化工过程开发与放大
目录
摘要 (1)
关键词 (1)
Abstract (1)
Keywords (1)
引言 (1)
1 化工过程开发的一些基本概念 (1)
2 化工过程开发的步骤 (2)
2.1传统化工过程开发步骤 (2)
2.2现代化工过程开发步骤 (2)
3 化工过程开发的重要影响因素 (3)
3.1满足市场需求 (3)
3.2技术可行性 (3)
3.3经济合理性 (4)
4 化工过程开发的应用实例 (4)
5 结语 (5)
参考文献 (6)
化工过程开发的认识及影响因素
姓名：学号：
化学化工学院化学工程与工艺班
摘要：本文论述了化工过程开发的一些基本概念，简述了它的开发步骤及特殊性。并对影响化工过程开发的诸多因素进行了分析。并较为全面的阐述了化工过程开发的应用前景。最后指出了化工过程开发的研究性意义以及我的切身体会。关键词：化工过程开发；重要性；影响因素；
Abstract:This paper discusses some basic concepts of chemical process development, introduces the development process and the particularity of the chemical process. The factors affecting the development of chemical process are analyzed. And a comprehensive exposition of the application prospects of chemical process development. Finally pointed out the research significance of chemical process development and I am keenly aware of.
Keywords:Chemical process development; importance; influencing factors;
引言
化工过程开发是指化工新产品、新工艺、新设备的研究开发。它包括概念形成、市场调查、实验室研究、工程设计及工程建设等一系列步骤，实现研究成果向产业化转化的全过程。化工过程开发可分为进取型开发和防御型开发两类。进取型开发是指开发的产品是以前未涉足的，是一种创新性的开发工作，它所需投资高，开发周期长，并面临技术和市场两方面的问题，具有较大的不确定性，风险很大，但若开发成功，将可获得巨大利润，可以说这是一种高收益、高风险开发。防御型开发是指对已有的产品的工艺流程、设备等进行改进。这种开发投资不大，市场风险小。随着科技的进步及世界经济一体化进程的加快，市场经济规律作用的充分显现，化学工业面临的竞争将会日趋激烈，这就迫使企业要投人大量资金用于新产品、新工艺、新技术开发，以不断推出具有质量、成本、性能优势的产品占领市场，使企业立于不败之地。由此可以看出，化工过程开发对企业生存和发展有着重要作用[1]。
1 化工过程开发的一些基本概念
化工过程开发是指化工新产品新技术的研究开发。化学工业过程的研究是在化学理论研究和应用研究基础之上从化学实验室研究开始，并以实验室研究成果的形式出现的。但是，由于物料处理量的大小悬殊，化学实验室和化工生产之间的差别很大，实验室成果不可能全面反映工业生产的实际情况。因此，实验室成果只能在理论上说明该过程的可能性，并不具备用来设计一套工业规模生产装置的全部条件。若要把实验室的研究成果付诸工业化生产，必须对该成果进行多种形式的研究和反复论证，深入考察在实验室条件下无法考察的各种工程技术题，并进行必要的技术经济评价。只有经过科学论证，确认可为设计生产装置提供完整数据，技术上可靠，经济效益显著的研究成果，才能进一步建立生产装置投入生产。这种由实验室研究到建立化工生产装置的全过程，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。化工过程开发是一种高投资、高风险、高效益，涉及面广的工程项目，它从立项开始，经过研究、设计、建设到一项新产品、新工艺或新技术投人生产，要经过一系列步骤[2]。
2 化工过程开发的步骤
2.1传统化工过程开发步骤
以往许多工程技术人员习惯采用逐步经验放大的方法进行化工过程开发，先在实验室进行小试研究，小试结果经鉴定后转入中试，中试经鉴定，交由设计院进行工程设计，然后由企业进行基建、试生产。按照传统的化工过程开发程序，中试是测定放大数据和生产批量样品的场所。小试中的缺陷只有在中试中才会暴露出来，小试返工多，失败率高，成功率低，这是造成科研成果产业化率低的重要原因之一。所有这些缺陷，都是由于开发技术的局限性引起的，是开发过程中工艺与工程脱节、研究与设计脱节、技术与经济分离的结果。因此，传统的化工过程开发程序已经陈旧落后，不能满足科学技术发展的要求，必须借鉴国外经验，探索适合中国国情的化工过程开发程序。
2.2 现代化工过程开发步骤
现代化工过程开发工作中，基础研究是过程开发的基础，过程研究是化工过程看法的主体，工程研究是化工或称看法的核心和灵魂。化工过程开发的每一步都把工业化作为主要目标，突出了工程研究和工程放大，使化工过程开发重点突出，目标明确[3]。而且新的化工过程开发程序，把研究与设计、工艺与工程通过各阶段的工作内容紧密结合在一起，围绕一个目标开展工作，既加快了研究开发
速度，又提高了开发质量。
3 化工过程开发的重要影响因素
随着化学科学的不断创新以及化学工程学的迅速发展，新材料及先进设备的应用，化工过程开发不再主要凭经验，而是运用化学工程的理论与方法，用数学模拟放大。从而加快了化工过程开发的步伐，促进了化学工业的发展。但毕竟化工过程开发本身是一种创新和探索，其开发的成功与否受市场变化影响很大，带有很大风险性。因此，化工过程开发中一定要特别注意以下几个影响因素。
3.1 满足市场需求
企业要想在竞争中求生存、求发展，就必须开发新产品、新技术、新工艺、新设备，当然这种开发必须首先要满足市场需求，接受市场检验。如果开发的新产品不能适应这种需求，必将会被淘汰。因此，在开发过程中，必须对所开发的新产品在市场上可能达到的销售数量，在市场上将占多大份额，增长的潜能等因素都需要进行充分估计[4]。
3.2 技术可行性
技术是人们在生产活动中制造某种产品，应用某种方法制造产品或提供服务的系统性知识。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。(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。因此，工艺流程、关键的生产工序、物料平衡等都应充分予以考虑，开发中必须要求工艺流程通畅、生产方便，留有发展空间。(3)生产是否安全。这包括：环境保护、劳动保护、安全消防及职业安全等方面。在开发中，对“三废”治理应坚持与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”原则。尽量综合利用，化害为利。并采用一些新技术(如消尘、消声、密闭、低毒等技术与设备)，使排放物达到国家标准等；劳动保护应坚持“三同时”原则，并分析可能对人体健康带来哪些影响；安全消防要符合国家有关防火、防爆规定，并要有相应的安全保
护设施和措施；职业安全也要充分估计生产中职业危害因素，并设计相应的防范措施。(4)产品的质量要符合要求。它包括产品本身既要符合质量标准，同时也必须满足市场的需求。(5)关注过程能源消耗。在化工生产中要注意在保证装置正常运行的前提下，充分合理地利用能源并尽可能采用再生能源[5]。
3.3 经济合理性
经济的合理性，不仅是指盈利的绝对值，而且希望投资少，见效快，成本低。它包含的因素有工业开发项目投资，盈利估算，产品成本，经济价值等因素。化工生产项目技术经济评价的两个重要指标是项目总投资和产品成本。项目总投资主要包括固定资金和流动资金两大部分。对总投资估算正确与否直接关系项目的经济评价，即决定该项能否被接受以及接受后能否高质量建设与取得预期效益等问题。如果要评价一个开发项目投资上可行性时，最好能将投资、成本、利润及他相关因素结合起来，形成一个能合理开发项目经济指标，并以此来定量判断开发项目的经济效益，从而比较同一开发项目的不同实施方案的优劣。目前，我国使用的是投资回收率或投资回收期，投资回收率也称投资利润率，它是开发项目每年的税利与投资之比，该指标越高，对投资者越具有吸引力：投资回收期是投资回收率的倒数，指从开始投产日期起，到资金全部收回所需要的时间。一般认为，对中小型风险投资项目，回收期在5年内是可取的，中等风险项目，投资回收期应小于3年，风险大的应小于2年，项目投资期限一般要长一些。国外常用的评价指标有净现值和等效最大投资同期等指标，这些指标的主要特点是考虑了资金的时间问题，也即考虑了使用贷款需要支付利息的因素。我国自改革开放以来，对项目的经济评价也常采用这种动态评估的办法[6]。
4 化工过程开发的应用实例
几乎对于任何一种化工产品，都可以采用若干十可供选择的，不同的工艺路线。这不仅是由于研究和开发的结果，而且也取决于原料来源的难易，价格的高低，付产品条件及公用工程，投资等条件。例如氯乙烯的生产，最开始是氯化氢与乙炔在汞化合物存在下反应制得：
C 2H 2 + HCl ?→?Hg
C 2H 3Cl
如果将氯与乙烯做为第一步反应，这样原科乙炔仅用一半即可，而乙烯比乙炔廉价，显然可大大降低了原料费用。
C2H
4+ Cl2→C2H
4
Cl2
C2H
4Cl2→C2H
3
Cl + HCl
C2H2+ HCl →C2H
3
Cl
即:C2H
4+ C2H2+ Cl2→2C2H
3
Cl
进一步发展成氧氯化法：
C2H
4+ Cl2→C2H
4
Cl2
2C2H
4Cl2→2C2H
3
Cl + 2HCl
C2H
4+ 2HCl + 1/2O2→C2H
4
Cl2+ H2O
即：2C2H
4+ Cl2+ 1/2O2→2C2H
3
Cl + H2O
这样就用乙烯全部代替了乙炔。
新的发展方向则是采用廉价的原料乙烷：
2C2H
6+ Cl2+ 1/2O2→2C2H
3
Cl + 3H2O
显然，用乙烷制取乙烯是开发研究的重点方向[7]。
又如，典型的有机化工产品醋酸，它的制取方法有多种，可以由乙醇的有氧带菌发酵制取、木材分馏、乙醛氧化、轻油氧化、已醇直接氧化、甲醇羰基化等，而乙醛，乙醇又有很多方法制取，这样就构成了制取醋酸的很多可供选择、研究、开发的工艺路线。此时，应根据实际建厂情况进行筛选，得出适宜的工艺路线[8]。
5 结语
化工过程开发是一种高投资、高风险、高效益，涉及面广的工程项目，它从立项开始，经过研究、设计、建设到一项新产品、新工艺或新技术投入生产，要经过一系列步骤。参考原化工部新技术开发管理条例绘制的化工过程开发的工作程序，其步骤可大致概括如下：技术经济资料的收集化工过程开发需要收集的技
术经济资料十分广泛，除了开发放大和过程优化所需的一切技术资料外，还有原料、产品、副产品、能源以及地理环境等方面的许多重要技术经济信息。只有少数是通过试验研究取得的，其它信息资料则需要通过文献或互联网调查以及社会调查来收集．对于从文献或互联网收集的资料，一般都要对它们的时效性作出预测后方能采用；对于从社会调查收集的资料，除了对时效性作必要的预测外，还要考虑不同地域、不同单位提供资料的差别。因此对资料进行校核是提高所收集信息可靠性的有效措施。
市场调研是收集技术经济资料的重要内容。市场调研是有目的、有组织地对市场营销活动方面的资料进行收集、整理和分析。市场调研包括调查和预测两大部分，即对市场动向和市场容量的研究工作。市场调查和预测是产品开发和经营决策的基础．只有充分考虑市场和经营，通过销售换回资金、获得利润，才能进行再生产，技术才能真正变成生产力，并使开发研究工作走上良性循环[9]。
参考文献：
[1]于遵宏等编著.化工过程开发.华东理工大学出版社,上海,1996.
[2]倪进方主编.化工过程设计.化学工业出版社,北京,1995.
[3]段世铎主编.工业化学概论.高等教育出版社,北京,1995.
[4]高罔成祯著.王林译.化工过程的评价法.化学工业出版社,北京,1988.
[5]刘永光主编.化工开发试验技术.天津大学出版社,天津,1994.
[6]玛·皮斯特等著.中国化工咨询服务公司译.化工厂的设计和经济学.化学工业出版社,北
京,1988.
[7] 房鼎业.以煤与天然气为原料发展甲醇化工与碳—化工[J].小氮肥设计技术, 2004,01.
[8] 丁辉.甲醇生产工艺的选择与效益运行分析[J].中国石油和化工, 2005,06.
[9] 化工过程开发概要（第二版）[M].北京:高等教育出版社,2002,4.
化工过程设计_复习
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
化工过程分析与合成考点(精华)
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。 化工过程包括：原料制备、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。 （5）【最重要的单元过程】化学反应过程、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 【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。 【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。 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】（1）序贯模块法（不适于解算设计、优化问题，只适于模拟问题（2）面向方程法（3）联立模块法（同时有（1）、（2）的优点） 【单元模块】是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序。具有单向性特点 【断裂】通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。它适用于不可分割子系统； 【不可分割子系统】过程系统中，若含有再循环物流，则构成不可分割子系统。 【断裂基本原则】1) 切割流线总数最少、2) 切割流线所含变量数最少、3) 切割流线的总权重最小、4) 环路切割的总次数最少 【简单回路】包含两个以上流股，且其中的任何单元只被通过一次。矩阵：行→回路；列→物流。 【适合于收敛单元应满足要求：】（1）对初值的要求不高、（2）数值稳定性好、（3）收敛速度快、（4）占用计算机存储空间少 【面向方程法（适用于线性化，非线性方程组先线性化）】 第四章、化工过程系统的优化 【最优化问题包括要素（内容）】（1）目标函数（2）优化变量（3）约束条件（4）可行域 【可行域】满足约束条件的方案集合，构成了最优化问题的可行域。 【最优解】过程系统最优化问题是在可行域中寻求使目标函数取最小值的点。 【最优化问题的建模方法】机理模型、黑箱模型、混合模型 【系统最优化方法的分类】无约束最优化与有约束最优化、、线性规划LP（目标函数约束条件全部都为线性函数称为线性规划，剩一个为非线性函数为非线性规划、单维最优化和多维最优化、解析法与数值法、可行路径法与不可行路径法 【标准型】目标函数值一定是最小值、约束条件中没有不等式约束，全是等式约束、所有的变量全是非负条件 第七章、换热网络合成 【换热网络合成】通俗地讲就是将物流匹配在一起，充分利用热物流去加热冷物流，提高系统的热回收，以便尽可能地减少辅助加热与辅助冷却负荷。 【换热网络合成目的】让某一个物料从初始温度到目标温度（一定要达成）、尽可能的回收余热、尽可能的减少换热设备数。 【温度区间求夹点（会画温度区间表）】将热物流的起始温度与目标温度减去最小允许温差△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从大到小排序，构成温度区间。 【夹点】在温度区间中，高温度区间向低温度区间传递的热量为零的点，不是接受热量为零的点（判断） 对于热公用工程是260C。,对于冷公用工程是250C。。 物理意义：温焓图上组合曲线垂直距离最低的点。 【夹点的三个特性】能量特性、位置特性、传热特性
1化工过程分析与合成A答案
<<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考试重点
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
化工过程开发复习
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
化工过程开发与设计
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
化工过程开发与放大
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 前言 (1) 1化工过程开发的步骤 (1) 1.1收集资料 (1) 1.2概念设计 (2) 1.3技术经济评价 (2) 1.4模型试验 (2) 1.5中试 (3) 1.6基础设计 (3) 1.7工程设计 (3) 2化工放大过程的步骤 (3) 3过程放大的方法 (4) 3.1全流程逐级放大 (4) 3.2数学模拟放大 (4) 4放大过程应注意的问题 (4) 4.1过程放大实验室化学家和过程工程师的任务及相互配合 (4) 4.2必须保证设备放大后经济上的合理性和各项指标的先进性及系统调优 (5) 5过程优化 (5) 5.1大系统优化 (5) 5.2系统优化是单元过程优化的前提 (5) 5.3系统和单元过程的优化都是以模型为基础 (5) 5.4离线优化中有关特殊或专用模块需要使用者自行开发 (6) 结语 (6) 参考文献 (6)
化工过程开发与放大 摘要：化工的发展，新技术大多都是从实验室试验开始的，但是在付诸生产之前要进行必要的科学论证，才能过渡到化工的装置生产。而化工过程的放大是新产品开发过程中的必由之路，是科研转化为生产力的必经途径。处理好这个环节，就能加速实现新产品的工业化。 关键词：过程开发；过程放大；过程优化 Abstract: chemical development, new technologies are mostly from laboratory tests started, but before put into production to conduct the necessary scientific proof to the transition to the production of chemical apparatus. The chemical amplification process is a new product development process in the only way, is to research into productivity necessary way. Handle this aspect, we can accelerate the industrialization of new products. Keywords: process development; amplification process; Process Optimization 前言 从化学工业的发展看，各种新产品、新工艺、新技术，在他们实现工业化之前，大多都是从实验室研究开始的。但是，在实验室研究和工业生产之间，由于处理物料量等许多条件相差悬殊，两者的差别很大。实验室研究成果往往不能真实反映工业生产的情况，而只能在理论上说明该过程的可能性。若要把实验室的研究成果付诸工业化生产，必须对该成果进行多种形式的研究和反复论证，深入考察在实验室条件下无法考察的各种工程技术问题，并进行必要的技术经济评价。 化工过程有下面两种类型，一是传递过程，包括传动、传热和传质过程，属于没有物系组成变化的物理变化；二是化学反应过程，属于有组分变化的化学过程。这些过程是在设备中实现的，所以过程放大就是设备能力的放大。 1化工过程开发的步骤 化工过程开发是一种高投资、高风险、高效益、涉及面广的工程项目，要经过如下一系列步骤。 1.1收集资料 化工过程开发所需的资料十分广泛，除了开发放大和过程优化所需的一切技术资料外，还有原料、产品、副产品、能源以及地理环境等方面的许多重要技术
化工过程分析与开发
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）
浅谈对化学工程与工艺的认识
化工1210 舒丹丹学号：2012011304 浅谈对化学工程与工艺的认识 化学工程与工艺专业是一门厚基础、宽口径、适应性强的大专业，它对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求。 因为化学工业是具有技术密集、人才密集、资本密集的特征，对学习化学工程与工艺的学生是有一定的培养要求的。一是掌握化学工程、化学工艺等学科的基本理论和基本知识。二是掌握化工装置工艺与设备设计方法，掌握化工过程模拟优化方法。三是对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力。四是熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规。五是了解化学工程学的理论前沿，了解新工艺、新技术与新设备的发展动态。六是掌握文献、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。七是具有创新意识和独立获取新知识的能力。只有具备了这些基本的能力之后，我们才能真正的学好化学工程与工艺这门学科。 在我们学校，化学工程与工艺主要有化学工程、化学工艺和工业催化。下面我将从化学工程和化学工艺这两个方面简单的谈谈对化学工程与工艺的认识。 首先，化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程与物理过程的共同规律一门工程学科。化学过程是指物质发生化学变化的反应过程，而物理过程是指物质不经过化学反应而发生的组成、性质、状态、能量变化过程。化学工程是研究工业生产过程
中有关工程因素对过程和装置的效应，特别是放大效应的影响，以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它是以物理学、化学和数学的原理为基础，广泛应用于各种实验手段，与化学工艺相配合，去解决工业生产过程。也就是说，化学工程的研究对象实际上就是单元操作，单元操作是构成多种化工产品生产的物理过程，通过对单元操作的研究，得到具有共性的结果，这些共性的结果以用来指导各类产品的生产和化工设备的设计。 化学工艺是研究原料经过化学反应转变为产品的过程，所以化学工艺的研究对象是工业生产的总过程，而不是过程中的某一单元操作，这是与化学工程的最大的区别。化学生产过程一般有三个步骤：原料处理、化学反应、产品的精化。化学工艺是要研究这三个过程，以达到产品的最优化。化学工艺的主要课程有化工原理、化工热力学、化工传递过程、化学反应工程、化工机械、精细有机合成原理等。 上周学院组织学院学生去东区参观了我校的国家重点实验室。虽然现在我的专业知识很薄弱，对很多的实验室的装置和设备原理不是很懂，但至少让我了解到化学工程与工艺真的是一门很重要的专业，如果生活中缺少了化学工程与工艺，世界的科技水平是不可能发展到今天的水平的。现在我将简单介绍我校的传质与分离实验室膜分离研究室。 传质与分离实验室膜分离研究室现在主要有4位教师。张卫东老师，他是博士、教授、博士生导师。他长期从事于膜分离方面的科研工作，尤其是在中空纤维膜器结构设计及中空纤维膜萃取过程及纳滤
化工过程分析与综合习题答案
习题解答 2-1（1）d=n-m n=4(c+2) m=c+c+1+1=2c+2 d=4(c+2)-(2c+2)=2c+6 给定流入流股：2(c+2) 平衡级压力：1 所以没有唯一解 （2）存在热损失n=4(c+2)+1 m= =2c+2 d=2c+7 给定2c+5 所以没 有唯一解 （3）n=2(c+2)+2+2+1=2c+9 m=1+c+2=c+3 d=c+6 给定进料：c+2 冷却水进口温度：1 所以没有唯一解 2-2（1）N v=3(c+2) （2）物料衡算：F i Z Fi=Vy Fi+Lx Fi (i=1,2……c) 热量衡算：FH F=VH V+LH L 相平衡：y Fi=k i x Fi (i=1,2……c) 温度平衡：T V=T L 压力平 衡：P V=P L （3）N e=2c+3 （4）d= N v- N e=c+3 （5）进料（c+2）和节流后的压力（1） 2-3N x u 压力等级数 1 进料变量数 2(c+2)=4+3=7 合计9 N a u 串级单元数 1 回流分配器 2 侧线采出单元数 2 传热单元数 5 合计15 N v u=9+15=24 d=24 给定的不满足要求，还需给定入塔混合物的温度，两塔的操作压力，塔2 的回流比。 2-4N x u 压力等级数N+M+1+1+1(N 和M 为两个塔的塔板数) 进料变量数c+2 合计c+N+M+5 N a u 串级单元数 4 回流分配器 4 侧线采出单元数 1 传热单元数 4 合计10 N v u= c+N+M+5+10= c+N+M+15
d= c+N+M+15 2-5 2-6 2-7 简捷算法：Reflex Ratio：-1.3 Light Key：Methanol 0.95 Heavy Key：Ethanol 0.1585 Pressure：Condenser：1.9 公斤Reboiler：1.8 公斤 最小回流比为：3.529 实际回流比：4.588 最小理论板数：14.47 实际板数：26.18 进料板：10.47 逐板计算：27 块塔板，11 板进料，塔顶采出：31.67kmol/hr，回流比：4.6
化工过程分析与综合论文
《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。
化工过程开发与设计复习题
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
浅谈对化工过程开发的认识
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
化工工艺设计与化工过程开发
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。
化工过程分析与合成考点(完美版)教程文件
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
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释 1.夹点的意义 （夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。夹点处热流量为 0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；） 2、夹点技术 夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈”所在，并给与解瓶颈的方法。 夹点设计法三条原则： （1）应该避免有热流量穿过夹点 （2）夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流 （3）夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流 夹点匹配的可行性规则及经验规则 3、过程系统能量集成 过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题，它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构，操作参数的调优处理，已达到全过程系统能量的优化综合。（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合） 设备在系统中的合理放置： （1）分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点是无效的热集成； （2）分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成。 （3）热机不穿越夹点的设置，是有效的热集成。 （4）热泵穿越夹点的设置是有效热集成。 4、过程用能一致性原则 利用热力学原理，把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来，把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题。 5、利用夹点分析进行过程系统能量集成，调优策略的原则： 设法增大夹点上方总的热流股的热负荷，减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷，增大总的冷流股的热负荷。即所谓的“加减原理”。 6、化工过程系统模拟 采用一反映研究对象本质和内在联系，与原型具有客观一致性，可再现原型发生的本质过程和特性的模型，来进行设计和研究原型过程的方法。 （对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律） 三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法 7、过程系统优化 （实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化） 结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。 参数优化：对于一确定的过程系统，对其中的操作参数进行优选，以使某些指标达到最优。 8、过程系统综合 按照规定的系统性能，寻找需要的系统结构和子系统特性，并按照规定的目标进行最优组合。（4种基本方法：分解法、直观推断法、调优法、结构参数法） 9、过程系统分析 对于已知的过程系统，在给定其输入参数，求解其输出参数。
化工过程分析与合成A
<<化工过程分析与合成>>试题(A) 一、填空题（每空1分，共30分） 1. 过程系统模拟的基本方法有法、法和法。 2. 过程系统由过程单元及各单元间的联结关系构成，这些联结关系包括和。 3. 收敛单元实质上就是一个数值迭代求解非线性方程组的子程序，请列举出三种常见的求解非线性方程的数值迭代方法：、、。 4. 对过程系统进行动态模拟时，根据对状态变量分布特征的不同描述方式，可以把数学模型分 为、、，其中认为状态变量在系统中呈空间均匀分布，如强烈搅拌的反应罐就可以用这一类模型来描述，这种模型的数学形式为方程组。 5. 一个含有C组分的独立流股具有个自由度。 6. 试判断下图中换热匹配的可行性：1 , 2 , 3 ,4 。 7. 在换热网络设计中，夹点将整个温度区间分为了两部分，夹点之上需要器，夹点之下需要器。 8. 对于夹点下方的夹点匹配换热器，其流股数可行性原则是，FCp可行性原则是。 9. 过程系统优化主要分为优化和优化两个方面。 10. 如下图所示，T-H图中热、冷物流的组合曲线分别为AB和CD，则最小冷公用工程用量为kW，最小热公用工程用量kW，最大热回收量kW。 11. 用常规精馏的方法将含有5个组分的混合物分离成纯组分产品，则切分点的数目为，分离序列数为，分离的子群数为。 二、判断题（每题1分，共10分） 1. 对过程系统进行稳态模拟，描述过程对象的模型中不包括时间参数。 2. 组合曲线上斜率发生变化的点称为角点，夹点一定出现在角点处。 3. 在一个工厂的设计中，要想最大限度的减少公用工程的用量，可以通过采用高效率的换热器，并增大换热
面积来实现。 4. 在分离序列的综合中，应优先考虑使用能量分离剂的方法，其次才考虑采用质量分离剂的方法。 5. 为了使换热网络的公用工程消耗最小，应避免夹点之上的热物流与夹点之下的冷物流间的匹配。 6. 用面向方程法进行过程系统模拟时，可以把设计规定的变量直接作为决策变量。 7. 热物流在夹点上方，冷物流在夹点下方。 8. 穿过换热网络夹点的热流量为零，则夹点处传热推动力为零。 9. R组分简单塔精馏分离序列的综合问题，可以看成是R-1阶段决策问题。 10. 进行过程系统模拟既要输入流股参数，也要提供过程单元的操作参数。 三、简答题（共17分） 1. (3分) 什么是过程系统工程？ 2. (4分) 复杂精馏塔的模拟过程中用到的M、E、S、H方程是指那几类方程？ 3. (5分) 什么是过程系统自由度，进行自由度分析的作用是什么？ 4. (5分) 计算给定温度下的闪蒸时，需要核实闪蒸问题是否成立，请写出五种热状况的判据。 四、模拟与综合题（共43分） 1.(10分) 请写出下图所示的多组分等温闪蒸过程的模型方程及求解方法。 2.(7分) 如下图所示的敞口连续操作搅拌罐，其横截面积为A，进料量为F，原有料液高度为H0，设排液量S 与罐中料液的高度H成正比关系，即：S＝k·H，试求自开工后排料量S随时间t的变化情况。 3.(17分) 利用表中数据，（1）采用问题表格法计算该系统所需要的最小公用工程消耗；（2）画出一种能量最