A. 仙桃 化工
仙桃化肥
仙桃分析仪器
仙桃色谱仪
仙桃实验仪器装置
仙桃化工中间体
仙桃煤焦化产品
仙桃过氧化物
仙桃单质
仙桃工业气体
仙桃氧化物
仙桃无机酸
仙桃无机碱
仙桃无机盐
仙桃非金属矿产
仙桃烃类
仙桃醇类
仙桃醌类
仙桃羧酸
仙桃羧酸衍生物
仙桃碳水化合物
仙桃杂环化合物
仙桃砜
仙桃胺
仙桃腈
仙桃醛
仙桃酮
仙桃酚类
仙桃醚
仙桃磺酸
仙桃磺酸衍生物
仙桃重氮化合物
仙桃偶氮化合物
仙桃涂料乳液及成膜物质
仙桃海绵
仙桃合成树脂
仙桃化学纤维
仙桃其他聚合物
仙桃无机非金属材料
仙桃玻璃
仙桃玻璃纤维
仙桃玻璃制品
仙桃陶瓷
仙桃化学试剂
仙桃火工产品
仙桃制冷设备
仙桃生物仪器
仙桃输送设备
仙桃结晶设备
仙桃混合设备
仙桃干燥设备
仙桃粉碎设备
仙桃分离设备
仙桃反应设备
仙桃传质设备
仙桃传热设备
仙桃储运设备
仙桃石油设备
仙桃化工实验设备
仙桃化工设备配件
仙桃化工管道及配件
仙桃化工成型设备
仙桃化工成套设备
仙桃玻璃机械
仙桃化工仪表
仙桃污水处理设备
仙桃空气净化设备
仙桃泵
仙桃阀门
仙桃实验室器皿
仙桃化工废料
仙桃化工原料代理加盟
仙桃化工设备代理加盟
仙桃化工产品加工
仙桃玻璃加工
仙桃陶瓷加工
B. 化工原理实验传热
你说的这个公式Nu=0.023Re0.8Pr0.4 适用于流体在管槽内做强迫对流紊流对流换热的情况,而要回归试验结果时,你首先要判断是否符合上述应用范围。
C. 化工原理传热实验仪器中的3个仪表是什么
蒸汽压力表,蒸汽温度表,气体流量计。
D. 化工原理实验中传热综合实验中,热流体是什么,走套管哪侧,冷流体是什么,走哪
化工原理实验中套管换热器传热实验中,热流体选用的是热蒸汽,走外侧;冷流体选用的是空气,走内侧
E. 考研复试时“化工综合”是指哪几门课啊
不同学校不一样吧,这里的是北京化工大学的化工综合课程,包括三部分:《化工原理》《反应工程》《化工热力学》
第一部分《化工原理》考试大纲
一.适用的招生专业 化学工程与技术:化学工艺、化学工程、工业催化。
二.考试的基本要求
1.掌握的内容
流体的密度和粘度的定义、单位及影响因素,压力的定义、表示法及单位换算;流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用;流动型态及其判据,雷诺准数的物理意义及计算;流体在管内流动的机械能损失计算;简单管路的计算;离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线,泵的工作点及流量调节,泵的安装及使用等。
非均相混合物的重力沉降与离心沉降基本计算公式;过滤的机理和基本方程式。
热传导、热对流、热辐射的传热特点;传导传热基本方程式及在平壁和圆筒壁定态热传导过程中的应用;对流传热基本原理与对流传热系数,流体在圆形直管内强制湍流时对流传热系数关联式及其应用;总传热过程的计算;管式换热器的结构和传热计算。
相组成的表示法及换算;气体在液体中溶解度,亨利定律各种表达式及相互间的关系;相平衡的应用;分子扩散、菲克定律及其在等分子反向扩散和单向扩散的应用;对流传质概念;双膜理论要点;吸收的物料衡算、操作线方程及图示方法;最小液气比概念及吸收剂用量的确定;填料层高度的计算,传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义,传质单元数的计算(平推动力法和吸收因数法);吸收塔的设计计算。
双组分理想物系的气液相平衡关系及相图表示;精馏原理及精馏过程分析;双组分连续精馏塔的计算(包括物料衡算、操作线方程、q线方程、进料热状况参数q的计算、回流比确定、求算理论板层数等);板式塔的结构及气液流动方式、板式塔非理想流动及不正常操作现象、全塔效率和单板效率、塔高及塔径计算。
湿空气的性质及计算;湿空气的焓湿图及应用;干燥过程的物料衡算和热量衡算;恒速干燥阶段与降速干燥阶段的特点;物料中所含水分的性质。
液液萃取过程;三角形相图及性质。
柏努利演示实验;雷诺演示实验;流体阻力实验;离心泵性能实验;精馏实验;吸收(解吸)实验。
2.熟悉的内容
层流与湍流的特征;复杂管路计算要点;测速管、孔板流量计及转子流量计的工作原理、基本结构与计算;往复泵的工作原理及正位移特性;离心通风机的性能参数、特性曲线。
沉降区域的划分;降尘室生产能力的计算。
有相变对流传热过程及影响因素;复杂流动的平均温度差求算;列管式换热器的设计要点;传热过程强化措施。
各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关系;各种传质系数间的关系;气膜控制与液膜控制;吸收剂的选择;吸收塔的操作型分析;解吸的特点及计算。
理论板层数简捷计算法;精馏装置的热量衡算;平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算;塔板的主要类型、塔板负荷性能图的特点及作用。
空气通过干燥器时的状态变化;临界含水量的含义及影响因素;恒速干燥阶段干燥时间的计算方法;干燥过程的强化。
物料衡算与杠杆定律。
3.了解的内容
层流内层与边界层;其它化工用泵的工作原理及特性;往复压缩机的工作原理。
降尘室、沉降槽、离心沉降、过滤等设备的构造、原理及选择; 非均相混合物分离过程的强化。
常用换热器类型、结构及工作原理;热辐射基本概念及计算;对流与辐射联合传热。
分子扩散系数及影响因素;塔高计算基本方程的推导。
其它精馏方式的特点;精馏过程的强化及展望。
各种干燥器的结构及工作原理;干燥器的设计要点。
部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数;单级萃取;多级错流萃取;多级逆流萃取;萃取设备。
三.考试的方法和考试时间
考试为闭卷笔试,可以使用无字典和编程功能的电子计算器;考试时间为1.5小时。
四.考试的主要内容与要求
1、流体流动概述与流体静力学
流体流动及输送问题;流体流动的考察方法;定态流动与非定态流动;流体流动的作用力;牛顿粘性定律;流体的物性;压强特性及表示方法;静力学方程及应用;液柱压差计。
2、流体流动的守恒原理
流量与流速的定义;流体流动的质量守恒;流体流动的机械能守恒;柏努利方程及应用;动量守恒原理及应用。
3、流体流动的内部结构与阻力计算
雷诺实验;两种流动型态及判据;层流与湍流的特征;管流剪应力分布和速度分布;边界层概念;边界层分离现象;直管阻力;层流阻力;摩擦系数;湍流阻力——因次分析法;当量的概念(当量直径,当量长度);局部阻力;流动总阻力计算。
4、管路计算与流量测量
简单管路计算:管路设计型计算特点及方法、管路操作型计算特点及方法;复杂管路的特点及计算方法;流动阻力对管内流动的影响;孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法。
5、离心泵
流体输送机械分类;管路特性方程;带泵管路的分析方法——过程分解法;离心泵工作原理与主要部件;气缚现象;理论压头及分析;性能参数与特性曲线;工作点和流量调节;泵组合操作及选择原则;安装高度与汽蚀现象;离心泵操作与选型。
6、其它类型泵与气体输送机械
正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节(往复泵、旋转泵等);旋涡泵的结构、工作原理及流量调节;气体输送机械分类;离心式通风机工作原理;性能参数与计算;罗茨鼓风机、真空泵、离心压缩机与往复压缩机。
7、液体搅拌
搅拌的目的及方法;机械搅拌装置的基本构件;常用搅拌器的类型及特点;搅拌器的功能;均相液体的混合机理;非均相物系的混合机理;常见搅拌器的性能;强化湍动的措施。
8、流体通过颗粒层的流动
非均相分离概论;颗粒床层的特性;流体通过颗粒层的压降——数学模型法;过滤原理与设备;过滤速率、推动力和阻力的概念——过滤速率工程处理方法;过滤基本方程及应用;过滤常数;恒压过滤与恒速过滤;板框过滤机性能分析与计算;加压叶滤机性能分析与计算;回转真空过滤机性能分析与计算;加快过滤速率的途径。
9、颗粒的沉降与流态化
沉降原理;流体对颗粒运动的阻力;球形颗粒的曳力系数与斯托克斯定律;自由沉降过程;重力沉降速度;重力沉降设备(降尘室性能分析);离心沉降速度;离心沉降设备(旋风分离器性能分析);固体流态化概念;散式流态化与聚式流态化;流化曲线与流化床特征;起始流化速度与带出速度;流化床操作及其强化。
10、.传热概述与热传导
传热过程在化工生产中的应用;传热的基本方式;工业换热过程;传热速率;傅立叶定律;导热系数及影响因素;一维定态热传导计算(单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁)。
11. 对流传热
对流传热过程分析;牛顿冷却定律;对流传热系数及其影响因素;无相变对流传热系数经验关联式的建立;准数方程与准数的物理意义;管内强制对流传热、管外强制对流传热、自然对流传热、蒸汽冷凝传热、液体沸腾传热。
12. 热辐射
物体的辐射能力;斯蒂芬-波尔兹曼定律;克希霍夫定律;两灰体间的辐射传热。
13. 传热过程的计算
间壁换热过程;热量衡算式及总传热速率方程;总传热系数计算、热阻及传热平均温度差——传热速率的工程处理方法;污垢热阻;壁温的计算;传热设计型问题的参数选择和计算方法;传热操作型问题的分析和计算方法(传热效率及传热单元数)。
14. 换热器
间壁式换热器类型、结构及应用;列管式换热器的设计与选用;换热器的强化及其它类型。
15.气体吸收概述与气液相平衡
吸收依据;吸收目的;吸收过程的工业实施;吸收与解吸的特征;吸收过程的分类;吸收剂的选择;吸收过程的经济性;气体在液体中的溶解度;亨利定律;温度、压力对相平衡的影响;相平衡与吸收过程的关系。
16.扩散与单相传质
分子扩散与费克定律;气相和液相中的分子扩散(等摩尔反向扩散、单相扩散);扩散系数及其影响因素;涡流扩散与对流传质;相内传质速率方程与传质分系数。
17.相际传质
双膜理论;相际传质速率方程与总传质系数;传质推动力与传质系数的关系——传质速率的工程处理方法;吸收过程传质阻力分析及控制质阻。
18.低浓度气体吸收(解吸)的计算
低浓度气体吸收的假定;物料衡算与操作线方程;传质速率与填料层高度的计算;传质单元数与传质单元高度——过程分解法;传质单元数的计算;吸收塔的设计型计算(吸收过程设计中参数的选择;最小液气比;塔内返混的影响);吸收塔的操作型计算(计算方法及吸收过程的强化);吸收与解吸过程的对比分析;板式吸收塔计算。
19.液体蒸馏概述与二元物系的气液相平衡
蒸馏依据;蒸馏目的;蒸馏过程的工业实施;蒸馏操作的经济性;理想溶液的气液相平衡;拉乌尔定律、相图及相平衡曲线;泡点及露点的计算;相对挥发度;非理想溶液的气液平衡。
20.平衡蒸馏与简单蒸馏
平衡蒸馏;简单蒸馏;平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。
21.精馏
精馏原理;全塔物料衡算;恒摩尔流假定;理论板及板效率;加料板过程分析;精馏段与提馏段操作方程。
22.双组分精馏的设计型计算和操作型计算
理论塔板的逐板计算法及图解法;回流比影响及选择;全回流及最少理论板数;最小回流比;进料热状况影响及选择;双组分精馏过程的其它类型;实际塔板与全塔效率;填料精馏塔计算;操作参数对精馏过程的影响;精馏塔的温度分布与灵敏板。
23.间歇精馏与特殊精馏
间歇精馏的特点;恒回流比操作与恒馏出液组成操作;恒沸精馏的原理及应用;萃取精馏的原理及应用;恒沸精馏与萃取精馏的比较。
24.气液传质设备
气液传质过程对塔设备的一般要求;塔设备类型及特点;板式塔的设计意图;板式塔的结构;板上气液接触状态;塔板水力学性能和不正常操作现象;塔板负荷性能图;板式塔的效率;评价板式塔的性能指标;常见塔板型式及特点;筛板塔工艺计算内容;填料塔结构;填料种类及特性;气液两相在填料塔内的流动;填料塔压降与空塔气速的关系;最小喷淋密度;填料塔工艺计算方法;填料塔内的传质。
25. 液液萃取
液液萃取过程;三角形相图及性质;物料衡算与杠杆定律;部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数;单级萃取;多级错流萃取;多级逆流萃取;萃取设备。
26.固体干燥概述与干燥静力学
物料的去湿方法;干燥过程的分类;干燥操作的经济性;湿空气的性质及计算;空气的湿度图及应用;湿空气状态的变化过程;水分在气固两相间的平衡(结合水分与非结合水分,平衡水分与自由水分)
27. 干燥速率与干燥过程的计算
恒定干燥条件下的干燥速率;干燥曲线与干燥速率曲线;干燥机理;间歇干燥过程的计算;连续干燥过程的特点;连续干燥过程的物料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。
28.干燥设备
工业常用的干燥器;干燥器的性能要求与选型原则。
29.实验。
(1)柏努利演示实验
实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换;验证流体静力学原理和柏努利方程;实测流体流动压头变化及相应压头损失,确定两者相互之间关系。
(2).雷诺演示实验
观测雷诺数与流体流动类型关系;观察层流中流体质点的速度分布。
(3)流体阻力实验
掌握流体流动阻力测定方法,测定直管摩擦阻力系数及局部阻力系数;验证层流区摩擦阻力系数与雷诺数和管子相对粗糙度关系。
(4)离心泵性能实验
测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围;测定孔板流量计的孔流系数。
(5)强制对流传热膜系数的测定实验
通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数;分析影响传热膜系数的因素;了解强化传热的途径。
(6)精馏实验
掌握精馏塔的操作方法与调节方法;测定全回流全塔效率及单板效率。
(7)吸收(解吸)实验
观察填料塔流体力学状态,测定压降与气速的关系曲线;测定总传质系数,分析其影响因素。
五.试卷结构
试卷满分50分,解答题和计算题。
六.主要参考书
陈敏恒等编.化工原理(上、下册)(第三版).北京:化学工业出版社,2006。
第二部分《反应工程》考试大纲
一.适用的招生专业
化学工程与技术:化学工艺、化学工程、工业催化。
二.考试的基本要求
要求考生掌握化学反应工程的基本原理,理想反应器的基本计算,非理想反应器的基本概念,具备利用化学反应工程的基本知识分析和解决工程实际问题的能力。
1.掌握均相化学反应动力学的基本概念和建立动力学方程的方法。
2.掌握理想反应器的形式、特点和基本计算。
3.掌握简单级数反应、连串反应、平行反应、可逆反应及自催化反应的特性及不同反应器型式与反应转化率、选择性及收率的关系。
4.掌握非理想流动反应器的基本概念及表述方法,停留时间分布的概念及停留时间分布参数的意义和测定。了解非理想流动模型的形式及处理问题的方法。
5.掌握气固相催化反应本征动力学的概念及动力学模型的建立方法。
6.掌握气固相催化反应宏观动力学的内容,有效因子的概念及基本计算。
7.掌握气固相催化固定床反应器的模型化方法。
三.考试的方法和考试时间
考试为闭卷笔试,可以使用无字典和编程功能的电子计算器;考试时间为45分钟。
四.考试的主要内容与要求
1.均相化学反应动力学
等温条件下简单级数反应、连串反应、平行反应、可逆反应及自催化反应的计算。
2.均相理想反应器
了解返混的概念,理想反应器的形式与操作方式及特点。
简单级数反应、连串反应、平行反应、可逆反应及自催化反应在理想反应器中进行时,反应时间、反应器体积、转化率、收率、选择性的计算。
3.非理想流动反应器
非理想流动的基本概念,停留时间分布及非理想流动模型的简单计算。
4.气固相催化反应动力学
催化剂表面吸附、反应的基本概念,本征动力学、宏观动力学建立的方法,催化剂有效因子的计算方法。
5.气固相催化固定床反应器
固定床反应器的模型化方法,简单的模型推导,模型参数的意义。
五.试卷结构
试卷满分25分,全部为解答题。
六.主要参考书
郭锴,唐小恒,周绪美,化学反应工程.北京:化学工业出版社,2000
第三部分《化工热力学》考试大纲
一.适用的招生专业
化学工程与技术:化学工艺、化学工程、工业催化。
二.考试的基本要求
要求考生系统地理解化工热力学的知识结构,掌握基本定义和基本概念,掌握热力学性质数据的获取方法(查阅文献、建立数学模型、利用实验数据等)与评价方法;以及掌握热力学原理的应用方法(针对化工生产中的相平衡和化学平衡问题、能量转换与利用问题,进行过程条件或系统特性的分析与计算)。具体包括:
掌握截项virial方程、立方型方程、普遍化关联式的使用;
熟悉状态方程的基本选择方法;
掌握饱和液体体积的计算方法;
掌握剩余性质的计算,单组分流体的焓变与熵变的计算;
掌握水蒸汽表、热力学性质图的使用;
掌握偏摩尔性质及其与混合物性质关系的分析与计算;
掌握多组分流体的焓变与熵变的计算;
掌握系统能量平衡方程的表述方法;
掌握气体压缩过程与膨胀过程在T-S图和lnp-H图上的分析与计算;
熟悉简单蒸汽动力循环在T-S 图和lnp-H图上的分析与计算;
掌握气体纯组分逸度的计算,液体纯组分逸度的计算,多组分体系中的组分逸度的计算;
熟悉溶解度参数模型、van larr模型、Margulars模型和Wilson模型的使用(包括模型参数的获取);
熟悉活度系数模型的基本选择方法;
掌握 损失的概念以及能量质量不守衡定理;
熟悉 的计算;
熟悉系统 平衡方程的表述方法以及 分析的基本方法;
掌握VLE关系的基本模型及及选用;
掌握互溶系VLE平衡问题的计算;
熟悉平衡组成的反应进度表示方法;
掌握化学平衡关系的基本模型及选用;
掌握均相气相反应计算方法。
三.考试的方法和考试时间
开卷笔试。仅允许带一册化工热力学教科书,但不可携带其他任何文字材料。可以使用电子计算器。
考试时间为45分钟。
四.考试的主要内容与要求
1. 流体的pVT关系
理解气体的非理想性,掌握状态方程的基本选择方法;
掌握截项virial方程、立方型方程、普遍化关联式的使用;
熟悉状态方程的混合规则(基本类型)与交互作用参数的使用(简化原则与获得方法),熟悉混合物pVT 关系的原则求解方法;
熟悉状态方程的基本选择方法;
掌握饱和液体体积的计算方法;
理解学习流体的pVT关系的应用意义。
2. 流体的热力学性质:焓和熵
了解单组分流体的热力学基本关系;
熟悉Bridgeman表的使用;
熟悉蒸汽压方程,掌握蒸汽压的计算;
掌握剩余性质的计算,单组分流体的焓变与熵变的计算;
掌握水蒸汽表、热力学性质图的使用;
了解多组分流体的热力学基本关系;
理解多组分流体的非理想性,掌握混合物与溶液的概念区别;
掌握理想混合物的概念,熟悉混合性质的基本关系;
掌握偏摩尔性质及其与混合物性质关系的分析与计算;
掌握多组分流体的焓变与熵变的计算。
3. 能量利用过程与循环
掌握系统能量平衡方程的表述方法;
掌握气体压缩过程与膨胀过程在T-S图和lnp-H图上的分析与计算;
熟悉简单蒸汽动力循环(Rankine cycle)在T-S 图和lnp-H图上的分析与计算;
熟悉简单蒸汽压缩制冷循环在T-S 图和lnp-H图上的分析与计算;
了解热泵的概念与基本原理;
了解深度冷冻与液化的基本原理。
4. 流体的热力学性质:逸度与活度
了解多组分流体热力学性质标准态的规定;
掌握气体纯组分逸度的计算,液体纯组分逸度的计算,多组分体系中的组分逸度的计算;
了解超额性质及其与活度系数的关系;
了解用活度计算混合焓;
熟悉溶解度参数模型、van larr模型、Margulars模型和Wilson模型的使用(包括模型参数的获取);
熟悉活度系数模型的基本选择方法;
了解其它常用的活度系数模型。
5. 过程热力学分析
掌握熵产生、 损失的概念、以及能量质量不守衡定理;
掌握函数的概念,熟悉环境基准态的概念,以及物质标准 的计算;
掌握热量 的计算;
熟悉稳定流动体系 函数的原则求解方法;
熟悉系统 平衡方程的表述方法;
熟悉 效率与 损失率;
熟悉 分析的基本方法。
6. 流体相平衡
熟悉二元体系VLE与LLE相图
掌握VLE关系的基本模型及选用;
了解VLE数据的热力学一致性检验方法;
了解LLE关系的基本模型及选用;
掌握互溶系VLE平衡问题的计算;
熟悉共沸现象的判别方法。
7. 化学平衡
熟悉平衡组成的反应进度表示方法;
熟悉反应体系的独立反应数的确定方法;
掌握化学平衡关系的基本模型及选用;
掌握均相气相反应计算方法;
了解液体混合物反应、溶液反应和非均相反应平衡的计算方法。
五.试卷结构
试卷满分25分。试题形式为解答题、计算题等。
六.主要参考书
郑丹星.流体与过程热力学.北京:化学工业出版社,2005
F. 如何上好《化工制图》绪论课
1.高等数学 60课时 本课程的主要内容:包括一元函数微积分、无穷级数、向量代数与空间解析几何、多元函数微积分、常微分方程等基础知识。 设置本课程的目的:使学生掌握高等数学的知识及处理问题的数学方法,提高学生分析、解决实际问题的能力,为学习化学专业课程提供必要的数学工具。 2.普通物理 60课时 本课程的主要内容:包括力学、热学、光学、电磁学等四部分。 设置本课程的目的:使学生掌握普通物理学的基本知识,初步获得物理实验的能力,为学习专业课程奠定基础。 3.无机化学 120课时 本课程的主要内容:包括物质结构,元素周期律,化学热力学初步,反应速率,化学平衡,氧化还原,电解质溶液及配位化学等基础理论知识;元素及无机化合物的存在,结构,主要性质、变化规律和用途;原子核化学初步等。 设置本课程的目的:使学生系统地掌握无机化学的基础理论,基础知识,基本技能训练学生科学的思维方法,养成规范化使用化学符号、化学语言和国家标准化计算单位的习惯;了解本学科的前沿及发展,为本专业后续课打下扎实的知识基础。 4.无机化学实验 70课时 本课程的主要内容:包括元素性质及少量合成制备实验,掌握常用化学仪器的安装与应用等 设置本课程的目的:培养学生理论联系实际的学风,巩固课本理论知识,培养动手能力,掌握实验室的管理方法。 5.有机化学 90课时 本课程的主要内容:包括烃、烃的衍生物及糖类、蛋白质,油脂类天然产物的分类、命名、结构、性质、用途;高分子化合物的基础知识;重要的有机反应历程;有机化学键理论及有机物结构测定的近代物理方法等。 设置本课程的目的:使学生系统掌握有机化学的基本理论、基础知识和基本技能;了解本学科的新成就和新发展。 6.有机化学实验 60课时 本课程的主要内容:包括有机实验的一般知识,基本操作技能,各类重要有机物的制备、分离、提纯、鉴别及典型性质实验。 设置本课程的目的:使学生验证和巩固有机知识;掌握有机实验的方法和技能。 7.分析化学 72课时 本课程的主要内容:包括常见离子的分析特性,反应条件,常见阴阳离子的分析和鉴定方法;化学分析法的基本原理、方法和数据处理的基本知识;溶液平衡及其在分析化学中的应用;定性分析法和容量分析、重量分析、比重分析等定量分析法的原理及实际操作;仪器分析初步等。 设置本课程的目的:使学生掌握分析化学的基本原理和基础知识,培养解决化工生产及工业生产中涉及化学分析问题的能力。 8.分析化学实验 80课时 本课程的主要内容:包括常见阳离子、阴离子的性质和检出实验;酸碱滴定、沉淀滴定、氧化—还原滴定、配位滴定、重量分析法、比色分析法等定量分析法的仪器使用、基本操作及数据处理等。 设置本课程的目的:培养学生实验操作尤其是定量实验操作的能力。 9.物理化学 72课时 本课程的主要内容:包括热力学基本原理及运用该原理和方法讨论溶液、相平衡、化学平衡、电化学等基本问题;化学动力学、催化、表面现象、胶体化学;物理化学实验常用仪器的使用及数据处理等。 设置本课程的目的:使学生理解、掌握物理化学的基础知识、理论方法,从理论的高度加深对无机化学。有机化学和分析化学的理解,提高对化学现象的理性认识。 三专业课: 10.化工安全技术 30课时 课程教学的主要任务:化工安全技术基础的主要任务是使学生自觉树立安全意识,具备化工生产过程中基本的安全知识,使学生能够能够理论联系实际,解决化工生产中的安全问题,并受到有关安全技术基本技能的训练。 课程教学的要求: ⑴正确认识化工安全生产的重要性,了解安全生产的基本原则、任务和发展动向。 ⑵初步掌握化工安全技术的基本知识。 ⑶使学生具有分析判断事故发生的原因,进而采取防范措施的能力。 ⑷了解基本的劳动保护知识。 11.化工生产管理 22课时 本课程主要讲授在化工生产的全过程中,有效地运用企业的基本要素(劳动者、资金、生产资料) , 以最经济的手段 , 最高的生产效率,计划、组织和控制生产部门的经济活动,使产品能满足计划规定和用户对于品种、产量、质量和时间的要求。 12.仪器分析 48课时 主要内容包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法、(紫外可见、红外)分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法、电化学分析法、复杂体系的综合分析和仪器分析中的计算机应用等。 使学生理解现代仪器分析的原理及方法,掌握各类仪器的操作方法及使用安装、维修技术。理论与实际相结合,注重学生实际操作能力的培养。(可在外实习) 13.煤化工 32课时 煤化工课程是介绍以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料以及化学品的过程。从煤的加工过程分,主要包括:干馏(含炼焦和低温干馏),气化,液化和合成化学品等。 14.化学工艺学 60课时 本课程的主要内容:包括流体输送、传热、吸收、蒸馏和化学反应器的基本理论和应用;典型化工设备的主要性能及操作原理;典型化工产品如:硫酸、合成氨、氯碱、石油化工的工艺原理、流程等。 设置本课程的目的:使学生了解化工生产中的基本原理和典型设备的基本知识;了解化学反应原理在化工生产中的运用;丰富他们的实践经验。 15.化工设备机械基础 48课时 本课程以化工类工厂一线生产操作人员应该具备的化工设备知识和能力为出发点,对化工设备机械基础知识进行整合,重点介绍了化工装置中主要设备的结构、功能;机械传动的一般知识;化工设备的维护、维修与管理;化工材料、化工腐蚀与防护等内容。 16.化工仪表及自动化 30课时 该课程教学目的是使化工工艺类专业的学生掌握最基本的自动控制方面的知识,通过对常见热工参数的测量原理、常规仪表的基本功能、自动控制系统基于微分方程的基本分析方法等有一个基本性的及系统性的了解,从而便于在生产实践中能根据生产工艺及自动控制两个方面的要求,为自动控制系统的设计提供合理的、准确的工艺条件及数据。通过课外练习,以培养分析问题及解决问题的能力。在条件许可的时,安排对口参观,加深感性认识。 17.化工原理 54课时 本课程紧密结合化学工程类的专业特点,围绕单元操作原理和应用为主题,以动量传递、热量传递、质量传递过程为基础,系统介绍流体输送、沉降与过滤、传热、蒸馏、吸收及干燥等各单元操作的基本原理、基本计算方法、工程应用,从而使学生能清楚地掌握各单元操作的基本原理及基本计算方法,树立工程观念。在此基础上,课程对超临界萃取、蒸发、膜分离等现代先进的单元操作技术也作了简要介绍。 本课程通过课堂教学及实验教学、课程实习等实践性环节相结合,使学生牢固建立起"单元操作"的概念,培养学生工程分析方法及独立分析问题和解决问题的能力。通过系统的理论学习与实践,使学生具有一定的工程设计能力,为未来的工作和后继课程的学习打下基础。 18.化工制图 36课时 本课程是一门既有系统理论又有较强实践性的技术基础课,研究绘制和阅读化学工程图样的原理和方法,包括画法几何、制图基础、化工制图和ACAD等部分。 通过学习正投影法的基本理论及其应用,培养空间想象能力和空间分析能力,掌握对于机械图样的图解能力,能够运用ACAD工具绘制简单化工设备的图样。 19.化工实验及开发技术 36课时 本课程主要介绍化工开发的基本知识,系统阐述实验开发的方法、步骤及常用技术等共性问题。同时根据各类化工生产技术的特点,列举典型实验,以满足不同地区、不同专业的教学需要,培养学生的实际动手操作能力。实验过程中,注重学生动手能力和综合能力的培养,围绕预习、思考、改进、总结等环节进行实验课教学。 20.有机合成 32课时 本课程的主要内容:包括热力学在无机合成中的应用,无机化合物的分离、提纯和合成方法。 设置本课程的目的:使学生了解无机化合物的合成原理,分离、提纯方法,为今后对新化合物的合成和研究打下基础。 21.精细化工 32课时 本课程的主要内容:包括化学清洗剂、合成洗涤剂、食品添加剂、粘合剂、涂料、化妆晶及其它精细化工产品的概况。 设置本课程的目的:使学生了解一些精细化工产品的工艺配方及制备反应原理。 22.化学与生活 20课时 本课程的主要内容:包括人类社会生活中的化学:化学与生命,化学、营养与健康,环境与化学,新能源,新材料以及化学学科发展在约定哲学思想。 设置本课程的目的:使学生了解化学在人类社会生活中的应用及重要意义,了解应用化学的新发展、新成果,开拓视野。 23.化学文献检索 20课时 本课程的主要内容:包括化学化工科技文献的基本知识,常见化学化工文献资料、化学文摘、专利文献和标准文献的查阅和检索,注重计算机信息系统检索方法的掌握,对ISO9000族标准、条码检索等新知识也有所介绍。 设置本课程的目的:使学生了解化学化工科技文献的基本状况,了解常用化学化工文献的基本查阅和ISO9000族标准、条码技术及Internet情报检索方法 24.稀土化学 20课时 本课程的主要内容:包括稀土元素及其重要化合物的存在、性质、用途、分离、提纯方法和技术。 设置本课程的目的:使学生掌握稀土元素及其化合物的存在、性质及分离提纯方法、技术。 25.化验室组织与管理 20课时 根据教学大纲的要求,包括绪论、化验室组织管理、化验室建筑要求与设施、化验室技术装备管理、化验室安全技术、化验室的质量管理和化验室在企业技术进步中的地位和作用等内容,分别阐述了化验室的组织、技术装备、安全和质量四大管理的内涵、管理原理和管理方法。为适应企业建设化验室的需要,用一定篇幅介绍了化验室建筑和通风柜的设计原理和实际设计知识。适当章节中选择介绍了近年来国内外有关管理理论、管理技术和科学技术方面的新概念、新进展,以扩展学生视野。 26.化学软件应用 20课时 随着电子计算机应用的不断发展与普及,各行各业对软件的要求也不断地增加。作为化学教学或科研工作者,以往常常为画出标准的各式各样的化学分子结构式及化学图形而费不少心机。而在微机不断普及的今天,如能用一化学软件来完成此项工作,无疑将会给自己的科研和工作带来事半功倍的效果。 27.环境化学 20课时 本课程的主要内容:包括大气、水质、土壤三大环境要素的化学问题;大气、水、土壤的污染、污染分析及防治。 设置本课程的目的:使学生从化学的角度去理解环境、化学产品及化工生产中的污染和防治方法。 (四)应用化工技术专业实训项目 28.化工原理 60课时 课程实训简介:本课程实训实验作为化工类创新人才培养过程中重要的实践环节,在化工教育中起着重要的作用,具有直观性、实践性、综合性和创新性,而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 目的与要求:加深对化工过程基本理论的认识,着重对学生进行实验研究方法与实验技能的基本训练,培养学生计算能力、动脑动手能力和严肃认真、实事求是的科学工作态度,为毕业环节工作和今后解决实际工程问题打好基础。 掌握典型化工设备的性能和操作,并熟悉化工上常用仪表的使用;掌握进行化工实验的方法和技巧,培养学生的工程观点,化工实验动手的实验能力以及实事求是的科学态度。 29.化工实验及开发技术 60课时 课程实训简介本课程按照化工生产类别,分类进行实验实训,将化工实验开发技术与化工生产实际有机地融合起来,使学生提高对化工生产及规律的全面认识,培养综合能力。 目的与要求拓宽学生知识面,培养实际动手操作能力,综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。 了解化工开发的有关概念及方法步骤,掌握化工实验常用技术。 30.化工仪表及自动化 40课时 课程实训简介本课程实训以自动控制系统为主体,辅以各种自动化仪表和控制装置,介绍生产过程有关变量的测量方法及应用特点,分析简单自动控制系统和复杂控制系统的组成和设计原则,介绍计算机控制的基本概念,讨论典型工业生产过程的控制方案。 目的与要求拓宽和加深学生对已学过的理论知识的理解,培养学生实际动手能力。 通过实训,熟悉各类自动化仪表构成、工作原理和应用特点,对自动控制系统组成、分析和设计有更深刻的理解。 31、化学工艺学 90课时 课程实训简介本课程的实训,培养学生应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力,使学生了解当今化学工业概貌极其发展方向;掌握化工过程的基本原理,典型工艺过程的方法、原理、流程及工艺条件;了解化工生产中的设备材质、安全生产、三废治理等问题。 目的与要求以能力培养为核心,运用所学的理论知识,解决化工生产过程中的实际问题,为将来适应生产岗位需要提供保障。 掌握化工工艺的基本原理、工艺流程、工艺因素分析、工艺过程的基本计算。 32.《煤化工》60课时 课程实训简介本课程实训,主要是加强学生对煤化工工艺过程基本原理的理解,工艺因素的分析和计算,熟悉主要设备的应用和管理,以及煤化工安全与环境保护的常识。 目的与要求 利用该实训课程所学的实际知识为炼焦化学、煤气工业、煤制人造石油、煤制化学品及其煤加工制品开发奠定初步实训基础。初步掌握煤的低温干馏、煤的汽化、煤间接液化、煤直接液化、煤化工生产的污染与防治工艺。 33.轻工产品检验技术110课时 课程实训简介35个实训项目:检测防护装饰层的防护装饰能力、测量防护装饰层的厚度、测量防护装饰层的硬度、测定防护装饰层的粘着力、测量表面粗糙度、测定表面光泽度、测定白度、测定白酒的酒度、测定白酒的总酸、测定白酒的总酯、测定白酒的总醛、测定白酒中的甲醇、区分啤酒中的蛋白质、测定啤酒中双乙酰、测定啤酒色度、测定啤酒酒精酚、测定啤酒中苦味质、采集和制备造纸原料试样、测定苯醇抽出物;测定纤维素、测定多戊糖、采集化学浆、测定甲种纤维素、测定铜价、测定表面活性剂含量;测定泡沫力、鉴定化妆品中禁用成分、鉴定化妆品限用成分、鉴定化妆品中抗菌剂、测定化妆品中醋酸铅含量、测定化妆品中维生素C含量、测定化妆品中油溶性维生素含量、测定染发剂的染料分子、测定保湿成分尿素的含量、测定彩妆制品中重金属含量通过实训把高职高专的学生学会鉴定技术,检验技术,了解涂料、酒类、纸类、洗涤剂、化妆品的生产过程以及了解基本理论。 目的与要求 1、掌握轻工产品性能和质量指标的检测原理 2、掌握涂料性能和酒类,纸类,洗涤剂,化妆品的检验技术. 34.现代仪器分析技术 80课时 课程实训简介本大纲是依据《仪器分析》教材的理论内容进行配套编排的。质谱等仪器分析技术留待其它课程讨论;本大纲注重的内容大致可以分为三大部分:光谱分析:包括红外、紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法等。电分析:包括电位法、伏安法等。分离分析:包括气相色谱法、高效液相色谱法等。 目的与要求开设的目的是使学生更进一步地理解各种分析方法所依据的原理、该方法的技术特点及操作要领。学会一些常规分析仪器的使用方法,掌握运用仪器对实际物质进行分析分离的基本思路。理论可以指导实践,通过实验可以验证和发展理论。仪器分析实验中一些大型仪器的操作较复杂、影响因素较多、信息量大、技术要求高,还需要通过对大量实验数据细致的分析与图谱解析来获取有用的信息。通过本门课程的学习,可以培养学生如何使用分析仪器正确地获取精密实验数据,进而对实验数据进行科学地处理得出有价值信息的能力。掌握所用仪器的结构和各主要部件的基本功能,理解和掌握相关仪器的操作技术、方法,增强学生独立操作该类仪器进行科学研究的能力。
G. 化工原理传热实验为什么要先排出不凝性气体
冷凝器的水过量将使达到泡点的冷凝液温度继续下降,此时塔压下跌,通过自控调节逐渐减少水量,提升温度回复至正常操作压力。而实际生产中脱水塔冷凝液温度为℃,已远远低于泡点,表示塔顶气相已完全冷凝,水的过量已导致了冷凝液的过冷,在这种情况下塔压应该下跌,实际上反而超标引起放空,这是十分矛盾的现象。冷凝液过冷的事实清楚地说明脱水塔放空不是因可凝气积聚所引起,因而与冷凝能力无关。此种情况下无论采取增加冷凝面积或增加水流量对改善超压现象都是无效的冷凝器中不凝气积聚的发现和发生原因理论推导有未知气体C连续进料和出料的精馏塔处在稳定操作过程,对冷凝系统的压力,可作稳态过程来研究。℃时,丁二烯饱和蒸汽压为Mpa,己烷饱和蒸汽压为Mpa,假定冷凝液组成为含丁二烯和己烷,经计算该液相的饱和蒸汽压之和只有Mpa,与塔压 Mpa相差甚远,说明冷凝系统应有未知气体C存在,理论推导形成分压Pc为Mpa,占气相百分浓度约。实验验证未知气体C是什么从盐水冷凝器尾部取得一组气相样品,经气相色谱分析,分析数据证实了在冷凝器中存在的未知气体就是以N为主的不凝气体,实际含量与未知气体的理论推导数据接近。这样我们才知道N是系统中存在的不凝气。
H. 换热实验 化工原理
换热实验中,抽气速率管路特性泵的有效功率泵效率最大允许安装高度风机全压换算液体的搅拌搅拌目的均相液体的混合,多相物体 ( 液液,气液,液固 ) 的分散和接触,强化传热。搅拌器按工作原理分类搅拌器按工作原理可分为旋桨式,涡轮式两大类。旋桨式大流量,低压头;涡轮式小流量,高压头。混合效果搅拌器的混合效果可以用调匀度、分隔尺度来度量。宏观混合总体流动是大尺度的宏观混合;强烈的湍动或强剪切力场是小尺度的宏观混合。微观混合只有分子扩散才能达到微观混合。总体流动和强剪切力场虽然本身不是微观混合,但是可以促进微观混合,缩短分子扩散的时间。搅拌器的两个功能产生总体流动;同时形成湍动或强剪切力场。改善搅拌效果的工程措施改善搅拌效果可采取增加搅拌转速、加挡板、偏心安装搅拌器、装导流筒等措施。流体通过颗粒层的流动非球形颗粒的当量直径球形颗粒与实际非球形颗粒在某一方面相等,该球形的直径为非球形颗粒的当量直径,如体积当量直径、面积当量直径、比表面积当量直径等。形状系数等体积球形的表面积与非球形颗粒的表面积之比。分布函数小于某一直径的颗粒占总量的分率。频率函数某一粒径范围内的颗粒占总量的分率与粒径范围之比。
I. 化工原料分为哪几种各种的用途分别是
化工原料一般可以分为有机化工原料和无机化工原料两大类:
1、有机化工原料
可以分为烷烃及其衍生物、烯烃及其衍生物、炔烃及衍生物、醌类、醛类 、醇类、酮类 、酚类、醚类、酐类 、酯类、有机酸、羧酸盐、碳水化合物 、杂环类、腈类 、卤代类 、胺酰类、其它种类
2、无机化工原料
无机化工产品的主要原料是含硫、钠、磷、钾、钙等化学矿物(见无机盐工业)和煤、石油、天然气以及空气、水等。
此外,很多工业部门的副产物和废物,也是无机化工的原料,例如:钢铁工业中炼焦生产过程的焦炉煤气,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸铵,黄铜矿、方铅矿、闪锌矿的冶炼废气中的二氧化硫可用来生产硫酸等。
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无机化工产品的用途:
工业副产物如钢铁工业中炼焦生产过程的焦炉煤气,其中所含的氨可用硫酸加以回收制成硫酸铵,黄铜矿、方铅矿、闪锌矿的冶炼废气的二氧化硫可用来生产硫酸等。无机化工在化学工业中是发展较早的部门,为单元操作的形成和发展奠定了基础。
主要产品多为用途广泛的基本化工原料。除无机盐品种繁多外,其他无机化工产品品种不多。与其他化工产品比较,无机化工产品的产量较大。
由于原料和能源费用在无机化工产品中占有较大比例,如合成氨工业、氯碱工业、黄磷、电石生产都是耗能较多的。技术改造的重点将趋向采用低能耗工艺和原料的综合利用。
有机化工产品的用途可概括为三个主要方面:
1、生产合成橡胶、合成纤维、塑料和其他高分子化工产品的原料,即聚合反应的单体;
2、其他有机化学工业,包括精细化工产品的原料;
3、按产品所具性质用于某些直接消费,例如用作溶剂、冷冻剂、防冻剂、载热体、气体吸收剂,以及直接用于医药的麻醉剂、消毒剂等。
J. 化工中的“设备选型”和“过程放大”
化工生产的过程,一言以蔽之,就是化学实验技术在工程中的应用。然而化工生产不是仅仅是化学问题,在化学实验室的理想条件下,实验的实施相对容易,可以得到比较理想的指标。实验室的规模,可以使很多过程在间歇条件下实现。实验室中的过程通常是在尽可能简单的条件下进行,并尽可能排除对过程产生不利影响的因素,在所寻求的优化条件下操作,以期得到最好的结果,筛选出最好的催化剂并获得反应物浓度、流速和反应温度等要素之间的关系。但是在工业生产中,这些过程比实验室中进行的同一性质的过程大数万数十万倍,并且大型过程多数是连续的,在小型设备中可不予考虑的不均匀性,在大型设备中显得十分突出并且严重影响着生产指标。因此,将实验室中所获得的结果在工业规模实施就成了一个完全不同的问题。要将实验室结果过渡到化工生产,在连续不断的过程中大规模、动态地完成指定的化学反应及其他物理过程,就必须综合其它学科和技术,搞清楚并控制住无聊的流动、混合、反应和分离等一系列过程。如果说实验室化学家的任务是制备催化剂,筛选出最好的催化剂,并通过实验确定适宜的反应条件,那么化工项目的开发,即化学实验原理在工业生产领域的应用,则是化工生产过程工程师的任务。
第二部分:化工项目开发的方法介绍
设备选型
在化学家工作基础上,过程工程师的任务是选择最适宜的工业反应器型式或称选型。选型过程包括对多种因素的综合考虑。例如,所能达到的指标、设备投资、能耗和操作费用、设备制造和材料、环保和安全性、操作和控制以及人员素质等。
过程放大
所谓放大,是根据所选定的反应器型式,通过实验或其他可以利用的一切手段,在最短的时间内,用最少的投资,进行设备的放大,供设备工程师选购或制造设备所用。
现代过程工业的标志之一是设备大型化,因为过程工业的效益获得主要依靠设备的大型化,而不是依靠增加设备数来实现。化学工业属于过程工业,随着技术的进步,化学工业规模不断增大。例如,单套乙烯装置生产能力从30万吨/年 提高到45万吨/年,又提高到60万吨/年乃至100万吨/年。又如甲醇,单套装置的能力从10万吨/年提高到40万吨/年,又提高到100万吨/年乃至200万吨/年。总之,规模是在不断扩大的。
长期以来,就化学工业来说,小试验撑过为什么不能迅速产业化,就技术而论,对以化学反应为特征的项目来说,认识放大规律和利用化工放大技术以实现规模生产时关键,也是我国与发达国家的重要差距。(换个位置)
为了能真正地面对国际竞争,我们必须重视过程放大,建设大型化化工装置。
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,属于没有物质组成变化的物理过程;二十化学反应过程那个,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。
过程放大一般经历的阶段
(1) 实验室研究阶段;
(2) 小量试制阶段;
(3) 按预定工艺规模进行概念设计;
(4) 中试,着重解决概念设计中遇到的问题;
(5) 编制工艺软件包;
(6) 按要求的规模进行工程设计;
(7) 工业装置的建设和投产。
过程放大的方法
1.全流程逐级放大
一种最为传统的方法是通过从小型试验、稍大规模的试验、中间试验、扩大中间试验,逐级地实现大型工业生产。这种通过多个试验层次的逐级放大过程必然是耗时费资的。在过程工业发展的早期,经验放大几乎成了唯一的方法。过程开发技术发展到今天,纯经验放大显然不大可取了,但对于一些过于复杂的、人们认识甚少的过程,有时还不得不求助于
经验放大。
2.数学模拟法放大
建立数学模型(一组数学方程)对过程进行描述,并通过不同规模的实验以确定模型的参数,然后通过计算机模拟过程大型化后的各种行为,以确定放大的准则。这种放大从理论上是合理的,然而事实表明,单纯地用数学模拟法放大的成功例子不多,其原因是:
(1)由于实际过程通常极为复杂,而人们对它们
的认识往往还不够系统和全面,因而为数学模型的
建立带来困难;
(2)即使对复杂的实际过程已完全了解,数学模型的建立必须作出不少简化假定,因而为了便于描述,很可能得到了过度简化的模型;
(3)实验测定的模型参数的可靠性往往受实验手段的限制和实验过程中噪音的干扰,因此模型参数存在或多或少的不确定性。
由于数学模拟法放大只能适用于人们对过程的认识已相当透彻,参数的测定相当可靠的场合。随着人们认识水平、测试手段和计算机应用水平的提高,数学模型与计算机相结合,建立全流程的数学模型进行放大,不乏有成功的例子,如低压法甲醇就是一例。诚然,利用数学模型仍需做一些辅助实验作为补充和验证,但采用数学模拟放大是过程放大最省时省钱的有效方法。
过程放大应注意的问题
1. 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
设备放大以后还必须保证经济上的合理性和各项指标的先进性。往往放大之后,有一些指标趋于合理,如能耗一般可以降低。但另一些指标,由于在大型化以后,如反应产物的收率往往有所降低,温度等操作条件不易控制,这就是通常所说的“放大效应”。放大效应被认为是一种弊端。我们的一个重要任务就是尽可能使这些指标在过程放大后仍然保持一个较高水平。另一个现实是,一个实际过程,通常不能处在最优的操作状态下。这是因为过程的复杂性和人们的认识能力限制所决定的,何况过程的一些参数会随时间变化。
上述仅就单个设备而言,因为过程是由多套设备组成完整的流程,即是一个系统。从这个意义上讲,过程放大应该是系统放大,系统中单个设备的放大并不等于系统放大,因此必须要系统优化。所以,完整的过程放大应包括设备放大与系统调优。
2. 中试规模的确定
为什么要进行中试?需要验证小试规律,但更重要的是解决大生产装置可能遇到的问题,那么大生产装置可能会遇到什么问题?对于一个新产品,尚未工业化是无法回答的,为了尽可能预知可能遇到的问题,就是先搞一个概念设计,概念设计的规模应是预想的工业装置规模,在进行概念设计的过程中,可以套用现有的过程经验和消化公开发表的文献资料,但在假想的工业规模设计过程中,仍会碰到许多问题(如数据、材质、控制方法、反应终点控制、物料平衡等),这些问题妨碍概念设计进一步深入进行,恰恰就是这些问题要在中试中解决。为了解决或搞清这些问题,可能要求中试必须达到一定的规模,这就是中试规模确定的依据和中试设计应达到解决这些问题的途径。
3. 要把工程试验数据的获得作为中试的目标之一
许多开发项目不重视基础数据的开发,将会影响工业装置的运行,一个实际例子是某装置建成后,反应釜中物料不进行反应,而反应条件、原材料均符合实验室要求,影响工期达半年。经多次试验比较才查明,搅拌器使用了铜轴瓦,铜离子会阻止反应进行,但这一点,在小试时并未作为相关数据提出,以致设计时没有注意到这一点而影响生产。又如结晶的条件,影响晶粒大小的条件因素是什么,如果能做好相关数据对放大是大有益处的。又如多元组分的气液平衡数据,往往查不到,必须要对反应的全组分进行测定才能获得。又如反应终点的测定和控制等等,这些均是小试不可能做的,而中试是必须要做的。
4. 材质试验
材质的耐腐蚀试验是中试的主要任务,关于这一点,相信大部分可在耐腐蚀手册及供应商获得足够信息。除此之外,还应特别注意少量离子的存在,对腐蚀的作用,如金属离子的影响、卤素的影响、热应力、腐蚀应力等,应测定或做挂片试验,特别要注意“实际”介质,而不是纯介质。如醋酸介质的腐蚀性在有关的手册上也能查到,但醋酸中含有微量的卤素,到底有多大的腐蚀性,没有现成的资料,必须对实际介质进行研究。
5. 注意关键设备的选型
一一般的泵、风机、压缩机的放大不应存在大的问题,精馏、分离的放大,目前也可解决。但反应器是中试要解决的重点,反应器采用何种型式为好,对传热、反应温度控制、催化剂寿命、中毒、再生,通过中试要搞清,为放大设计提供依据。另外特殊的如干燥型式,特别是浆料,应由试验选定设备。又如过滤,看似简单而实际不同物料的过滤机型式选择,滤布选择,也应由试验确定,避免工程返工。
6.对原材料中间产品及成品的研究
一般实验室阶段只用试剂级产品作原料,中试尽可能采用工业级产品作原料,其少量杂质对产品质量有无作用,是什么影响,采用什么方法进行预处理,这些问题要在中试中搞清楚。有些可能要脱水,有些可能要预蒸馏。小试数量少,有些杂质不一定分离出,中试数量多了,尽可能作全分析,把中间体、成品、残渣的组成、成分搞清楚,有利于做物料平衡及对全过程作通盘分析。
7.安全、生产、环保
应收集全部原料中间体及成品的MSDS,对其物料化学特性、毒性全面了解,并采取相应的防护及消防,安全措施。
对排出物、废渣、废液、废水的成分及处理方式作认真研究,以指导工程设计进行。
8. 注意放大过程中,研究人员与工程设计人员的密切配合
因为研究人员主要是在机理上理论上研究较多,工程设计人员会更多考虑工艺布置系统放大等问题。发挥各自特长,有利于工作顺利进行。
总结:
总之,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毕竟途径。这个环节处理好了,就能加速实现新产品的工业化。过程放大过程中,不能停留在拿出产品,打通流程;也不仅追求设备和单元过程的优化,而是最终追求全系统的优化。
实验室阶段的小试是探索性的,着重研究机理、可行性、物性数据、查(测定)找出工艺路线。这是以研究人员为主,工程人员参加,在小试的基础上,进行目标规模的概念设计,从中找出中试(放大)需要解决的问题,用于指导中试装置的设计。概念设计可由研究人员完成,也可由工程人员完成,当然两者结合共同进行更好。中试装置规模和流程的确定,应能满足概念设计的需要,期间必须做到工程人员和研究人员的密切配合。中试应该是全流程的,否则达不到要求。由于可以借鉴现成有效单元过程和进行计算机模拟,并不机械地要求全流程,避免低水平的重复,集中精力解决难题。在中试完成的基础上完成软件包的编制、基础设计,然后进行工程设计。当然在上述每一阶段均要做技术经济分析,以判断项目的前景,可行性。