化學(xué)工程技術(shù)概述日期:演講人：目錄01基礎(chǔ)理論與原理02核心應(yīng)用領(lǐng)域03工程技術(shù)方法04設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計(jì)05前沿發(fā)展趨勢(shì)06工程實(shí)踐案例基礎(chǔ)理論與原理01物質(zhì)傳遞過(guò)程分析傳遞系數(shù)的影響因素物質(zhì)性質(zhì)、溫度、壓力、流速等。03質(zhì)量守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒。02傳遞過(guò)程中的守恒定律物質(zhì)的傳遞方式擴(kuò)散、對(duì)流、傳導(dǎo)等。01反應(yīng)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)吉布斯自由能、焓變、熵變等。反應(yīng)熱力學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)機(jī)理、催化劑的作用等。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)溫度、壓力、濃度、催化劑等。反應(yīng)速率的影響因素流程模擬與優(yōu)化方法流程模擬技術(shù)數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模擬、仿真軟件等。01流程優(yōu)化方法線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等。02優(yōu)化目標(biāo)最大化產(chǎn)量、最小化成本、提高資源利用率等。03核心應(yīng)用領(lǐng)域02石油化工生產(chǎn)技術(shù)原油加工通過(guò)裂解、重整等工藝將原油轉(zhuǎn)化為石油氣、石腦油、柴油等產(chǎn)品。02040301石化產(chǎn)品精制通過(guò)分離、精制、催化等工藝，提高石化產(chǎn)品的純度、品質(zhì)和附加值。石油化工中間體制造生產(chǎn)乙烯、丙烯、苯等基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，以及合成樹(shù)脂、合成橡膠、合成纖維等中間體。石化裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化提高石化裝置的生產(chǎn)效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性，降低能耗和排放。制藥工程關(guān)鍵工藝藥物合成藥物質(zhì)量控制藥物制劑制藥過(guò)程安全與環(huán)保通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或生物發(fā)酵等方法，將原料轉(zhuǎn)化為藥物中間體或成品。將藥物中間體或成品與輔料混合制成片劑、膠囊、注射液等制劑形式。對(duì)藥物原料、中間體、成品進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)和控制，確保藥物的質(zhì)量和安全。優(yōu)化制藥工藝和設(shè)備，降低藥物生產(chǎn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少環(huán)境污染。環(huán)境保護(hù)技術(shù)集成廢氣處理廢水處理固體廢棄物處理環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)估采用化學(xué)、物理或生物方法處理工業(yè)廢氣，減少大氣污染物排放。利用化學(xué)、生物等手段處理工業(yè)廢水，確保廢水達(dá)標(biāo)排放或回用。通過(guò)焚燒、填埋、資源化利用等方式處理工業(yè)固體廢棄物，減少環(huán)境污染。利用化學(xué)分析、儀器監(jiān)測(cè)等方法對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，為環(huán)保決策提供科學(xué)依據(jù)。工程技術(shù)方法03分離與純化技術(shù)蒸餾法利用混合物中各組分揮發(fā)度的差異進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于液體混合物的分離和提純。01萃取法利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度的不同，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和純化。02結(jié)晶法通過(guò)控制溫度、壓力、濃度等因素，使溶質(zhì)在溶劑中達(dá)到飽和狀態(tài)而析出晶體。03吸附法利用多孔性固體對(duì)流體混合物中各組分選擇性吸附的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和富集。04催化反應(yīng)工程調(diào)控催化劑的選擇根據(jù)反應(yīng)類型和目的，選擇適宜的催化劑以提高反應(yīng)速率和選擇性。反應(yīng)條件的優(yōu)化通過(guò)調(diào)節(jié)溫度、壓力、濃度等反應(yīng)條件，使催化反應(yīng)達(dá)到最佳效果。催化劑的再生與循環(huán)利用研究催化劑的失活機(jī)理，采取措施恢復(fù)其活性，實(shí)現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用。反應(yīng)器設(shè)計(jì)與優(yōu)化根據(jù)催化反應(yīng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程，提高反應(yīng)效率。生物化工轉(zhuǎn)化路徑微生物發(fā)酵利用微生物在特定條件下進(jìn)行代謝活動(dòng)，生產(chǎn)所需的產(chǎn)品，如抗生素、有機(jī)酸等。酶工程通過(guò)酶的催化作用，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的高效轉(zhuǎn)化，具有高度的選擇性和專一性。細(xì)胞培養(yǎng)與基因工程利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，在體外培養(yǎng)特定細(xì)胞并獲取有用物質(zhì)；基因工程則通過(guò)改變生物體的遺傳物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其性狀的定向改造。生物化工過(guò)程優(yōu)化綜合考慮生物反應(yīng)的特點(diǎn)，優(yōu)化生物化工過(guò)程，提高產(chǎn)品產(chǎn)率和純度。設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計(jì)04反應(yīng)器類型與選型標(biāo)準(zhǔn)聚合反應(yīng)器攪拌反應(yīng)器固定床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器用于處理聚合反應(yīng)，選型考慮反應(yīng)物料特性、聚合度等因素。適用于液-液、固-液反應(yīng)，選型時(shí)需考慮攪拌器類型、轉(zhuǎn)速等。用于氣-固、液-固反應(yīng)，選型時(shí)要關(guān)注催化劑類型和反應(yīng)床層壓力降。適用于固體顆粒的流化，選型時(shí)要考慮氣速、床層高度等參數(shù)。傳熱傳質(zhì)設(shè)備優(yōu)化換熱器增強(qiáng)傳熱效率，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減少流體阻力，防止結(jié)垢和腐蝕。01精餾塔優(yōu)化塔板結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)，提高分離效率，降低能耗。02萃取設(shè)備增強(qiáng)溶質(zhì)在溶劑中的傳質(zhì)效率，優(yōu)化溶劑選擇和操作條件。03干燥器提高熱效率，優(yōu)化氣流分布，減少物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間。04確保生產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)工況的快速響應(yīng)和聯(lián)鎖控制。SIS系統(tǒng)用于單臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)化控制，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。PLC系統(tǒng)01020304實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的集中控制和管理，提高自動(dòng)化水平。DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控和分析，為優(yōu)化生產(chǎn)提供依據(jù)。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)建前沿發(fā)展趨勢(shì)05綠色化學(xué)工藝開(kāi)發(fā)原料選擇反應(yīng)優(yōu)化能源利用廢物處理優(yōu)先選擇可再生資源和無(wú)毒、低毒的化學(xué)品作為生產(chǎn)原料。采用節(jié)能技術(shù)和可再生能源，減少能源消耗和碳排放。通過(guò)催化劑、溶劑和反應(yīng)條件的優(yōu)化，提高反應(yīng)選擇性和產(chǎn)率，減少?gòu)U物產(chǎn)生。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物進(jìn)行回收利用和無(wú)害化處理，降低對(duì)環(huán)境的污染。過(guò)程強(qiáng)化與微型化技術(shù)過(guò)程集成微型化技術(shù)精確控制節(jié)能減排將多個(gè)單元操作集成在一個(gè)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高效率。利用微反應(yīng)器、微通道等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的快速、高效和精確控制。通過(guò)精確控制反應(yīng)條件，如溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率。通過(guò)過(guò)程優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，減少能源消耗和廢棄物排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。能源高效利用創(chuàng)新新型能源開(kāi)發(fā)積極探索和開(kāi)發(fā)新型清潔能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等，降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。01能源利用技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有能源利用技術(shù)，提高能源利用效率，如熱電聯(lián)產(chǎn)、余熱回收等。02能源管理系統(tǒng)建立先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)，對(duì)能源使用進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化，減少能源浪費(fèi)。03節(jié)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高效、節(jié)能的產(chǎn)品和設(shè)備，如高效電機(jī)、節(jié)能燈具等，降低使用過(guò)程中的能源消耗。04工程實(shí)踐案例06煉油工藝升級(jí)項(xiàng)目通過(guò)優(yōu)化催化劑和反應(yīng)條件，提高原油加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。催化裂化技術(shù)采用加氫技術(shù)，將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油，同時(shí)降低硫含量和提高柴油、汽油等產(chǎn)品的收率。加氫裂化工藝將減壓渣油在高溫下進(jìn)行深度熱解，生成焦炭和輕質(zhì)烴類，提高原油利用率。延遲焦化技術(shù)藥物合成生產(chǎn)線設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)藥物合成過(guò)程的自動(dòng)化控制，確保生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和可控性。03采用蒸餾、結(jié)晶、萃取等方法，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離和純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。02分離與純化技術(shù)反應(yīng)器選型與設(shè)計(jì)根據(jù)藥物合成工藝要求，選擇合適的反應(yīng)器類型，如釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器等，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。