精細(xì)化工工藝學(xué)3

精細(xì)化工工藝學(xué)

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第二章精細(xì)化工工藝學(xué)根底及技術(shù)開發(fā)第二章精細(xì)化工工藝學(xué)根底及技術(shù)開發(fā)2.1精細(xì)化工的生產(chǎn)特性

2.2精細(xì)化工工藝學(xué)根底2.3精細(xì)化工過程開發(fā)的一般步驟2.4精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)themegallery22.1精細(xì)化工的生產(chǎn)特性1．多品種精細(xì)化工的生產(chǎn)特性3．技術(shù)密集度高精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)全過程，由化學(xué)合成、劑型加工、商品化三個生產(chǎn)局部組成，精細(xì)化工的綜合生產(chǎn)特性主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。2．多種多樣的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)流程4．商品性強(qiáng)themegallery32.1精細(xì)化工的生產(chǎn)特性1．多品種國際上精細(xì)化工開展的總趨勢是：不斷地開發(fā)新品種、新劑型和提高新品種的創(chuàng)新能力。因此，多品種不僅是精細(xì)化工生產(chǎn)的一個特征，也是評價精細(xì)化工綜合水平的一個重要標(biāo)志。目前世界上約有8萬種化工產(chǎn)品，其中精細(xì)化工產(chǎn)品約5萬種。themegallery42.1精細(xì)化工的生產(chǎn)特性2．多種多樣的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)流程

精細(xì)化工的多品種、小批量,反映在生產(chǎn)上表現(xiàn)為經(jīng)常更換和更新品種，可以考慮建立多功能的生產(chǎn)裝置和多品種的綜合生產(chǎn)流程，即一套流程裝置可以經(jīng)常改變產(chǎn)品的品種和牌號，有相當(dāng)大的適應(yīng)性，這就可以充分利用設(shè)備和裝置的潛力，大大提高經(jīng)濟(jì)效益。themegallery52.1精細(xì)化工的生產(chǎn)特性3．技術(shù)密集度高

精細(xì)化學(xué)品是以商品的綜合功能出現(xiàn)的，這就需要在化學(xué)合成中篩選不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在劑型生產(chǎn)中充分發(fā)揮精細(xì)化學(xué)品自身功能與其他配合物質(zhì)的協(xié)同作用。從制劑到商品化又有一復(fù)配過程，其中內(nèi)在和外在的多種因素既相互聯(lián)系又相互制約，這就造成精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)必然是高度技術(shù)密集型的。其次，精細(xì)化學(xué)品技術(shù)開發(fā)成功率低，時間長，費(fèi)用高是精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)高技術(shù)密集的另一個因素，其結(jié)果必然導(dǎo)致技術(shù)壟斷性強(qiáng)，銷售利潤率高。themegallery62.1精細(xì)化工的生產(chǎn)特性4．商品性強(qiáng)精細(xì)化學(xué)品商品繁多，已由通用型向?qū)Ｓ眯烷_展，商品性強(qiáng)，用戶對商品選擇性很高，市場競爭十分劇烈。因而應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)效勞是組織精細(xì)化工生產(chǎn)的兩個重要環(huán)節(jié)。themegallery72.2精細(xì)化工工藝學(xué)根底

概述精細(xì)化工工藝學(xué)主要包括以下內(nèi)容：對具體產(chǎn)品，選擇和確定在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上最合理的合成路線和工藝路線；對單元反響，確定最正確工藝條件，合成技術(shù)和完成反響的方法，以得到高質(zhì)量、高產(chǎn)率的產(chǎn)品，以及了解該產(chǎn)品的主要應(yīng)用及開展動向。themegallery8概述所謂合成路線，指的是選用什么原料，經(jīng)由哪幾步單元反響來制備目的產(chǎn)品。所謂工藝路線，指的是對原料的預(yù)處理〔提純、粉碎、枯燥、熔化、溶解、蒸發(fā)、汽化、加熱、冷卻等〕和反響物的后處理〔蒸餾、精餾、吸收、吸附、萃取、結(jié)晶、冷凝、過濾、枯燥等〕應(yīng)采用哪些化工過程〔單元操作〕，采用什么設(shè)備和什么生產(chǎn)流程等。themegallery92.2.1概述所謂反響條件，指的是反響物的摩爾比，主要反響物的轉(zhuǎn)化率，反響物的濃度，反響過程的溫度、時間和壓力以及反響劑、輔助反響劑、催化劑和溶劑的使用和選擇等。所謂合成技術(shù)，主要指的是非均相接觸催化、相轉(zhuǎn)移催化、均相絡(luò)合催化、光有機(jī)合成和電解有機(jī)合成以及酶催化等，這些合成技術(shù)將在局部產(chǎn)品的制造工藝中得到應(yīng)用。所謂完成反響的方法，主要指的是間歇操作和連續(xù)操作的選擇，反響器的選擇和設(shè)計。themegallery102.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)1.反響物的摩爾比反響物的摩爾比指的是參加反響器中的幾種反響物之間的物質(zhì)的量之比。這個摩爾比可以和化學(xué)反響式中的物質(zhì)的量之比相同，即相當(dāng)于化學(xué)計量比。但對于大多數(shù)有機(jī)反響來說，投入的各反響物之間的摩爾比并不等于化學(xué)計量比。這時摩爾比通常以主反響物為基準(zhǔn)來表示。themegallery112.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)例如：化學(xué)計量比

1 1 2物質(zhì)的量

5.005.10～5.2515～20摩爾比

1 1.02～1.053～4(2-1)themegallery122.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)2.限制反響物和過量反響物化學(xué)反響物不按化學(xué)計量比投料時，其中以最小化學(xué)計量數(shù)存在的反響物叫作“限制反響物〞，而某種反響物的量超過“限制反響物〞完全反響的理論量，那么該反響物稱為“過量反響物〞。在式〔2-1〕中，NaNO2和HCl的投料摩爾比都超過了化學(xué)計量比，稱作“過量反響物〞，而苯胺那么稱作“限制反響物〞。themegallery132.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)3過量百分?jǐn)?shù)過量反響物超過限制反響物所需要理論量的局部占所需理論量的百分?jǐn)?shù)稱作“過量百分?jǐn)?shù)〞。假設(shè)以ne表示過量反響物的物質(zhì)的量，nt表示它使限制反響物完全反響所需要的理論物質(zhì)的量〔摩爾量〕，那么過量百分?jǐn)?shù)為：

〔2-2〕themegallery142.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)例如，上述苯胺重氮化時，亞硝酸鈉的過量百分?jǐn)?shù)是2％～5％，鹽酸的過量百分?jǐn)?shù)是50％～100％。％％＝＝％％＝過量百分?jǐn)?shù)（低值）00.21001102.100.210000.500.510.52×-×-=NaNOthemegallery152.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)4轉(zhuǎn)化率某一反響物A反響掉的量占其向反響器中輸入量的百分?jǐn)?shù)稱作反響物A的轉(zhuǎn)化率XA。

〔2-3〕上式中表示A從反響器中輸出的量，均以物質(zhì)的量表示。一個化學(xué)反響，以不同的反響物為基準(zhǔn)進(jìn)行計算時，可得出不同的轉(zhuǎn)化率。在計算時應(yīng)標(biāo)明是某反響物的轉(zhuǎn)化率。如沒有指明，通常指的是主要反響物或限制反響物的轉(zhuǎn)化率。themegallery162.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)5選擇性是指某一反響物轉(zhuǎn)變成目的產(chǎn)物，其理論消耗的摩爾數(shù)占該反響物在反響中實(shí)際消耗掉的總摩爾數(shù)的百分?jǐn)?shù)。某一反響物A轉(zhuǎn)變?yōu)槟康漠a(chǎn)物P時，A和P的化學(xué)計量系數(shù)是a/p，設(shè)A輸入和輸出反響器的物質(zhì)的量為，實(shí)際生成目的產(chǎn)物的物質(zhì)的量為np，理論上應(yīng)消耗的A的物質(zhì)的量為。那么由A生成P的選擇性S為：

〔2-4〕themegallery172.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)6理論收率當(dāng)輸入反響物A的物質(zhì)的量為時，實(shí)際上得到的目的產(chǎn)物P的物質(zhì)的量np占理論應(yīng)得到的產(chǎn)物P的物質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù)稱為理論收率Yp?！?-5〕轉(zhuǎn)化率、選擇性和理論收率三者之間的關(guān)系：Y=S·X〔2-6〕themegallery182.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)例如，100mol苯胺在用濃硫酸進(jìn)行溶劑烘培磺化時，反響物中含89mol對氨基苯磺酸，2mol未反響的苯胺，另外還有一定數(shù)量的焦油物等副產(chǎn)物。那么

生成對氨基苯磺酸的選擇性S和理論收率Y：themegallery192.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)7質(zhì)量收率理論收率一般用于計算某一步反響的收率。但是在工業(yè)生產(chǎn)中，為了計算反響物經(jīng)過預(yù)處理、化學(xué)反響和后處理之后所得目的產(chǎn)物的總收率，還常常采用質(zhì)量收率Y質(zhì)，它是目的產(chǎn)物的質(zhì)量占某一輸入反響物質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：〔2-7〕themegallery202.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)例如，100kg工業(yè)苯胺〔純度99％，相對分子質(zhì)量93〕，經(jīng)烘焙磺化和別離精制后得到217kg對氨基苯磺酸鈉〔純度≥97％，相對分子質(zhì)量231.2〕，那么按苯胺計，對氨基苯磺酸鈉的理論收率:

對氨基苯磺酸鈉的質(zhì)量收率:在這里，質(zhì)量收率大于100％，是因?yàn)槟康漠a(chǎn)物的相對分子質(zhì)量比反響物的相對分子質(zhì)量大。themegallery212.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)8原料消耗定額原料消耗定額指每生產(chǎn)1t產(chǎn)品需要消耗多少噸〔或千克〕各種原料。對于主要反響物來說，它實(shí)際上就是質(zhì)量收率的倒數(shù)。在上例中，每生產(chǎn)一噸對氨基苯磺酸鈉，苯胺的消耗定額是：

100/217=0.461t=461kgthemegallery222.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)9單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率在有些生產(chǎn)過程中，主要反響物每次通過反響器后的轉(zhuǎn)化率并不太高，有時甚至很低，但是未反響的主要反響物大局部可以通過別離回收循環(huán)使用，這時要將轉(zhuǎn)化率分為單程轉(zhuǎn)化率X單和總轉(zhuǎn)化率X總兩項。設(shè)和表示反響物A輸入和輸出反響器的物質(zhì)的量，和表示反響物A輸入和輸出全系統(tǒng)的物質(zhì)的量，那么：

n

nthemegallery232.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)例如，在苯的一氯化制氯苯時，為了減少二氯苯的生成量，每100mol苯用40mol氯氣，反響產(chǎn)物中含38mol氯苯，1mol二氯苯，還有61mol未反響的苯，經(jīng)別離后可回收60mol苯，損失1mol苯，如下所示。themegallery242.2.2.化學(xué)反響的計量學(xué)themegallery25．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理一、配方研究的重要性(配方formula)有機(jī)合成過程中，原料配比、溶劑、催化劑及其用量、加料順序、反響溫度和反響時間等很多因素都會影響到產(chǎn)物的收率和質(zhì)量。為了能夠確定每個影響因素的最正確值，而又盡量減少所做實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，往往需要進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計。配方研究在化學(xué)工業(yè)中，特別是對精細(xì)化工產(chǎn)品的開發(fā)極為重要。其原因在于很少有一種單一的化學(xué)品能完全符合某一項特定的最終用途。配方本身確有一定的科學(xué)性，但很大程度上也依賴于經(jīng)驗(yàn)的積累。一個優(yōu)秀的配方研究員，不僅要有科學(xué)理論知識作背景，同時還必須對各種化學(xué)品的性能有豐富的知識；此外，還要有一定的經(jīng)驗(yàn)以及直覺。themegallery26．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理二、配方設(shè)計原理1、配方設(shè)計研究的原那么配方研究和設(shè)計的根本原那么是：從產(chǎn)品設(shè)計的用途出發(fā)，在要求產(chǎn)品配方的全面性能指標(biāo)均應(yīng)到達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，使得產(chǎn)品配方的綜合性能〔特別是主要性能〕指標(biāo)到達(dá)最優(yōu)化。2、配方優(yōu)化設(shè)計方法配方的優(yōu)化設(shè)計系指主要性能優(yōu)化，其他性能全面滿足要求的配方設(shè)計。其設(shè)計過程是：首先將產(chǎn)品主要性能作為設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行配方設(shè)計；然后將參與反響的主要組分按照反響機(jī)理的計量關(guān)系選擇，其他組分那么按照其互相作用原那么進(jìn)行選擇，用主要性能指標(biāo)作為評價標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行配方試驗(yàn)、性能測試，以確定其優(yōu)化配方。themegallery27．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理常用的配方優(yōu)化設(shè)計方法有:單因素優(yōu)選法多因素、多水平試驗(yàn)設(shè)計法〔包括全面試驗(yàn)法、正交試驗(yàn)法、均勻設(shè)計法等〕計算機(jī)輔助配方設(shè)計等themegallery28．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理1〕單因素優(yōu)選法單因素優(yōu)選法是指在n個影響因素的體系中，固定n-1個因素，逐步改變某一個因素的水平〔各因素的不同狀態(tài)〕，并根據(jù)指標(biāo)評定該因素的最優(yōu)水平；然后，依次求取體系中各因素的最優(yōu)水平，最后將各因素的最優(yōu)水平組合成最正確條件。運(yùn)用時，應(yīng)按因素對指標(biāo)的敏感程度，逐次優(yōu)選。常用的單因素優(yōu)選法中，有適于求極值的黃金分割法〔即0.618法〕、分?jǐn)?shù)法、適于選合格點(diǎn)問題的對分法及拋物線法等。themegallery29例：黃金分割法黃金分割法來源于平面幾何上的黃金分割，其分割比例值W是W2+W-1＝0方程的一個解。W＝0.6180339887…，近似于0.618。假定試驗(yàn)范圍從a到b：第一次試驗(yàn)選點(diǎn)就選在ab總長度的0.618的地方x1，(以a為起點(diǎn)計算)，第二次選點(diǎn)在x1的對稱點(diǎn)x2，然后比較試驗(yàn)結(jié)果及，看哪一個大，如果大，就去掉〔a,x2〕段，在留下的范圍〔x2，b〕中已有一個試驗(yàn)點(diǎn)，然后再用以上求對稱點(diǎn)的方法做下去。如果大，那么去掉〔x1，b〕段，同樣以求對稱點(diǎn)的方法做下去，一直做到所需要的極大值為止。a

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x1 b●●themegallery30．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理2〕、多因素多水平試驗(yàn)設(shè)計法A、全面試驗(yàn)法全面試驗(yàn)法是讓每個因素的每個水平都有配合的時機(jī)，并且配合的次數(shù)一樣多。通常全面試驗(yàn)的次數(shù)至少是各因數(shù)水平數(shù)的乘積。該法的優(yōu)點(diǎn)是可以分析出事物變化的內(nèi)在規(guī)律，結(jié)論較精確。但由于試驗(yàn)次數(shù)較多，在多因素、多水平的情況下常常是不可想象的如5因素4水平的試驗(yàn)次數(shù)為4=1024次，這在實(shí)際中是很難做到的。themegallery31B、正交試驗(yàn)法a．根本概念正交試驗(yàn)法也叫正交試驗(yàn)設(shè)計法，它是用“正交表〞來安排和分析多因素試驗(yàn)的一種數(shù)理統(tǒng)計方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)次數(shù)少、效果好、方法簡單、使用方便、效率高。把準(zhǔn)備考察的有關(guān)影響試驗(yàn)指標(biāo)的條件稱為因素，例如，有機(jī)合成中的原料配比、溫度、時間等。把在試驗(yàn)中準(zhǔn)備考察的各種因素的不同狀態(tài)稱為水平，例如，試驗(yàn)中某組分的不同含量〔或比例〕、不同溫度等。為了尋求最優(yōu)化的合成條件，就需要對各種因素以及各種因素的不同水平進(jìn)行試驗(yàn)。正交試驗(yàn)法可以告訴我們怎樣合理安排試驗(yàn)，通過對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，從而減少試驗(yàn)次數(shù)、縮短周期，并且得到理想的結(jié)果。themegallery32．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理b．正交表〔1〕定義最簡單的正交表是，含意為：“L〞代表正交表；L下角的數(shù)字“4〞表示有4橫行，簡稱行，即要做4次試驗(yàn)；括號內(nèi)的指數(shù)“3〞表示有3縱列，簡稱列，即最多允許安排的因素是3個；括號內(nèi)的數(shù)“2〞表示表的主要局部只有兩種數(shù)字，即因素有兩種水平1與2。正交表的特點(diǎn)是其安排的試驗(yàn)方法具有均衡搭配特征，常見的正交表

等。正交表的形式見表2.1。themegallery33表2.1試驗(yàn)號12341111121222313334212352231623127313283213933212〕正交表的選擇選擇正交表的原那么，應(yīng)當(dāng)是被選用的正交表的因素數(shù)與水平數(shù)等于或大于要進(jìn)行試驗(yàn)的因素與水平數(shù)，并且使試驗(yàn)次數(shù)最少。themegallery34〔3〕正交表的應(yīng)用例如，利用工業(yè)廢煙灰制磚。通過試驗(yàn)尋求生產(chǎn)工藝參數(shù)達(dá)到磚的強(qiáng)度〔kg/c㎡〕指標(biāo)，指標(biāo)愈大，磚的質(zhì)量愈好。已知影響磚的強(qiáng)度的因素有3個，每個因素又有3個水平，具體如下。A：成型水分A190％；A210％；A311％B：碾壓時間B18min；B210min；B312minC：一次碾壓料重C1330kg；C2360kg；C3400kg需解決：a〕哪個因素起主要作用，哪個因素起次要作用？b〕各個因素中以哪個水平最好？c〕最優(yōu)化工藝方案？

themegallery35．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理解：這是三因素三水平的試驗(yàn)，如果每一個因素同每一個水平搭配起來進(jìn)行試驗(yàn)，就要做3＝27次試驗(yàn)，試驗(yàn)較多。假設(shè)是五因素五水平的試驗(yàn)，就必須進(jìn)行5＝3125次試驗(yàn)，這樣試驗(yàn)次數(shù)就太多了，一時難以解決。正交試驗(yàn)法就可以解決這個問題，我們可以選用正交表，等，由于三水平不能完全與正交表對號入座，所以，只能選用〔見表2.2〕，雖然空出一列，但該表較之其他表，試驗(yàn)次數(shù)最少。5

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themegallery36．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理表2.2表頭設(shè)計ABCD成型水分/％碾壓時間/min一次碾壓料重/kg其他1983302101036031112400因素試驗(yàn)號themegallery37．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理因素試驗(yàn)號因素試驗(yàn)號表2.3試驗(yàn)方案的制定及數(shù)據(jù)分析結(jié)果ABC強(qiáng)度/(kgf/cm2)ABC強(qiáng)度/(kgf/cm2)19833016.9I①52.762.056.3291036019.1II62.563.262.0391240016.7III68.858.865.7410836019.8I/3②17.620.718.85101040023.7II/320.821.120.76101233019.0III/322.919.621.9711840025.3R③5.31.534優(yōu)化條件A3B2C39111236023.1①I，為某一水平三次組合配方的三次試驗(yàn)結(jié)果之和。②I/3，為三次試驗(yàn)結(jié)果之和的平均值。③R為極差——表示某因素水平的最大差值。themegallery38．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理直觀分析法又名極差分析法，主要包括三個步驟：〔i〕確定同一因素的不同水平對試驗(yàn)指標(biāo)的影響首先計算A因素A1水平〔9％〕在試驗(yàn)方案1、2、3中的總強(qiáng)度，再取平均值，得；同樣求出；。同理求出，并分別確定三因素最好水平?！瞚i〕極差分析，確定各因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響最好水平與最差水平之差稱為極差，用R表示。對A因素來說，極差-＝5.3。同理求出?！瞚ii〕最優(yōu)工藝方案確實(shí)定根據(jù)每個因素的各水平之間的極差值大小，確定哪個因素是主要的。R大時，它便是主要因素，R小時，它便是次要因素。所以本例中的影響因素的次序?yàn)椋篈>C>B。加上第一步所得出的各因素的最好水平，最后得出其最優(yōu)工藝方案為：A3C3B2，即：成型水分11％，一次碾壓料重400kg，碾壓時間為10min的方案。themegallery39．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理C、均勻設(shè)計法①均勻設(shè)計的最大優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)省大量的試驗(yàn)，即大大減少試驗(yàn)次數(shù)。如果有s個因素，每個因素的水平數(shù)為q，那么全面試驗(yàn)的次數(shù)至少是qs，正交設(shè)計的試驗(yàn)次數(shù)為q2，而均勻設(shè)計的試驗(yàn)次數(shù)僅為q。如3因素7水平試驗(yàn)，用全面試驗(yàn)法需做73＝343次試驗(yàn)；用正交試驗(yàn)，需做72＝49次試驗(yàn)；而用均勻設(shè)計那么僅需做7次試驗(yàn)即可。②由于均勻試驗(yàn)充分利用了試驗(yàn)點(diǎn)分布的均勻性，所得的適宜條件雖然不一定是全面試驗(yàn)中的最優(yōu)條件，但至少也在某種程度上接近最優(yōu)條件。③均勻設(shè)計可以處理各因素有不同水平數(shù)的試驗(yàn)安排問題。還可以處理某些帶約束條件的試驗(yàn)設(shè)計問題。但平時用的最多的仍然是各因素水平數(shù)相等的試驗(yàn)安排問題。

themegallery40．配方研究的重要性及配方設(shè)計原理D、計算機(jī)輔助配方設(shè)計計算機(jī)輔助配方最優(yōu)化設(shè)計原理是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計理論設(shè)計變量因子的水平試驗(yàn)，用計算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)回歸分析建立變量因子指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，采用最優(yōu)化方法在配方體系中尋找最優(yōu)解，再從全部最優(yōu)解中得到最正確配方。其主要步驟如下：變量因子水平設(shè)計→配方設(shè)計→建立數(shù)學(xué)模型→配方最優(yōu)化→驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)→最優(yōu)配方這種以數(shù)理統(tǒng)計和最優(yōu)方法為根底的計算機(jī)輔助配方設(shè)計具有如下特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，數(shù)據(jù)處理快，可求得最優(yōu)配方、節(jié)省經(jīng)費(fèi)。但對有復(fù)雜的化學(xué)反響的配方設(shè)計，最好還應(yīng)結(jié)合正交試驗(yàn)法、均勻設(shè)計法等來綜合考慮配方的最優(yōu)化設(shè)計。themegallery41．化工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)核算①本錢最簡單的方法可把本錢分為兩個局部：固定本錢及可變本錢，前者是指工廠不管是否開工，只要它存在一天就必須支付的，例如，行政管理人員工資，廠房及設(shè)備的折舊費(fèi)，必須上交的稅金，基建投資貸款的利息，保險費(fèi)等；后者那么與產(chǎn)品生產(chǎn)有關(guān)，例如，工人的工資，原材料以及能源消耗等。化工產(chǎn)品的本錢分配情況隨產(chǎn)品的不同而有所不同，對精細(xì)化工產(chǎn)品來說，由于技術(shù)密集，連續(xù)化程度低，常采用間歇生產(chǎn)，因此原材料本錢所占比重并不大。themegallery42．化工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)核算②價格由原材料本錢來確定產(chǎn)品的價格起的作用較大，但實(shí)際的情況卻很復(fù)雜，一個企業(yè)制定價格的政策有各種影響因素，同時又與國家的制度與政策有關(guān)。在西方國家，某一產(chǎn)品的價格根本上是自由競爭的產(chǎn)物。我國政府對價格的制定也有一些規(guī)定，盡管各企業(yè)間有一定的競爭，但也還有一些必須考慮的其他因素，因此，對價格既有限制高利潤的例子，也有采用政府補(bǔ)貼方法來維持某種低利潤，甚至沒有利潤的化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。themegallery432.3精細(xì)化工過程開發(fā)的一般步驟精細(xì)化工過程開發(fā)的一般步驟系指，從一個新的技術(shù)思想的提出通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、中間試驗(yàn)到實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)取得經(jīng)濟(jì)實(shí)效并形成一整套技術(shù)資料這一全過程。themegallery442.3精細(xì)化工過程開發(fā)的一般步驟①實(shí)驗(yàn)室研究階段：它包括根據(jù)物理的化學(xué)的根本理論，或從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的啟發(fā)與推演，或從情報資料的分析等出發(fā)，提出一個新的技術(shù)思路，然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，明確過程的可能性和合理性，測定根底數(shù)據(jù)，摸索工藝條件等。②中間試驗(yàn)階段：由于化工過程的極端復(fù)雜性，往往不能把實(shí)驗(yàn)室的研究成果直接用于生產(chǎn)中，而必須經(jīng)過中間規(guī)模的試驗(yàn)考察。這一步是從實(shí)驗(yàn)室過渡到生產(chǎn)的關(guān)鍵階段。③工業(yè)化階段：對開發(fā)研究人員，主要的任務(wù)是根據(jù)前兩個階段的研究結(jié)果作出工業(yè)裝置的“根底設(shè)計〞，然后由工程設(shè)計部門進(jìn)行工程和施工設(shè)計。

themegallery452.3精細(xì)化工過程開發(fā)的一般步驟圖2-1精細(xì)化工過程開發(fā)步驟示意themegallery462.3精細(xì)化工過程開發(fā)的一般步驟圖2-2建立數(shù)學(xué)模型的循環(huán)框圖用電子計算機(jī)進(jìn)行化工過程的數(shù)學(xué)模擬放大，是近20年來開展的一種方法，通過在實(shí)驗(yàn)室里獲得的結(jié)果以及對過程的物理－化學(xué)規(guī)律的了解，就可提出一個描述過程的初級模型，然后在計算機(jī)上進(jìn)行解算，經(jīng)過對模型的不斷修正，使其符合于試驗(yàn)結(jié)果，就可用于放大設(shè)計。themegallery472.4精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)1．精細(xì)化工新產(chǎn)品開發(fā)程序通常產(chǎn)品的開發(fā)程序分為以下五步：①選擇研究課題自己提、產(chǎn)品用戶提、產(chǎn)品國產(chǎn)化要求、上級機(jī)關(guān)等。②課題的可行性分析和論證無論課題來源是什么，都必須對課題的意義、是否重復(fù)研究，在科學(xué)和技術(shù)上的合理性、經(jīng)濟(jì)和社會效益等進(jìn)行全面的分析。③實(shí)驗(yàn)研究在對研究工程進(jìn)行詳細(xì)的論證和文獻(xiàn)、樣品分析后，便可制定研究方法。在實(shí)驗(yàn)小試中，通常要進(jìn)行流程和生產(chǎn)方法的考察，并尋找適宜的操作條件。themegallery482.4精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)④中間試驗(yàn)?zāi)康脑谟跈z驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室研究成果的實(shí)用性和工藝合理性，并在實(shí)際應(yīng)用過程中不斷完善產(chǎn)品性能，進(jìn)行中間試驗(yàn)主要目的：a．獲取設(shè)計工業(yè)裝置所必需的工藝數(shù)據(jù)和化學(xué)工程數(shù)據(jù)；b．研究生產(chǎn)控制方法；c．考慮雜質(zhì)積累對過程的影響；d．考核設(shè)備的選型及材料的耐腐蝕性能；e．確定實(shí)際的經(jīng)濟(jì)消耗指標(biāo)；f．提供少量產(chǎn)品，考核產(chǎn)品的加工和使用性能；g．修正和檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型。⑤性能、質(zhì)量檢測和鑒定性能和質(zhì)量檢測一般分權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測和用戶試用兩個方面，即對產(chǎn)品進(jìn)行評判。themegallery492.4精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)2．精細(xì)化工新產(chǎn)品開發(fā)的新技術(shù)①精細(xì)化工與高技術(shù)的關(guān)系高技術(shù)與精細(xì)化工都有著密切的相互促進(jìn)開展的關(guān)系，越來越多精細(xì)化工產(chǎn)品為高新技術(shù)效勞，精細(xì)化工與高新技術(shù)領(lǐng)域息息相關(guān)，互相滲透。②精細(xì)化工生產(chǎn)中的新技術(shù)精細(xì)化工生產(chǎn)過程本身亦需越來越多高新技術(shù)，如新催化技術(shù)、新別離技術(shù)、聚合物改性、超微顆粒技術(shù)，分子設(shè)計技術(shù)，新加熱技術(shù)，超高溫，超低溫技術(shù)，超高壓技術(shù)，超高真空技術(shù)，過程模型化，控制和優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，綠色化學(xué)清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)，超聲化學(xué)技術(shù)，微型化工技術(shù)，空間化工技術(shù)，等離子化工技術(shù)，納米技術(shù)等。themegallery502.4精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)③精細(xì)化工開展的關(guān)鍵技術(shù)——過程模型化過程模型化、控制和優(yōu)化技術(shù)已成為制約國內(nèi)精細(xì)化工發(fā)展的瓶頸之一。主要表現(xiàn)在如下幾個方面。a．如何依靠過程模擬、控制和優(yōu)化技術(shù)來提高行業(yè)的工程化、規(guī)?；?、平安、平穩(wěn)、高效生產(chǎn)、節(jié)能降耗、控制污