过程控制与开发

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1、第一章概述建立生产装置的基本条件:1技术上可靠性2经济上合理性3提供设计生产装置的准确数据化工过程开发：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、新技术的开发过程。化工过程开发内容:1立项前的可行性研究2在实验室条件下进行的小试，放大的模型试验和半工业化的中间工厂试验3对工艺技术方案进行技术经济评价4设计生产装置，安装、调试、开车等化工过程开发的主要工作:1放大2优化第一节化工过程开发步骤一、实验室研究实验室研究：基础研究部分和小试；基础研究部分：开发研究中，在实验室进行的筛选技

2、术路线和工艺方法，测定有关物性数据和反应动力学及热力学参数、筛选分析方法和研制催化剂等小试：在化工过程开发的基础研究成果上进行的，当筛选的技术路线和方法被确定之后，即可在实验室建立小型试验装置进行工艺模拟试验，由于其规模较小，简称为“小试”。小试研究对象主要是工艺路线，包括优化工艺条件。二、收集资料:收集资料的可靠性和时效性是资料是否采用的关键因素。三、概念设计概念设计：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。四、技术经济评价

3、1初步评价2中间评价:中间评价是在开发过程中，对各研究阶段的成果所作的评价。侧重技术方案的科学性和可靠性，以及方案在经济上的合理性3最终评价五、模型试验1冷模试验:冷模试验是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，只单纯考察过程的物理规律2热模试验:热模试验是用实际生产物料并按实际操作条件进行的试验，属于综合性试验考察。在试验设备内化学过程和物理过程都在同时发生。考察内容主要是工艺条件的优化。这样的试验具有工艺试验性质，便于测取工艺参数和发现放大效应。六、中试中试是“中间

4、工厂试验”的简称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。七、基础设计八、工程设计九、建立生产装置建立生产装置包括了依据上述设计文件和图纸，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。其中调试也是一种试验过程，通过调试可以调整工艺参数，同时还可以修改和验证其数学模型第二节开发研究选题863计划:国家高技术研究发展计划973计划:国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金:1986年初成立的国家自然科学基金委员会负责组织、实施、管理国家自然科学基金项目，并根据国家发展科学技

5、术的方针、政策和规划，以及科学技术发展方向，面向全国资助基础研究和应用研究，基金主要来自国家财政拨款。第三节过程研究和工程研究的关系化工过程开发可以划分为开发所需的基础性研究、过程研究和工程研究三种不同内容的研究工作。过程研究:过程研究是在过程开发的基础研究之后，对已确立的课题所作的一系列的模拟试验研究工作。其重点是了解过程运行的特征和影响过程的因素，优化工艺条件，测定放大数据或判据等。工程研究:工程研究是指化工过程开发工作中的概念设计、基础设计和技术经济评价等步骤。过程研究和工程研究的关系:过程研究

6、必须借助于仪器或装置对过程运行的物理和化学规律进行探索；工程研究依赖于人们的知识、经验和思维为化工过程开发提供决策。第四节放大程度和开发周期放大程度:放大程度一般是指由实验室小试规模一次放大的倍数，即用放大倍数来表示。放大效应:放大效应是指化工过程放大之后，表现于相同条件下在大小两个设备内进行同一过程的结果不同。第二章开发放大方法化工过程开发采用的研究方法主要是模拟研究法，即用模型来研究化工过程发生的各种现象和规律，从中取得开发放大的依据。凡根据模型来模拟生产过程，并从试验所得的结果将过程放大的方法，

7、统称为“模拟放大法”。模拟化工过程的模型有实物模型和数学模型。实物模型：采用与生产装置或设备构型相似，但规模小于生产装置或设备的实验装置进行试验。数学模型：用一组描述化工过程动态规律，并采用与过程运行的实际情况相等效的数学方程进行模拟。化工过程开发常用的模拟放大方法有：经验放大法、数学模型法、部分解析法和相似放大法四种。第一节经验放大法一、研究方法1反应器的选型:反应器选型试验改变的是反应器型式和结构来考察反应过程，故称之为“结构变量”试验2优化工艺条件:由于试验内容是改变工艺操作条件，故把这种考察看

8、成“操作变量”试验3反应器的放大在经验放大法中，反应器的放大是用建立模型装置来进行考察的。由于设备放大后，不可避免会带来放大效应。而产生放大效应的原因并不清楚，故一次放大的倍数不宜过高，原则上由实验室小试规模放大至生产规模应经过若干级。而每放大一级都必须重复前一级试验确定的工艺条件，观察放大效应的强弱。然后用调整工艺条件或采取改变设备结构等措施来抑制放大效应，从而找出与设备放大的有关数据或判据。由于改变设备的几何尺寸进行试验，把反应器放大称为“几何变量”