，灭火毯等包裹使火熄灭。若火势较大，可就近用水龙头浇灭。必要时可就地卧倒打滚，一方面防止火焰烧向头部，另外在地上压住着火处，使其熄火。(e) 在反应过程中，若因冲料、渗漏、油浴着火等引起反应体系着火时，情况比较危险，处理不当会加重火势。扑救时必须谨防冷水溅在着火处的玻璃仪器上，必须谨防灭火器材击破玻璃仪器，造成严重的泄漏而扩大火势。有效的扑灭方法是用几层灭火毯包住着火部位，隔绝空气使其熄灭，必要时在灭火毯上撒些细沙。若仍不奏效，必须使用灭火器，由火场的周围逐渐向中心处扑灭。
（2）爆炸事故的预防①仪器装置应安装正确，常压或加热系统一定要与大气相通；②在减压系统中严禁使用不耐压的仪器；③在蒸馏醚类化合物之前，一定要检查并除去有机过氧化物后，再蒸馏，切勿蒸干；④在使用易燃易爆物如氢气、乙炔等要特别小心，必须严格按照实验规定操作；⑤有些化合物因反应过于激烈会使体系热量和气体体积突然猛增而发生爆炸，对这类反应，应严格控制加料速度，并采取有效的冷却措施，使反应缓慢进行。
（3）中毒事故的预防一切有可能产生毒性蒸气的工作必须在通风橱中进行，并有良好的排风设备。不能用手直接接触药品，不能在实验室吃东西。从事有毒工作必须穿工作服，防护面具，处理完毕后方能离开。每次实验必须清洁消毒桌面，并彻底洗手等。（4）化学灼伤①酸灼伤：皮肤灼伤可用5%的碳酸氢钠溶液洗涤，眼睛灼伤可用1%的碳酸氢钠溶液清洗；②碱灼伤：皮肤灼伤用1-2%醋酸溶液洗涤，眼睛灼伤用1%硼酸溶液清洗。（5）割伤和烫伤接装玻璃管时，注意割伤，带线手套，或用毛巾垫着操作。烫伤后切勿用水冲洗，一般可在伤口处擦烫伤膏或用浓锰酸钾溶液擦至皮肤变为棕色，再涂上凡士林或烫伤药膏。
4、5、2 实验室安全用电（1）保护接地和保护接零（2）实验室用电的导线选择
4、6、1 常用玻璃仪器及其清洗干燥（1）实验室常用玻璃仪器（2）清洗仪器（3）仪器的干燥
4、6、2 加热与冷却（1）空气浴加热这种加热方式较猛烈，不分均匀，因而不适合于低沸点易燃液体的回流操作，也不能用于减压蒸馏操作。
（2）水浴与空气浴加热相比，水浴加热均匀，温度易控制，适合于低沸点物质回流加热。
（3）油浴常用的油浴浴液有石蜡油、硅油、真空泵油或一些植物油。
（4）砂浴通常将细砂装在铁盘中，把反应容器半埋在砂中，并保持其底部留有一层砂层，以防局部过热。
（5）致冷方法可以将反应容器浸没在冷水中或冰水中；如果水对反应无影响，还可以将冰块直接投入到反应容器中进行冷却。如果需要更低的温度(低于0℃)，可以采用冰液萃取用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分。一般来讲，选择萃取剂的基本原则是：对被提取物质溶解度较大；与原溶剂不相混溶。
(2)液—比较系列标准与样品的斑点面积大小、颜色深浅，得到样品的含量范围。
薄层仪扫描定量（2）柱色谱（3）气相色谱气固色谱固定相通常是具有一定活性的固体吸附剂细小颗粒，常见的有：活性炭，三氧化二铝，硅胶，分子筛，高分子多孔微球（GDX系列）等。
气液色谱固定相是以一种惰性固体微粒作支持剂（称其为担体或载体），在其表面涂敷上一高沸点的物质（其在色谱分离操作温度下呈液态，称其为固定液）而构成。
4、6、12 红外光谱主要用来迅速鉴定有机化合物的官能团及通过与红外标准光谱对照来确定化合物的结构。
4、6、13 核磁共振谱用于准确地测定分子中不同氢原子的位置及数目，并可对照核磁共振标准谱来确定化合物的结构。
4、6、14 催化剂反应性能的测试方法催化剂反应性能测试目的：
①催化剂常规质量控制检验②快速筛选大量催化剂③更详尽的比较几个催化剂④测定特定反应的机理⑤测定在特定催化剂
绪论 1、过程工程的内容有： a、过程开发实验室研究成果到工业化 b、过程设计提供建设过程所需要的文件及图纸 c、过程改善对已建的过程经行优化挖潜 2、什么是过程开发？ 从实验室的成果实现工业生产装置的成功开发和运转。or从立项开始，经过研究、设计、建设，直到一项新产品、新工艺或新技术投入生产的整个过程。 3R原则： 减量化原则要求用较少的原料和能耗投入来达到既定的生产目的，进而从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。 在使用原则要求制造生产品和包装容器能够以初始的形式被反复使用。 再循环原则要求产品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源，而不是不可恢复的垃圾。 3R原则与化工设计的目标是一致的，其表述更强调节约能源和减少环境污染。 第一章 一、化工过程开发的主要环节、目的和意义 A主要环节：1、资料收集用工程观点收集和整理与过程有关的技术情报 2、概念设计进行预设计 3、过程评价对过程进行技术和经济评价 4.、中试经行模拟实验和中间实验 5、整理资料按照工程设计的观点整理情报资料和实验结果 6、基础设计、工程设计 目的和意义：化工过程开发是要把生产“设想”变为生产“现实”，即从实验室研究成果过度到第一套工业生产装置。化工过程开发是实验中的构想和研究成果能否顺利投入工业生产的关键环节，这一过程对新技术、新产品的工业实施以及现有过程的改进具有举足轻重，不可缺少的作用。但是从实验室研究成果到工业生产过程存在放大效应，因此，单靠在实验阶段取得的研究资料是不够的，需要进行化工过程开发研究。 二、从实验室到工业存在放大效应的原因 a、热力学、动力学数据大多数还不足以解决从小规模装置过渡到大规模的工业化生产装置的所有问题 b、副产物对反应过程和最终产品性质的影响还不够清楚 c、实验室里得到的产品样品，往往是经过最有利的操作步骤而制得的，反应物也往往是采用试剂级原料，因此最终产品的特性尚不能最后定论 d、实验室一般是在操作参数有限的范围内进行的 e、实验所用的材料、设备和物料与工业并非完全相同，而且实验时间相对较短，在实验室里一般较少考虑使用设备材料的腐蚀和产品的污染等问题。 三、中试的必要性、任务及注意事项 A必要性：1、基础研究是原理性实验，规模小，设计的影响因素少;而工业的规模大，涉及的因素多，过程复杂。 2、通过中试可以验证放大模型或设计结果的可靠性 B主要任务：1、验证基础研究得到的规律
一、名词解释(10分) 1、化学工艺（Chemical Techonlogy）：凡是运用化学方法改变物质组成、结构，合成新物质的生产过程和技术。 2、化学工业（Chemical Industry）：运用化学工艺生产化学品的产业部们。 3、化学工程（Chemical Engineering）：研究化学工业生产过程中的共同规律，解决规模放大、设计和生产操作的科学。包括传递过程、化工热力学、化学反应工程、分离工程、单元操作和过程系统工程等。 4、化工过程：是指若干相互关联的化工单元操作以及所用设备组成的一个整体和它所完成的工作，即化学品的变化。 5、化工过程开发：是指从一个有关新产品、新技术或新工艺概念的形成，到科研、设计、建设工厂，从实验室研究成功的过渡到第一套工业规模生产装置，付诸实施的全部过程。 6、工程设计：用文件化的语言将工艺技术转化为图纸的过程。 7|、工艺发表：工艺专业向项目内部有关专业发表工艺文件的一种行为。 8、折旧：将固定资产的损耗按一定方法逐步转移到生产成本之中，通过产品销售的收入加以补偿。 9、放大系数：放大后与放大前的规模之比为放大系数。 10、柱距和跨度：纵向定位轴线间距称为跨度，横向定位轴线间距称为柱距。 11、概念设计：依据小试提供的技术信息和收集的相关技术经济资料，对开发项目的工业化方案提出的一个初步设想。 12、返混：不同停留时间物料的混合称为返混。 13、增值税：纳税人在特定时期生产或销售产品及提供劳务等各环节所取得的收入，大于购进原料支付金额的差额，此部分为新增加值。对此增值部分形成的征税科目，即增值税。 14、开间与进深：开间指房间在建筑外立面上占的宽度；垂直于开间的房间深度尺寸叫进深 15、风玫瑰图：即风向频率玫瑰图。将风向分为8个或16个方位，按照个各方位风的出现频率以相应的比例长度点在8个或16个轴线图的轴线上，再将各相邻方向的线段用直线连接，即成为闭合折线，此闭合折线即风向玫瑰图。 五、问答题(60分) （一）化工过程开发的基本内容： 根据实验室开发基础研究的成果和有关的工程资料，按照科学的方法，寻求技术可靠、经济合理的途径来制备该化学品，然后进行扩大实验，评价过程的可行性，设计工业装置，实现工业化。 （二）化工过程开发是研究概念的形成并涉及从化学实验室研究成果成功地过渡到大规模商品生产的一门工程技术研究。其核心是“放大”和“优化” （三）化工过程开发的特点： 1、原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性。 2、化工过程开发要十分重视能量和资源的充分利用 3、环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题 4、在化工过程开发中技术经济观点十分重要 （四）数学模型方法用于过程开发和放大时的步骤： ①将过程分解成若干个子过程； ②分别研究各子过程的规律并建立数学模型；如反应动力学模型、流动模型、传热模型、传质模型等； ③过程综合，或称计算机模拟，即通过数值计算联立求解各子过程的数学模型，以预测不同
化工过程开发 Development of Chemical Technological Process 课程基本情况 学分：2.0 学时：32 先修课程：四大基础化学、化工原理、反应工程、文献查阅、分离工程。 适用专业：化学工程与工艺 教材：《化工过程开发概要》，武汉：武汉大学出版社，2002 ；《化工过程开发》，于遵宏等. 上海：华东理工大学出版社，1996 . 课程分类：考查 开课教研室：化工工艺教研室 一、课程的性质与目的 课程性质：新的化工产品或新的化工工艺经由实验室研究、放大试验到工业化生产的全过程为化工产品开发。课程涉及合成、工艺、工程、设备、控制、经济、环保等多种学科知识。内容实用性强，是学生从学习知识到应用知识的桥梁。 课程目的：学生了解新的化工产品开发的过程，掌握新的化工产品开发的方法和相关的知识。 二、课程的基本内容及要求 基本内容 第一章绪论 第二章选题和立项 第三章化工过程开发中的实验室工作 第四章化工过程放大 第五章反应器的类型和设计 第六章化工过程开发实验中的数据处理 第七章投资、成本、折旧和盈利 第八章技术经济评价 基本要求 1.了解并掌握化工过程开发所涉及的基本观点、内容和步骤 2.掌握以小试为重点的开发研究实验方法和中试放大的基本方法 3.建立技术经济评价的思想 4.初步掌握化工过程开发的数据处理方法 第一章绪论 五节内容 第一节化工过程开发的基本内容 一、化工过程及化工工艺（几个概念） 过程： 指相互关联的一系列活动或变化，是事物的发展，是事情经历的经过。 化工过程： 指若干相互关联的化工单元操作以及所用设备组成的一个整体和它所完成的工作，即化学品的变化。 开发： 任何一新的化工过程都具有创造性，其内在的客观规律，是科学存在的。开发指人们对过去未能利用的东西加以利用，包括研究、改进和发展。任何开发过程均带有研究、改进、使之得到发展、体现出价值的创造性活动。 化工过程开发：（书P1） 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，从第一套
<<化工过程分析与合成>>试题(A)答案及评分标准 一、填空题（每空1分，共30分） 1. 序贯模块、面向方程、联立模块。 2. 物料流 能量流。 3. 直接迭代法 部分迭代法 韦格施坦法。 4. 集中参数模型 分布参数模型 多级集中参数模型 集中参数模型 代数-常微分方程组 5. C+2。 6. 可行，不可行，可行，不确定 7. 加热，冷却。 8. N H ≥N C ，FCp H ≥FCp C 。 9. 参数 结构 10. 96，83，157 11. 4，14，15 二、判断题（每题1分，共10分） 1. 对 2. 错 3. 错 4. 对 5. 对 6. 对 7. 错 8. 错 9. 对10. 对 三、简答题 1. 答：过程系统工程是研究化工过程整体特性的一门学科，它用系统工程的观点和方法来研究化工过程的开发、设计、最优操作和最优控制。（3分） 2.. M ——质量守恒方程（或物料恒算方程）（1分）；E ——相平衡方程（1分）；S ——归一化方程（1分）；H ——焓恒算方程（1分）。 3. 答：过程系统有m 个独立方程数，其中含有n 个变量，则过程系统的自由度为：d=n-m 。（3分）通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。（2分） 4. 答： 过冷液体 B c i i i T T z K ?>∑=11 D c i i i T T K z ∑=11 （1分） 露点气体 D c i i i T T K z =?=∑=1/1 （1分） 过热气体 D c i i i T T K z >?<∑=1/1 （1分） 四、模拟与综合题 1.(10分) 答：（1）模型方程 a. 相平衡方程： b. 物料衡算： c. 热量衡算： d. 归一化方程： e. 焓算式： ……………………………………………………………每种方程1分，共5分 （2）求解方法 引入参数Ф=V/F （1） ………………………………………………………1分 ……1分 则： （2） 又有： （3）………………………………………2分 1 11 i i i y x z ===∑∑∑i i i F z V y L x ?=?+?i i i y k x =?F V L F H Q V H L H ?+=?+?(,,) (,,) V i L i H f y T P H f x T P ==C i x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=(1) 1,2,...i i i i z k x x i C φφ=+-=i y = 1,2,...1(1) 1(1) i i i i i i z k z x i C k k φφ==+-+-1 1 1 1 c c i i i i x y ====∑∑1(1)0 1(1)c i i i i k z k φ=-=+-∑
化工过程开发与设计心得 班级：12级化工（2）班姓名：潘荧学号：34 化学工业是国名经济的重要支柱产业之一，与人类衣食住行密切相关，对解决人类社会所面临的人口、资源、能源、环境等可持续发展的重要问题有重要作用。化学工业具有原料、工艺、产品多方案的基本特征，即同一原料经过不同的加工工艺可得到不同的产品；同一原料经过不同的加工工艺可得到相同的产品；不同原料经过不同的加工工艺可得到相同的产品等。化学工艺的技术方案与社会效益、经济效益和环境保护密切相关，研究与开发是技术创新与进步的必由之路。 开发具有开拓、发展、扩张的含义。它是指研究新产品，开拓新方法，发展现有过程，扩大应用领域。化工过程开发是指从实验室研究成果（新产品、新工艺等）过渡到实现工业化的科学技术活动。由于化工过程开发涉及化学工艺、化学工程、机械设备、调节控制，材料与防腐，技术经济等各个领域，同时还包括实验、设计和试生产等各个环节，因此它是范围极广的一门综合性工程技术。 在化工生产中，从原料到产品，物流经过了一系列物理和化学加工处理步骤，化工过程是围绕核心反应器组织的，其上游为原料的前处理，以满足主要化学反应工艺条件为目标；下游为产品的后处理，通过分离、纯净等手段，以达到产品标准为目标。 化工过程研究与开发是指从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成，到科研、设计、建设工厂，从实验室研究成功地过渡到第一套工业规模生产装置，付诸实施的全部过程。 化工过程研究与开发的目的为： （1）产品开发，即开拓满足国名经济需要的新产品； （2）工艺过程开发，包括创造已有产品的新生产工艺和开发适用于新产品的新工艺； （3）工艺改进，对现有设备进行改造，达到提高产品质量、节约能耗、减少环境污染等目的； （4）应用开发，为现有产品寻找新的用途，延长产品寿命，使其持续赢利。 在学习化工过程开发与设计之前觉得是门较难的学科，不仅有很多的内容，而且还都复杂，实际应用性强。后来学了之后觉得学习化工过程开发与设计应该有自己的方法，勤于思考是学习道路中必不可少的，重视教科书，把其原理、概念、应用等认真思考，不放过细节。对抽象的概念千方百计领悟其意义，适当地与同学老师交流、讨论。在交流中摒弃错误。勤于应用也很重要，在学习阶段要有意识地应用原理，去做好每一道习题，“应用”对加深对原理的理解有神奇的功效，有许
化工过程开发设计
一、项目名称 3万吨/年聚乳酸 二、项目简介 聚乳酸（PLA）是以有机乳酸为原料生产的新型聚酯材料，性能胜于现有 塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。被产业界定为新世纪最有发展前途 的新型包装材料，是环保包装材料的一颗明星，在未来将有望代替聚乙 烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品，广泛应用于生物医学材料领域，应用前景十分广阔。 三、市场分析及预测 整体上看,我国可降解塑料产业现状更是复杂多样,存在着多方面的机 遇与挑战。我国生物材料产业取得长足发展。医疗器械的总产值已从2004 年的5512亿美元上升到2006年的7023亿美元,增长率高达28%,所占世界市场份额已增长至34.3%;进口额从2002年的1908亿美元增长至从2458 亿美元增长至6871亿美元,增长了17954%,2006年实现顺差3190亿元美元。一些高技术中端产品,如人工髋关节、血管支架等对外出口。与此同时生物材料和植入器械的管理已逐步规范化、国际化。 生物医学材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官,或增进 其功能的一类高科技新材料,其管理属医疗器械范畴。它的作用药物不可替代,与药物一样是保障人类健康的必需品。受巨大的临床需求拉动,加之生 物医学材料科学与工程的迅速发展为其奠定了基础,一个高科技生物医学材料及其终端产品(介入、骨科产品,外科器械,注射器和导管等一次性耗材等)的产业已经形成。随着人口老龄化、中青年创伤的增加及发展, 其需求也 将持续增加。国家的大力支持使我国生物医学材料科学与工程得到高速发展, 开始跨入国际先进水平。特别是经过近十多年的努力,我国生物材料科学与工程的研究已从较为分散和重复发展成为相对集中于21世纪生物材料科学与工程发展的方向和前沿。全球生物塑料应用市场潜力巨大,在美国召开的塑料工程师学会年会指出,全球生物塑料生产将从2007年的2624万t 提高到2011年的9988万t,显示出可再生资源生产聚合物的技术进步,推 动了全球生物塑料生产持续升温。但是,截至目前,全球消费的生物塑料仍
浅谈对化工过程开发的认识 化学化工学院2011级应用化学 课程名称化工过程开发概要 摘要：本文从化工过程开发的基本概念，化工过程开发的步骤，化工过程开发的主要影响因素三方面系统的归纳了关于对化工过程开发的认识；以及“现代模试系统”在化工过程开发中的发展与应用。 关键词：化工过程开发;开发步骤; 化工工艺; 研究;模拟系统 Abstract: This article from the basic concept of development for chemical process, chemical process development steps, the main influence factors of chemical process development three aspects of the system summarizes the knowledge about chemical process development; development and application of "modern mold test system in chemical process development. Keywords: chemical process development; development process; chemical process; research; simulation system 引言 从化学工业发展看，化工过程开发是指把在实验室研究出来的新产品、新工艺、新技术在用于工业生产之前，而进行的放大和经济技术评估，它是把一个新产品、新工艺、和新技术用工业生产的关键环节。本文主要对化工过程开发的基本概念、化工过程开发的步骤、化工过程开发的主要影响因素进行叙述，并对化工产品开发进行举例分析设置实验点。 1化工过程开发的基本概念 任何一种化工过程都是由若干单元过程（或设备) 按一定的流程组成的人们对化工生产过程的认识在不断深化，从本世纪20年代至今已发生了三次飞跃。从化学工业的发展来看，化工过程开发是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。化工过程开发基本内容是基础研究的成果、资料，合理的途径，扩大实验，评价可行性和工业装置。 化工开发研究是在“应用基础研究、应用研究和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，取得化工生产装置设计、制造、建设、操作及销售所需的数据与资料，为实现新技术在工业生产中
开发 是指研制新产品，开拓新方法，发展现有过程，扩大应用领域。 化工过程开发 是指从实验室研究成果（新产品、新工艺等）过渡到实现工业化的科学技术活动。 科学 科学技术是第一生产力。 科学是发现，技术是发明。 科学是认识、改造世界的原动力，技术是改造世界的手段。 研究意指钻研，推究，反复探索。 基础研究：没有特定商业目的，以创新探索知识为目标的研究。 应用研究：运用基础研究成果和相关知识，为创造新产品、新方法、新技术、新材料的技术基础所进行的研究 技术开发研究：为创造新产品、新方法、新技术、新材料，以生产产品为目的的研究。 方法： 指解决思想、说话、行动等问题的程序、门路、途径等。 适当的方法是研究者取得成功的钥匙，是提高认识水平的阶梯。 科学研究方法论 思考过程：科学理论与方法指导，理论思维、计算与预测。 研究过程：收集材料方法、观察、测量、情报调研、试验、模拟。 思维加工方法、整理事实材料、建立系统理论、随机搜索、数学处理。 检验成果、科学实验、工程验证。 化工在人类生活中的地位 化工在国民经济中的地位第一次生产力提高——农业 第二次生产力提高——机械 第三次生产力提高——化工 第四次生产力提高——电子 第五次生产力提高——技术综合 化工与衣食住行的关系 化学纤维（醋酸纤维、聚酰胺66（尼龙））、塑料（ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯））、合成橡胶（丁苯橡胶）、化肥、农药、医药、能源、建筑。 化工过程研究与开发 是指从一个有关新产品、新技术或新工艺的概念的形成，到科研、设计、建设工厂，从实验室研究成功地过渡到第一套工业规模生产装置，附诸实施的全部过程。 化工过程研究与开发的目的为 产品开发、工艺工程开发、工艺改进、应用开发 实验室研究与工业生产的不同处 原料来源不同、杂质积累影响不同、传递规律变化 化工过程开发的特点 原料、生产方法和产品的多样性、化工开发与设计的多方案性、技术经济观点、重视能源和资源的充分利用、环境保护和过程安全（放大是化工过程开发的核心） 化工过程开发的基本方法 化工过程开发面临的实际问题非常复杂、化工等技术学科不能完全实现理论演绎 实验研究方法、数学模型方法（理论研究法）
1、 化工过程设计的内容： ① 化工厂整体设计，具体包括：A ，厂址的选择；B ，总图布置；C ，安全放火与环境保护；D ，公用工程；E ，自动控制；F ，技术经济等 ② 工艺过程设计，设计强度，包括：计划任务书→绘制工艺流程草图→物料衡算→能量衡算→设备工艺计算及选型→工艺流程图设计→车间布置设计→概算→编写设计说明书 ③ 另外，化工过程的核心内容是工艺过程设计和化工厂整体设计的基本原理、基本程序与基本方法。 2、计算机辅助软件：ASPEN PLUS 、PROCESS Ⅱ、CHEMCAD 3、本书的目的是经济、环境、安全、能源；及找出设计方案的最优化 4、化工过程工程发展的方向是绿色过程工程，以及实现过程工程与产品工程的结合。 5、过程设计工作的指导方针是（法则）：资源、能源节约法则、环境友好法则和经济法则。 6、过程工程包括：过程开发、过程设计、过程改善。 7、绿色化学科学与工程被定义为减少与消除有害物质对人类健康与环境的威胁所做的化学过程和产品的设计、开发和生产。 8、理想的化学反应要具备下列特点：操作简便，安全，高收率和高选择性，节能，使用可再生和可循环利用的试剂与原料。 9、过程设计的核心目标是：确定出一个综合优化的设计方案。 10、投资决策前时期:我国分为项目建议书、可行性研究、编制计划任务书及扩大初步设计等阶段。 11、工艺流程图包括（按工艺流程图深度的不同来分）：工艺流程框图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图、施工图。 12、我国现行的基本建设程序： 施工图设计初步设计计划任务书最终决策工程评估初步决策详细可行性研究初步可行性研究项目建议书建设前期各项准备工作万元以上项目投资→→??????→→?? ????→??→?→ →→→3000 13、化工工艺设计包括：计划任务书、绘制工艺流程草图、物料衡算、能量衡算、设备工艺计算及选型、工艺流程图设计、车间布置设计、概算、编写设计说明书。 14、设计的两个阶段包括：初步设计（基础工程设计）和施工图设计（详细工程设计） 15、描述化学反应程度的变量（反应速率、反应转化率、反应选择性）作为反应器的单元变量。一个流程或一个反应器带有几种独立的化学反应，就应该相应引入几个反应单元变量。 16、几个重要知识： ① 化工工艺设计的“龙头”——流程组织； ② 流程组织的核心——反应途径的合成与挑选 ③ 化工厂设计的核心——化工工艺设计 ④ 化工工艺设计的核心——MB 方程和HB 方程 14、流程组织与合成包含的内容：（简答） A 原料的预处理 B 反应的合成 C 产物的分离 D 热交换网络 15、流程组织的具体任务 A 原料的预处理 B 反应途径的合成与挑选 C 分离技术的选择 D 分离顺序的选择 E 专用地址的分配 F 能量集成与管理（热交换网络） 16、流程组织的三个阶段：
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。 8、冷模试验是用物理性质与实际的生产物料相近的惰性物料进行的模型试验。其理论基础是相似三定理：1、相似第一定理即相似正定理，彼此相似的现象一定具有数值相同的相似特征数2、相似第二定理即相似逆定理，具有相同特征的现象，当单值条件彼此相似，并且由单值条件的物理量所组成的相似特征数在数值上相等时必定相似。3相似第三定理：定性相似，特征数的个数等于物理方程中变量数减去基本因次数。 9中试的任务：1、检验和完善过程的数学模型，校正概念设计技术措施的可行性。2、检验和确定系统长期运转的可靠性和安全性，确定生产控制方法3、为基础设计提供更全面和准确的数据。4、考察杂质等微量组分对过程的影响，验证原料预处理方案5、考察关键设备型式及设备材质的适用性6、验证反应产物的分离提纯及后处理方案的可行性7、提供足够的产品和副产品供应用试验和供用户使用8、确定“三废”的治理及综合利用方案9、确定实际的消耗定额及技术经济指标10、提供新过程开发和操作经验，考察控制调节系统的可行性。 中试中应注意的问题：1.中试装置的规模2.中试的完整性3运行周期4.中试装置的测试深度。 10、正交试验设计的特点：1.均匀分散性2.整齐可比性 正交试验设计的步骤：1.确定考察因素2.确定每个因素的变化水平3.选用合适的正交表4.表头设计5.将各因素的水平数对号入座 11、选择反应器的原则：1.从物料的相态选择反应器2.以反应的转化率和选择性考虑（可逆放热反应，中间冷却式的多段管式反应器）3.从相际传质和化学反应的相对速率考虑反应器4.从传热的要求和温度效应选择
化工工艺设计与化工过程开发
天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：化工工艺设计与化工过程开发课程代 码：0713 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《化工工艺设计与化工过程开发》是高等教育自学考试化学工程与化工工艺专业所开设的专业课之一，它是一门与实际工作联系紧密，应用性较强的课程，是学生毕业后从事管理工程技术、项目研究开发与项目设计等工作必须掌握的一门课程。 二、课程目标与基本要求 学生经过对本课程的学习，系统了解化工工程设计的全过程中各个环节，能结合所学的其它课程知识，掌握工程管理、化工工程设计及项目开发的基本方法和技能。 课程基本要求： 1、掌握化工设计的工作程序； 2、掌握化工厂整套设计所包含的内容； 3、掌握化工工艺设计各个阶段的工作原则及方法； 4、了解化工工艺人员与其它非工艺专业协同合作的内容，并配合完成非工艺设计任务。 三、与本专业其它课程的关系 本课程是在学习了“化工原理”、“物理化学”、“反应工程学”、“化工工艺学”及“计算机应用”等课程基础上设置的。经过本课程的学习，可加深学生对上述课程的深入理解及综合利
用的能力。 第二部分课程内容和考核目标 第一章化工设计概述 一、学习目的与要求 经过本章学习使学生掌握化工设计程序、设计方法步骤及化工厂总平面和整套设计内容。 二、考核知识点与考核要求 （一）化工设计的工作程序（一般） 理解：国家规定的基本建设程序。 （二）化工厂整套设计包含的内容（次重点） 理解：化工厂整套设计包含的内容。 （三）化工工艺设计（重点） 理解：化工工艺设计人员在各个设计阶段需要做的工作。（四）整套设计中的全局问题（一般） 识记：除工艺设计内容外，并与其它非专业人员协同合作，全面考虑和解决非工艺工程设计。 第二章工程项目的可行性研究 一、学习目的与要求 本章掌握可行性研究的重要性及可行性研究内容方法。重点理解产品需求预测和拟建项目应考虑的因素。 二、考核知识点与考核要求 （一）市场调查（一般） 识记：进行市场调查的必要性；市场调查的内容。
《化工过程分析与综合》是化学工程与工艺专业的基础课，是一门联系化学工艺与化学工程的综合性课程。实施化工过程分析、合成的手段是运算描述过程系统的数学模型，这种模型的运算就称作化工过程系统模拟。而化工过程分析则主要是分析过程系统的运行机制，影响因素，过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数等等。目标是使决择方案，技术上先进、可行，经济上优越、合理。对于操作工况的分析也就是通常说的生产操作调优。化工过程系统的合成包括有：反应路径的合成、换热网络的合成、分离序列合成、过程控制系统合成，特别是要解决由各个单元过程合成总体过程系统的任务。 目前，主要应用化工过程模拟软件进行化工过程工艺流程的模拟。如 Aspen Plus 和ChemCAD。 Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。主要的功能有EO模型、ActiveX (OLE Automation)控件、全面的单元操作、ACM Model Export选项、热力学物性、收敛分析、Calculator models 计算模式、灵敏度分析、案例研究、Design Specification 功能、数据拟合、优化功能、开放的环境 例如，Aspen Plus软件在浓硝酸制备工艺上的应用：Aspen Plus流程模拟软件有强大的物性支持，对各种物质体系均有适应的计算模型。浓硝酸物系的组成主要是硝酸镁一硝酸一水的三元混合物．因为含有强极性物质造成整个体系的非理想性，各种状态方程已不适用．因此必须选择活度系数模型作为计算的基本方程。在浓硝酸的模拟计算中．通过软件中的数据回归工具得到组分间的二元交互作用参数，采用了Wilson活度系数模型的计算方法。
化工过程分析与合成考点 1、什么叫过程： （1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移。【过程】 （2）在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。 【过程工艺】（3）以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。 【化工过程】 原料制备 【包括】化学反应 产品分离 （4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。 【单元过程】 化学反应过程 （5）【最重要的单元过程】换热过程 分离过程 输送过程 催化反应过程 （6）【化学反应过程举例】热裂解反应过程 电解质溶液离子反应过程 生化反应过程 分散控制
（7）【过程控制技术发展历程】计算机集中控制 集散控制（我国多） 现场总线控制 第二章、化工过程系统稳态模拟与分析 直接迭代法 知识点框架回路搜索法 其他零散知识点 【模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者组一起才能算作模块。 【单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验模型。 【什么叫稳态（化工过程稳态模拟）】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。 【什么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟。 【过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】 （1）过程系统模拟分析问题； （2）过程系统设计问题； （3）过程系统参数优化问题。 1）过程系统模拟分析问题：已知决策变量输入，已知过程参数，求输出，是一个正向求解问题，最简单的模型。
2）过程系统设计问题：已知输出设计结果，已知过程参数，求决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。只能单项求解，从左到右 3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求解， 得到一组使工况目标函数最佳的决策变量，从而实施最佳工况。 【过程系统模拟三种基本方法，及其优缺点】
化工过程分析与合成考点(完美版)
化工过程分析与合成考点 1、什么叫过程： （1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移。【过程】 （2）在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工 艺。【过程工艺】（3）以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。 【化工过程↓↓↓】 原料制备 【↓↓↓包括】化学反应 产品分离 （4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。 【单元过程】 化学反应过程 （5）【↓↓↓最重要的单元过程】换热过程 分离过程 输送过程 催化反应过程 （6）【↓↓↓化学反应过程举例】热裂解反应过程 电解质溶液离子反应过程 生化反应过程 分散控制 （7）【↓↓↓过程控制技术发展历程】计算机集中控制 集散控制（我国多） 现场总线控制 第二章、化工过程系统稳态模拟与分析 直接迭代法 知识点框架回路搜索法 其他零散知识点 【↓↓模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者 组一起才能算作模块。 【↓↓单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验模型。 【↓↓↓什么叫稳态（化工过程稳态模拟）】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。
【↓↓↓什么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟。 【↓↓↓过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】 （1）过程系统模拟分析问题； （2）过程系统设计问题； （3）过程系统参数优化问题。 1）过程系统模拟分析问题：已知决策变量输入，已知过程参数，求输出，是一个正向求解问题，最简单的模型。 2）过程系统设计问题：已知输出设计结果，已知过程参数，求 决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出 与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。只能单项求解，从左到右 3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求 解，得到一组使工况目标函数最佳的决策变量，从而实施最佳
化工过程开发与设计作业 名字：韦良优班级：应化12班学号：201409202101 1.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。是一 次较大规模的对开发的技术方案作较全面的试验考察。其结果可作为基础设计的依据。7.基础设计：它是在最终评价获得肯定结论后，根据中试研究结果及有关资料，对工业生产 方案及生产装置所进行的原则设计。内容：生产装置说明、工艺流程及流程叙述、物料衡算及能量衡算、设备型式和规格明细表、“三废”排放及治理、检测方法和检测仪表等详细设计内容。 8.过程设计（施工图设计）：是依据基础设计编制的，用于指导过程实施的最终技术文件。 9.建立生产装置：依据过程设计的图纸和文件，购进和制作设备，安装生产装置，按工艺要求进行调试、开车和试生产。
宁夏大学硕士生（博士生）考试考查卷面纸 2011～～ 2012 学年度第二学期 姓名学号 院（所、部）化学化工学院年级 11 级 专业化学工程研究方向 课程化工分析过程与模拟考试方式论文 浅谈化工过程模拟及相关高新技术 摘要：化工过程模拟在化工界已经成为家喻户晓的先进工具，广泛应用于工业装置的研究、设计、改造等领域，并带来明显的经济效益。化工过程模拟与实验研究的结合是最有效和最廉价的化工过程研究方法。可以大大节约实验成本，加快新产品和新工艺的开发过程稳态模拟软件的应用也已成为一股不可抗拒的浪潮，席卷全球。 关键词：化工模拟稳态装置 化学工业正不断满足化学和相关的过程工业的需要，如石油化工、制药、食品、环境、冶金、材料、电子等[1]。工业的不断需求要求对现存的技术或设备进
行不断地修改和改进，不断开发新技术方法。一个最有效和最廉价的方法是采用实验研究和计算机辅助模拟设计（化工模拟）相结合[2]。 国外化工模拟软件起步很早[3]，上个世纪50年代中、后期，美国Flowsheeting。到80年代，化工过程模拟软件的研发已经走向专业化、商品化。模拟计算的准确性、可靠性也大大增强.应用范围不断拓展。这一时期，美国ASPEN Tech公司的ASPEN PLUS，Simulation Sciences。公司的PRO/II，，加拿大Hypro Tech公司的HYSIM等商业化软件正式走向市场。90年代后，化工模拟软件开始由德态过程向动态过程模拟和适时优化的方向发展，如Hysys，Aspen Plus等软件。国内化工过程模拟研究约起始于上世纪60年代末。70年代末化工部第五设计院在国内率先推出了大型烃类分离模拟系统，80年代由青岛化工学院韩方煌、丁惠华教授等人开发的ECSS模拟系统软件—ECSS化工之星研究成功，并走向商业化[4]。下面就具体化工过程稳态模拟进行简单介绍。 1、化工过程稳态模拟 稳态模拟又称静态模拟或离线模拟[5]。流程模拟就是将一个由许多个单元过程组成的化工流程用数字模型进行描述，并且在计算机上通过改变各种有效条件得到所需要的结果，如操作条件等。通常所说的化工过程模拟或流程模拟多指稳态模拟。它是根据化工过程的稳态数据，诸如物料的压力、温度、流量、组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及一定的设备参数，如蒸馏塔的板数、进料位置等，采用适当的模拟软件，用计算机模拟实际的稳态生产过程，得出详细的物料平衡和热量平衡。其中包括人们最为关心的原材料消耗、公用工程消耗和产品、副产品的产量和质量等重要数据。简言之，化工过程模拟就是在计算机上“再现”实际的生产过程。由于这一“再现”过程并不涉及到实际装置的任何管线、设备以及能源的变动，因而给了化工模拟人员最大的自由度。可以在计算机上“为所欲为”地进行不同方案和工艺条件的探讨、分析。并且化工过程模拟所需的成本以及完成一定研究任务所需的时间也是任何实验研究所无法比拟的，因而化工过程稳态模拟已成为研究、开发、设计、挖潜改造、节能增效、生产指导以至于企业管理等工作必不可少的工具，并且在科研和实际生产中发挥着愈来愈大的作用[6]。 当前化工过程稳态模拟主要应用于炼油，石油化工和化工领域，如常减压、加氢、催化裂化、气体分馏、芳烃分离、乙烯、环氧乙烷、天然气、油田气分离及合成氛等装置。在医药、农药、造纸和环保等行业也有一定应用。随着科学技术的进步，目前对于石油馏分和烃类物质的计算已经相当准确、可靠，达到了无需小试、中试，模拟结果可直接用于工业装置设计的程度。 2、化工稳态模拟系统的构成 稳态模拟系统的构成下图所示。 现代的模拟系统既可以用流程图，也可采用数据文件的方式输入。且这两种方式之间可以相互转换。输人之后便进行流程拓扑分析和数据检查[7]。调度系统相当于指挥中心，程序根据输人信息，进行物流、热力学方法、单元过程及其他过程模块的匹配和调度，动态地组织流程，进行计算，直至收敛。模拟系统的组
化工过程分析与合成
第一章绪论（2学时） ●化工过程 ●系统工程→化工过程系统工程 ●化工过程的分析与合成 ●化工过程系统模拟（稳态模拟、动态模拟） ●过程系统模拟的三种基本方法（序贯模块法、面向方程法、联立模块法） 第一节化工过程 化工过程是以天然物料为原料，经过物理或化学加工制成产品的过程。其往往由多种多样的单元过程组成，如最重要也是最多用的单元过程是：化学反应过程、换热过程和分离过程。第二节系统工程 系统工程是20世纪50年代形成的新兴学科，目前正处于兴旺的发展时期。1984年郑春瑞在《系统工程学概论》中，对系统工程做出下列综合性的阐述：系统工程是以系统（尤以大系统）为研究对象的一门跨学科的边缘学科。它是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的某些思想、理论、方法、策略和手段等从横的方面有效地组织起来应用于人类实践中，是应用现代数学和电子计算机等工具对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标，是为更加合理地研制和运用系统而采取的各种组织管理技术的总称，归根结底是一种工程学的方法论。 20世纪30年代美国雷德无线电公司在对电视广播系统的电波覆盖问题进行研究时，首先提出“系统”和“系统模拟研究”的思想。40年代，美国贝尔电话公司在研究微波通讯网络的覆盖传输效率时，提出了“系统工程”的概念。50年代各工业国对系统工程尤为重视，如1954年美国MIT首先在大学讲授系统工程课程。1957年美国正式出版了第一本专著《系统工程》。60年代起系统工程逐步推广应用于工业、宇航、交通、经济规划等部门。如60年代初，在系统工程、运筹学、化学工程、过程控制及计算机技术等学科的基础上，产生和发展起来一门新兴的技术学科——化工过程系统工程（简称化工系统工程）。70年代是化工系统工程走上实用的时期。随着计算机应用的普及，采用化工系统工程方法，陆续研制出有效的工业用化工流程通用模拟系统，并对过程生产实现计算机控制，取得显著经济效益。同时我国学者华罗庚致力于运筹学的推广应用。1978年，我国学者钱学森在《文汇报》上发表了中国第一篇系统工程的文章，标志着我国的系统工程研究进入了一个蓬勃发展的阶段。80年代是化工系统工程普及推广的时代。不仅在化工、石油、石油化工、核工业核能源工业中获得广泛的应用，而且向冶金、轻工、食品等连续加工过程工业部门推广，有力地促进了这些部门生产技术的飞速发展，相应地化工系统工程学科在理论、方法和内容方面也在不断完善和发展。 第三节化工过程的分析与合成 前面讲了，20世纪60年代初。在系统工程、运筹学、化学工程、过程控制及计算机技术等学科的基础上，产生和发展起来一门新兴的技术学科——化工过程系统工程（简称化工系统工程）。这个新学科的任务，就是以系统工程的思想、方法用于解决化工过程系统的设计、开发、操作、控制等问题。其主要任务就是进行系统工程的分析与合成。实施化工过程分析、合成的手段是运算描述过程系统的数学模型，这种模型的运算称作化工过程系统模拟。 3.1化工过程系统的分析 化工过程分析，主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数等等。例加：我国某年产30万t乙烯装置改扩建为45万t装置，竣工投产后达到了预期的产量，但能耗超标。装置的扩建增容可以降低产品的成本，但从过程内涵探求节能降耗的措施也是降低成本的重要途径。如何选择这类问题的对策，就要对这套工艺装置进行分折，要在对过程系统进行系统分析的同时，也要作必