化工过程分析与合成绪论12

1、会计学1化工过程分析与合成绪论化工过程分析与合成绪论12第1页/共49页第1页/共49页第2页/共49页科学产品工程产品工程化为适应工程化改进的科学产品需求推动适宜流程：降低成本（经济上）；环境认证；操作可行。第2页/共49页第3页/共49页l举例：Teflon：杜邦产品，耐酸碱腐蚀，成本高，英美制造原子弹提炼高腐蚀性六氟化铀时，发生管接触缝漏困难 ，而被提出应用。 新药的生产过程：克拉霉素：美国制定治疗非典的药物之一，大环内酯类抗生素，合成方法的改进“一锅煮”。生物质能源：纤维素发酵制备燃料乙醇，过程优化降低成本。 现代产品除生产环节还包括产品的仓储、销售、回收于安全认证等过程，是一个系统优

2、化过程。第3页/共49页第4页/共49页第4页/共49页第5页/共49页第5页/共49页第6页/共49页化工原理化工热力学过程系统工程传递过程原理化学反应工程化工分离工程第6页/共49页第7页/共49页设计能力使用现代工具的能力专业及道德责任能力团队工作能力分析和解决复杂问题的能力终身学习能力交流能力第7页/共49页第8页/共49页第8页/共49页第9页/共49页第9页/共49页第10页/共49页第10页/共49页第11页/共49页第11页/共49页第12页/共49页n承先启后承先启后 矢志互励互勉，传承技术经验，矢志互励互勉，传承技术经验，培养后进人才。培养后进人才。第12页/共49页第13

3、页/共49页第13页/共49页第14页/共49页 序言（4学时）-1、2章1过程数学模拟（10学时）-3,7章2稳态流程模拟（2学时）- 8章3 3换热网络（8学时）-10章4 4间歇过程（2学时）-6章6习题课（2学时）7 精馏序列综合（4学时）-11章5第14页/共49页第15页/共49页基本概念介绍系统概念的建立过程合成的基本方法与研究内容过程设计同过程分析与合成的关系第15页/共49页第16页/共49页第16页/共49页第17页/共49页第17页/共49页第18页/共49页食物短缺与城镇化压力能源与资源不足气候与生态的恶化发展新能源绿色化学清洁生产粮食生产安全绿色建筑第18页/共49页

4、第19页/共49页全程考虑市场分析概念设计详细设计控制分析装置废弃第19页/共49页第20页/共49页哲理性。哲理性。第20页/共49页第21页/共49页系统工程的发展-朴素的古代思想第21页/共49页第22页/共49页都江堰由鱼嘴分水堤、宝瓶口引水工程和飞沙堰溢洪道三大工程组成。考虑到了江水一年四季的变化，解决了江水自动分流、自动排沙、自动排水与饮水的难题体现了整体、开发的思路。被誉为最环保、与自然最协调的水利工程，被定为世界文化保护遗产。第22页/共49页第23页/共49页“系统工程”的提出1940年美国贝尔电话公司E.C.Molina与在丹麦哥本哈根工作的A.K Erlang.问题：在研

5、制电话自动交换机时，不能只注意电话机与交换台设备技术研究，要从通信网络总体上进行研究。研制工作分为：规划、研究、开发、应用和通用五个阶段，推动了电话事业的飞速发展。第23页/共49页第24页/共49页系统工程的发展-现代思想的发展美国陆军部1942年6月开始实施的原子弹制造计划。为先于德国制造出原子弹，集中了世界上最优秀的科学家，动员了10万人，历时3年，耗资20亿美元，于1945年7月16日成功进行了世界上第一次核爆。负责人奥本海默被誉为“现代系统工程之父”。促进了第二次世界大战后系统工程的发展第24页/共49页第25页/共49页化工过程系统工程建立化学工程学科单元操作无规则，未发现共性20

6、世纪70年代二次大战以后1901年以后早期第25页/共49页第26页/共49页第26页/共49页第27页/共49页子系统可分解为更小的子系统：系统具有嵌套性过程系统可分解为子系统可完成特定加工目的过程单元按一定逻辑关系联结：系统的结构进行物质和能量转换的基本步骤：过程单元功能：实现特定的物质或能量转换第27页/共49页第28页/共49页FLUENT等流体力学模拟软件ASPEN、PRO等流程模拟软件化工企业的CIPS技术系统动力学第28页/共49页第29页/共49页微观：分子模拟、产品扩充设计（nm）内容：物理化学制造研究范围两级化发展研究内容扩大宏观：整个公司、整个供应链、乃至全球气候变化内容

7、：管理业务 ，商务决策。研究手段：将不同尺度分析软件集成过程系统工程的发展第29页/共49页第30页/共49页n到到20202020年单位年单位GDPGDP二氧化碳排放量比二氧化碳排放量比20052005年下降年下降40%40%45%45%。n如何提升我国过程工业的水平具有重要的如何提升我国过程工业的水平具有重要的意义！意义！第30页/共49页第31页/共49页第31页/共49页第32页/共49页化学工程学过程系统工程学过程分析与合成 第32页/共49页第33页/共49页第33页/共49页第34页/共49页第34页/共49页第35页/共49页物料的制备反应回收整个过程第35页/共49页第36页

8、/共49页待合成的过程系统给定的或可选择的输入所要求的或希望的输出 即当给定过程系统的输入参数及其规定其输出参数后，确定出满足性能的过程系统。第36页/共49页第37页/共49页第37页/共49页第38页/共49页 指定的输入大致包括过程系统的物料、热量衡算，确定设备负荷、费用，以及对过程系统进行经济和环境影响等等多目标评价。 化工过程系统模拟是过程分析的主要工具 。 给定的过程系统指定的输入待求的输出第38页/共49页第39页/共49页综合最优总费用最少环境污染最小操作弹性最优危险性最小可控性最优讨论：其它评价目标？第39页/共49页第40页/共49页第40页/共49页第41页/共49页l举

9、例：Teflon：杜邦产品，耐酸碱腐蚀，成本高，英美制造原子弹提炼高腐蚀性六氟化铀时，发生管接触缝漏困难 ，而被提出应用。 新药的生产过程：克拉霉素：美国制定治疗非典的药物之一，大环内酯类抗生素，合成方法的改进“一锅煮”。生物质能源：纤维素发酵制备燃料乙醇，过程优化降低成本。 现代产品除生产环节还包括产品的仓储、销售、回收于安全认证等过程，是一个系统优化过程。第41页/共49页第42页/共49页第42页/共49页第43页/共49页化工原理化工热力学过程系统工程传递过程原理化学反应工程化工分离工程第43页/共49页第44页/共49页化工原理化工热力学过程系统工程传递过程原理化学反应工程化工分离工程第44页/共49页第45页/共49页第45页/共49页第46页/共49页系统工程的发展-现代思想的发展美国陆军部1942年6月开始实施的原子弹制造计划。为先于德国制造出原子弹，集中了世界上最优秀的科学家，动员了10万人，历时3年，耗资20亿美元，于1945年7月16日成功进行了世界上第一次核爆。负责人奥本海默被誉为“现代系统工程之父”。促进了第二次世界大战后系统工程