精细化工 精细化工专业考研大学排名

现代化工技术的一个显著特点是，新技术大量涌现，从新的技术思路、实验室研究阶段 到工业应用的时间大大缩短，放大的倍数越来越大。例如，美国杜邦公司二次大战前研制尼 龙花了 12年，而战后研制特丽龙从研究到工业化仅花了 6年。由于市场上激烈竞争，为了 捷足先登和跟上迅速发展的潮流，在国外，技术开发的研究已引起越来越多公司和专家的重 视，各大公司都不惜重金组织庞大的“技术开发研究中心”或“技术开发部”。美国1978年 时，化工过程开发研究费用就占总化工研究费的50%,日本占66%。在国内，化工技术开 发也正日益引起各方面重视，取得令人鼓舞的成效。

精细化工过程开发的一般步骤系指，从一个新的技术思想的提出通过实验室试验、中间 试验到实现工业化生产取得经济实效并形成一整套技术资料这一个全过程。或者说是把“设 想”变成“现实”的全过程。由于化工生产的多样性与复杂性，化工过程开发的目标和内容 有所不同，如新产品开发，新技术开发，新设备开发，老技术、老设备的革新等。但开发的 程序或步骤则大同小异。

综合起来看，一个新的过程开发可分为三大阶段。

(1)实验室研究阶段它包括根据物理的化学的基本理论、或从实验现象的启发与推 演、或从情报资料的分析等出发，提出一个新的技术思路，然后在实验室进行实验探索，明确过程的可能性和合理性，测定基础数据，摸索工艺条件等。这一步是带有战略性的，方向 性的，它要求研究人员有扎实的基础知识和技巧，又要求思想敏锐与视野开阔，善于去伪存真，把握过程的内在规律，从而作出正确的判断。

(2) 中间试验阶段 由于化工过程的极端复杂性，往往不能把实验室的研究成果直接用于 生产中，而必须经过中间规模的试验考察(有时还要辅以大型冷模试验)。这一步是从实验室过渡到生产的关键阶段。在此阶段中，化学工程知识和手段是十分重要的。中试的时间对一个 过程的开发周期往往具有决定性的影响。中试要求研究人员具有丰富的工程知识，掌握先进的 测试手段，并能取得提供工业生产装置设计足够的工程数据，进行数据处理从而修正为放大设 计所需的数学模型。此外，对于新过程的经济评价也是中试阶段的重要组成部分。

(3) 工业化阶段对开发研究人员，主要的任务是根据前两个阶段的研究结果作出工业 装置的“基础设计”，然后由工程设计部门进行工程和施工设计。但研究人员应在工业装置 建成后，取足必要的现场数据以最后完善开发研究的各项成果，并形成一整套技术资料，作 为专利或推广之用。

当然，上述的过程开发步骤仅是一般的规律，而且几个步骤之间也不是截然分开的，有 时有交叉，甚至倒回(如在中试后再补做小试)的情况也时有发生。同时由于化工过程的复 杂性，决定了它比其他过程更加依赖于实验。其关系如图2-2所示。

精细化工开发的步骤

就精细化工过程开发而论，不论是实验室研究还是中试，都要做大量的实验。如何科学 地组织实验以求得能用最少的人力和物力、花费最少的时间、取得尽可能多的结果，这对于精细化工过程开发的成败是关键性的。

用电子计算机进行化工过程的数学模拟放大，是近20年来发展的一种方法。通过在实 验室里获得的结果以及对过程的物理-化学规律的了解，就可提出一个描述过程的初级模型 (通常是一组微分方程和代数方程)。然后在计算机上进行解算，经过对模型的不断修正，使 其符合于试验结果，就可用于放大设计。当然，目前还不能说所有化工过程都可以用数学模 拟放大方法，也不是说每个化工过程的开发都必须建立数学模型，而应视具体情况来定。此 外，有些过程的数学模型，往往要经过中试，甚至工业装置的检验后才能成立。

建立数学模型时反复循环的过程如图：

建立数学模型的循环框图

数学模型法已不断用于过程的控制和过程的最优化，也开始应用于精细化工生产过程的 设计与优化。如精细化工生产中常用到的间歇操作一直是建模、设计和优化的研究课题之 一。间歇过程有很大的自由度，手算方法只可以得到可行解，但很难找到最优设计，间歇过 程的最优设计必须借助于计算机才能完成。

搅拌混合在间歇操作的精细化工厂中应用极为广泛。搅拌混合是传质、传热和物理、化 学过程的核心。混合与加工时间、温度、压力和催化剂活性的影响一样，对控制产品的收率 和质量起着重要的作用。目前对该过程有人正进行优化设计的研究，并已初步掌握间歇过程 优化设计的规律。