第四节 化工过程开发参考书:
郑洁修编:化工过程开发概要,高等教育出版社,1991年 。
一、化工过程开发的含义和步骤一、化工过程开发的含义和步骤开发基础研究初步筛选原料路线;了解过程特征;归纳工艺条件;拟定分析方法。
过程研究工程研究概念设计一、化工过程开发的含义和步骤基础设计工艺流程图、工艺条件、物料衡量及能量衡算、设备明细表等。
技术经济评价技术(速率和效率即先进性、可靠性)、经济、社会和生态环境的评价。
第四节 化工过程开发一、化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容
1.小型工业模拟试验
比较可能的流程和反应器;
初步优选工艺条件;
寻找消除放大效应的判据或识别模型的特征规律。
2.模型试验
3.中间工厂试验
检验工艺流程及连续运转的可靠性;
确定最优工艺条件;
第四节 化工过程开发一、化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容
3.中间工厂试验
寻求放大判据,修正数学模型,测取过程参数;
考察其它工程因素的影响,考察“三废”,寻求治理;
生产一定的产品。
第四节 化工过程开发一,化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容三、概念设计 ( Conceptual Design) 的内容和方法
1.方案概述原料路线和原则流程
2.工艺过程的优化 ( optimization)
目标函数 决策变量 约束条件
确定优化目标;
写出目标函数和约束条件;
求目标函数的最优解。
3.物料衡算和能量衡算例 1 苯氯代生产氯苯反应器的物料衡算和工艺优化 。
C6H6+Cl2 C6H5Cl+HCl
C6H5Cl +Cl2 C6H4Cl2 + HCl
C6H4Cl2 + Cl2 C6H3Cl3+HCl
动力学方程为:
BA
B
A
A
ckck
dt
dc
ck
dt
dc
21
1


RT
RT
ek
ek
/1 3 6 4 0 020
2
/8 2 0 0 012
1
107.2
1072.4


第四节 化工过程开发一、化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容三、概念设计 ( Conceptual Design) 的内容和方法反应器的物料衡算工艺优化生产费用 原料费用 操作费用 设备费用原料费为 636484 (1-CA) / CB -224728美元 /年;
分离操作费为 82295 CA / CB +7900 美元 /年;
其它过程操作费为 279美元 /日;
设备费用为 42000美元 /年;
动力学方程的解为:
第四节 化工过程开发一、化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容三、概念设计 ( Conceptual Design) 的内容和方法
3
21
1
2
2
2
1
1
2
3
1
1
11
1111



F
N
k
F
N
k
F
N
k
F
N
k
F
N
k
F
N
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F
N
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k
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c
RR
R
RR
R
RR
R
B
3
11
1

F
Nk
c
R
A
第四节 化工过程开发一、化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容三、概念设计 ( Conceptual Design) 的内容和方法
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2
2
1
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2
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1
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c
RR
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RR
R
RR
R
B
求得:
T=333K; NR/F=0.384h
生产费用 =74万美元 /年第四节 化工过程开发一、化工过程开发的含义和步骤二、过程研究的步骤和内容三、概念设计 ( Conceptual Design) 的内容和方法
4.主要工艺条件操作条件 设备的主要指标
5.工艺流程图和设备规格表工艺流程图 流程框图作业:“化工过程开发”学习体会(要求逻辑清晰);
或 就感兴趣的科研成果的概念设计(作业单,要求具有可操作性)。