过程开发的流程.docx
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过程开发的流程
2过程开发的流程
♦勾画过程的初始蓝本,即过程的概念设计;
♦检验过程中的每一个独特的步骤,验证概念设计的合理性;
♦建立微型试验装置,这是联接实验室与中试生产的纽带;
♦小规模的全过程与流程试验;
♦过程设计与经济性评价。
过程开发数据
1ChemicalData
1.1HeatofReaction
1.2ThermodynamicEquilibrium
1.3Kinetics
1.4SelectivityandConversionasaFunctionoftheProcessParameters
2MassBalance
3PhysicochemicalData
3.1PhysicochemicalDataofPureSubstances
3.2DataforMixtures
4Processing
5PatentingandLicensingSituation
6DevelopmentCosts
7Location
8MarketSituation
9RawMaterials
10PlantCapacity
11Waste-DisposalSituation
12EndProduct
♦勾画过程初始蓝本的工具
SimulationPrograms
ExpertSystems
DataBanksProcessdata
♦过程开发特点
系统性、实用性和有效性
基础研究只是化工过程开发的基础.过程研究才是化工过程开发的主体.而工程研究是化工过程开发的核心与灵魂
小规模的全过程与流程试验
TheMicroplant:
联接实验室与中试生产的纽带
•MiniplantTechnology
1)Design
2)Construction
3)TheLimitsofMiniaturization
4)LimitationsoftheMiniplantTechnology
•PilotPlant
过程开发的步骤
STOP
STOP
STOP
过程开发的三个阶段
•基础开发研究阶段
•过程开发研究阶段
•工程设计与建设阶段
基础开发研究阶段
□提出候选生产工艺路线,确定工艺路线
>原料的选择
>催化剂的筛选与制备研究
>确定反应器类型和材质
>确定原料和产物的分离.精制方案
>分析测试手段选择
>初步选定较优的工艺路线与操作参数
□试验验证选定的生产工艺和条件
□物性数据、热力学和动力学参数测定
□测定传递特性参数,进行必要的大型冷模试验
举例:
甲基叔丁基瞇(MTBE)法分离碳四过程开发
举例:
芳樟尊生产过程开发流程
VA
芳樟醇(3,7■二甲基・1,6辛二烯・3■醇上6-Octadien-3-ol-3.7-dimethyl)别捺:
里哪醇(Linalool)>沉香醇分子式:
CwHisO
芳樟醇生产过程路线选择
1!
a)天然芳樟油水蒸汽蒸馅■萃取技术
b)以松节油为原料经卩■菰烯转化(异构化反应)的芳樟醇
c)
d)
e)
乙烘■丙酮路线:
共七步反应
异丁烯路线:
BASF法
异戊二烯路线:
共四步反应
乙怏-丙酮路线合成芳樟醇
•合成路线包括七个步骤:
(1)丙酮+乙——甲基丁烘醇(催化剂:
Na盐、碱性)
(2)甲基丁烘醇+仏——甲基丁烯醇
(催化剂:
Pd/CaCO3,Pt/CrPd/C,反应条件:
80-90Cr1.0~2.5MPa)
(3)丙酮——乙烯酮+H2(脱氢反应)
(4)乙烯酮——二乙烯酮(C4H4O2)(二聚反应)
(5)甲基丁烯醇七二乙谦醒(C4H4O2)——甲基庚烯酮
或,甲基丁烯醇+—甲基庚烯酮(缩合脱水反应)
(6)甲基庚烯酮+乙一脱氢芳樟醇
(7)脱氢芳樟醇——芳樟醇(Pd/C或Pd合金催化剂,加氢反应)
过程开发研究阶段
•概念设计、基础设计和中间试验
概念设计是基础理论研究进行到一定阶段后,按照工业生产过程要求,依据基本化学原理,按照工程科学理念进行过程的勾画。
燃料电池的电能与化学品共生过程设计
过程的基础设计
过程的基础设计是过程研究成果和过程的概念设计的综合体现。
它既是过程技术经济评价和工程设计的依据,也是投资者决策的指南。
过程基础设计四个步骤:
1确认过程是间歇过程,还是连续过程;
2画出物料输入和输出流程方框图;
3反应器网络的设计(包括循环系统);
4分离过程序列与能量综合利用方案。
中间试验的基本任务
(1)检验和完善过程的数学模型,校核概念设计中技术措施的可行性;
(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)考察关键设备形式和设备材质的适用性;
(6)验证反应物的分离提纯及后处理方案的可行性;
(7)提供足够的产品及副产品,供应用试验和供用户试用;
(8)确定“三废”的治理和综合利用方案;
(9)确定实际的消耗定额和技术经济指标;
(10)提供新过程开工和操作实验,考察控制调节系统的可行性。
思考题
1过程开发中需要收集哪些数据?
影响技术先进性和投资规模的因素有哪些?
2异戊二烯是重要的石油化工产品,也是医药工业重要的原材料,请概要设计利用异戊二烯生产维生素A的工业过程与基本流程。
3请通过网络或其他途径列出化工物性数据资料目录,我国自行开发的化工数据库有哪些?
4试勾画出超临界CO2流体萃取技术提取茶叶中的咖啡因过程。
5元素衡算在物料衡算中的优点有哪些?
6根据概念设计方法设计一条从生物质中制备生物燃料的工艺过程。
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- 关 键 词:
- 过程 开发 流程