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1 化工过程开发概论1

1.1 科学技术及研究方法概述1

1.1.1 科学理论对研究工作的指导作用1

1.1.2 搜集事实材料的方法2

1.1.3 思维加工方法3

1.2 化工过程开发的内容3

1.2.1 化学工业在人类社会中的地位3

1.2.2 化工过程开发的内容4

1.3 化工过程开发的特点5

1.3.1 实验室研究与工业生产的不同点5

1.3.2 化工过程开发的特点6

1.3.3 放大是化工过程开发的核心7

1.4 化工过程开发的基本方法8

1.4.1 实验研究方法9

1.4.2 数学模型方法9

1.5 化工过程开发的主要步骤10

1.5.1 开发基础研究10

1.5.2 过程研究10

1.5.3 工程研究11

1.5.4 化工过程开发中的组织与管理12

1.6 开发案例12

1.6.1 合成氨发展史12

1.6.2 包裹型复合肥料的研究与开发13

2.1 选题基本原则16

2.1.1 选题基本原则16

2 科学选题16

2.1.2 项目及经费的主要来源17

2.2 技术经济资料19

2.2.1 文献调研19

2.2.2 市场调研23

2.2.3 资料的分析与整理27

2.3 开发方案与立项报告28

2.3.1 开发方案28

2.3.2 立项报告28

3 绿色化学与技术30

3.1 绿色化学及其特点31

3.2 绿色化学原理31

3.2.3 最大限度地使用或产生无毒或毒性小的物质32

3.2.2 最大限度地利用资源32

3.2.1 污染防止优于污染形成后的处理32

3.2.4 设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性33

3.2.5 尽量不用辅助剂而需要使用时应采用无毒物质33

3.2.6 能量使用应最小并应考虑其对环境及经济的影响33

3.2.7 最大限度地使用可更新原料34

3.2.8 尽量避免不必要的衍生步骤34

3.2.9 催化试剂优于化学计量试剂35

3.2.10 化学品应设计成使用后容易降解为无害物质35

3.2.11 分析方法应能实现在线监测并在有害物质形成前加以控制36

3.2.12 化工过程物质的选择与使用应使化学事故的隐患最小36

3.3 绿色化学的研究动向36

3.3.5 无溶剂反应与无溶剂分离技术37

3.3.4 可同时防止与解决污染问题的化学技术37

3.3.3 组合绿色化学37

3.3.1 氧化剂与催化剂37

3.3.2 生物模拟多功能试剂37

3.3.6 能源相关的研究38

3.3.7 非共价键衍生物38

3.3.8 无害介质水中的反应38

3.3.9 超临界 CO2作为绿色溶剂的利用38

3.3.10 毒性与化学品设计中的计算机应用38

3.3.11 可持续性分析38

3.3.12 原子经济性反应的开发39

3.4 绿色化学技术39

3.4.1 生物工程技术39

3.4.2 等离子体技术40

3.4.4 新型绿色催化技术41

3.4.3 辐射加工技术41

3.4.5 超临界流体技术43

3.4.6 传统工艺中的新技术44

3.5 清洁生产45

3.5.1 清洁生产的定义45

3.5.2 清洁生产的内容45

3.5.3 清洁生产的特点45

3.5.4 实施清洁生产的途径46

4 实验室工作48

4.1 实验工作中的文献资源48

4.2 实验过程的观察与实验方法48

4.2.1 观察48

4.3 实验研究工作进行程序49

4.2.2 实验49

4.2.3 实验分类49

4.4 实验研究的方法论50

4.4.1 思想模型与理想实验方法50

4.4.2 科学思维的逻辑方法50

4.4.3 科学思维的非逻辑方法51

4.4.4 创造性思维方法52

4.4.5 数学方法53

4.5 实验室安全技术54

4.5.1 实验室常见事故的预防和处理54

4.5.2 实验室安全用电55

4.6 基础实验技术55

4.6.1 常用玻璃仪器及其清洗干燥55

4.6.2 加热与冷却56

4.6.3 干燥57

4.6.4 重结晶58

4.6.5 升华58

4.6.6 蒸馏59

4.6.7 分馏62

4.6.8 萃取63

4.6.9 离子交换分离法64

4.6.10 膜分离64

4.6.11 色谱法64

4.6.12 红外光谱68

4.6.13 核磁共振谱70

4.6.16 热分析技术71

4.6.15 X 射线衍射技术71

4.6.14 催化剂反应性能的测试方法71

4.6.17 电子显微镜法72

4.6.18 电子能谱法72

4.6.19 常用测量技术73

4.7 实验优选和数据处理77

4.7.1 单因素实验优选77

4.7.2 正交试验设计法78

4.7.3 均匀试验设计80

5 化工过程放大85

5.1 反应过程放大基本方法85

5.1.1 基本概念85

5.1.2 反应过程放大基本方法87

5.2 传递过程与冷模试验90

5.2.1 传递过程90

5.2.2 冷模实验94

5.3 化学反应器99

5.3.1 化学反应器基本概念100

5.3.2 化学反应器选型103

5.4 中间试验107

5.4.1 中间试验的目的和作用107

5.4.2 中间试验分类108

5.4.3 中间试验要注意的几个问题109

5.4.4 中间试验实例——乙烯氯化制二氯乙烷的开发112

6.1 评价的基本内容、方法和步骤114

6.1.1 评价的基本内容114

6 工程经济114

6.1.2 评价的方法和步骤115

6.2 项目的投资估算116

6.2.1 工艺装置投资(CBL)估算116

6.2.2 公用工程及罐区投资(UTI)估算118

6.2.3 其他工程费用估算120

6.2.4 联合试运转费和未可预见费120

6.2.5 流动资金估算121

6.3 产品成本估算121

6.3.1 产品成本组成121

6.3.2 固定成本和可变成本122

6.3.3 设备折旧122

6.4.1 经济评价中的主要概念123

6.3.4 成本估算方法123

6.4 经济评价要点123

6.4.2 经济评价要点125

6.5 技术经济评价报告129

7 安全与环保131

7.1 劳动安全131

7.1.1 劳动安全及其设计内容131

7.1.2 化学危险品及其分类131

7.1.3 化工防火防爆及设计要点132

7.1.4 化工防毒和防烧伤及设计要点136

7.2 环境保护137

7.2.1 化工环境保护设计的内容137

7.2.2 环境影响评价及其功能与程序138

7.2.4 三废治理及噪声控制139

7.2.3 环境影响评价报告书139

8 过程分析与合成143

8.1 单元操作的知识144

8.1.1 物料输送、混合、粉碎的方法144

8.1.2 改变物料温度的方法145

8.1.3 非均相混合物分离方法145

8.1.4 均相混合物分离方法145

8.2 分析与综合145

8.2.1 分析与综合的基本概念146

8.2.2 比较方案筛选148

8.3 化工过程合成151

8.3.1 探试法151

8.3.2 形态分析——分枝界限法153

8.3.3 功能分析——调优法155

8.3.4 计算机辅助过程合成159

8.4 化工过程合成案例——苯乙烯生产161

8.4.1 生产方法161

8.4.2 乙苯的生产161

8.4.3 乙苯脱氢制苯乙烯分析164

8.4.4 工业乙苯脱氢166

9 工艺设计基础169

9.1 过程开发设计169

9.1.1 概念设计169

9.1.2 中试设计169

9.1.3 基础设计171

9.2.1 可行性研究报告172

9.2 化工工艺设计基础172

9.2.2 初步设计173

9.2.3 流程图规范要点173

9.2.4 施工图设计175

9.3 化工过程计算基础176

9.3.1 物料衡算176

9.3.2 能量衡算179

10 知识产权保护182

10.1 知识产权182

10.1.1 知识产权的保护范围182

10.1.2 侵犯知识产权行为的基本特征183

10.1.3 侵犯知识产权行为的法律救济183

10.2 技术成果183

10.2.1 技术成果认定的范围与形式184

10.2.2 技术成果认定的程序186

10.3 专利189

10.3.1 专利权189

10.3.2 专利190

10.3.3 如何申请专利191

10.3.4 专利文献的使用191

10.4 技术转让与技术合同192

10.4.1 技术合同及其分类192

10.4.2 技术合同的内容193

10.4.3 技术合同的签订193

10.4.4 技术合同的履行194

10.4.5 签订和履行技术合同时应注意的问题194

主要参考文献196