石油化学工程原理范文

导语：如何才能写好一篇石油化学工程原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：园林绿化工程；现场施工；管理方式

目前园林绿化市场的竞争愈加激烈，为了能够在激烈的市场竞争中获得更好的优势，企业务必要向用户提供更加优质、成本较低的产品，这就需要合理的施工工艺和高效的现场施工管理来实现。近几年，园林绿化工程对于施工现场的管理工作愈加重视。当园林绿化工程中标之后，首先就是要开展对施工现场的组织和管理。其中包括了准备工作、正式施工、竣工验收和后期养护这4个环节。

1 确定园林绿化工程设计方案与标准

在开展施工之前，务必要确定园林绿化工程的规划设计图，设计的方案和标准等，要全面了解和掌握现场施工所设计的部门的配合情况，明确设计图的内容，熟悉施工现场和条件，包括水源、电线等。

2 实地勘察，制定方案

为了能够科学地进行现场施工，在了解和掌握设计图的意图、设计方案和标准之后，应当实地去勘察，做好施工前的准备。首先要分析现场的种植土，便决定是否要更换种植土，同时计算若是更换，其工程量有多大。其次就是劳动力的计划，从开始施工到后期养护，所需要的劳动力编制，组织有关的工种入场，安排工人的工作生活，同时做好安全教育工作。第三就是编制计划各种施工材料，依据施工计划和要求做好订购苗木的工作，务必要确保苗木的树形完整，规格符合要求。第四是关于施工机械的编制计划，要根据实际的施工需求，来编制计划，并且按照使用的顺序来组织进入现场。另外还要调整施工的顺序。

3 抓好园林绿化工程现场施工的关键工序

3.1 整理工程的施工现场

整理施工现场主要包括2个方面：（1）清理施工场地残留的渣土、垃圾等东西。（2）翻松施工地面、平整地修理和铺设等。

3.2 放线和挖穴

放线需要定点，也就是依据施工的设计图在场地上测量苗木种植的行距和具置。在定点完毕后，便可以准备挖种植的槽。

3.3 定植

在苗木进行定植之前，需要对其进行倒剪的处理，为了减少苗木水分的蒸发，保证苗木的成活率。具体定植的方式是将苗木的土球放进穴内，位于中间位置，立起树干，使其能垂直生长。将种植土进行分层填穴，填完土需将树根向上提一提，并且在每填完一层种植土后，需要用锄头将其插实，确保泥土能够掩盖住苗木的根茎部分。最后将剩下的穴土绕着苗木根茎进行周边培土，形成一个环形的围堰，尽可能压实围堰土，不让其松散开来。

3.4 养护

在苗木定植后的一天时间内，务必要浇1遍水，而且浇足水，浇透泥土，完全吸收水分，紧密结合根系与泥土，为以后根系的发育提供良好的条件。

3.5 防风

在种植完苗木之后，需要做好防风措施，避免较大苗木被风吹倒或者被路人摇晃。具体来说，就是要在周边设立支柱来固定树木。

4 保证工程质量，做好资料管理工作

实际上园林绿化工程施工的工作量和工作强度非常大，既要严格地依照施工标准开展施工，又要在限定的时间内完成施工任务，实现保质保量，这就需要管理工程的质量控制，明确质量控制的要点以及责任人，严格地控制和管理施工的具体进度、施工的成本，真正地做到安全施工，文明施工，从而实现优质的园林绿化工程。另外要管理现场施工过程中的各种技术资料和数据，及时、准确地做好施工记录以及各种材料验收手续，保证园林绿化工程的技术资料完整与真实。

5 做好竣工验收后的养护工作

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关键词：化工过程；设计；优化；研究生；课程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）33-0060-02

《化工过程设计与优化》课程是化工类研究生专业课中的一门综合性强，知识面广泛的化学工程专业课，可以培养化学工程专业学生的工程实践意识，受到国内化工专业高校的重视。合肥工业大学化工学院制定了《化工过程设计与优化》的研究生课程计划，学院经过研究，决定从2006年开始在化学工程专业研究生中开设《化工过程设计与优化》选修课程。经过几年的教学实践，改进了教学内容和教学形式，开课取得成功。在近6年的校本部研究生及企业研究生班教学过程中，我们对课程内容和教学方法进行了一些有益地尝试，逐步形成了一套适合本校学生特点的教材，培养了学生的化学工程实验意识和工作能力，毕业学生受到用人单位好评。

一、分析取舍国内外相关教材的教学内容

“优化”已成为一门系统的数学理论性学科。国外的一些原版教材或译书箱大多涉及优化的数学模型建立、因素分析和计算等理论，或者介绍Aspen Plus和PRO/II等软件的应用等。教材的数学理论性强，难度大，与化学工程关联度偏小，难以直接用于本校化学工程专业研究生的教学。国内出版的化工过程与设计方面的教材较多偏重工艺描述，与化工优化知识的结合点少，不能直接采用。我们从国内外的教材中进行选取，注重各章知识点完整性和连贯，强化工程实践意识的培养。经过几轮教学效果比较和学生反馈，最终确定总学时32，主要教学内容分为：①优化基本理论及概念；②优化理论在化工领域的应用；③项目立项及化工厂设计；④化工过程优化与设备选型；⑤化工与优化专题讨论。近年来，通过与华东理工大学、天津大学等高校的调研与交流，收集整理相关的图书资料，我们还对现有教学讲议及PPT课件进行了一些充实和完善，最终形成包含有化工基础知识，管路及设备选型，工艺路线优化，各种操作单元设计优化与组合方法，公用工程设计，计算机辅助设计基础知识，可研性报告编写，技术经济分析，绿色化工过程等适用合肥工业大学的生源状况的教学讲义及PPT，解决了课程缺少合适教学资料支持的问题。

二、改革教学方法，因人施教

随着研究生招生人数的增加，合肥工业大学化工学院研究生的生源发生较大变化。2012年度，“211”以上生源占33%，其他大多为阜阳师范学院、合肥学院，皖西学院等本省非工科背景生源。这些学生中，有的缺乏化工基础知识，有的实际工作经验丰富，但理论功底薄弱。针对生源情况，我们在教学中注意适当补充一些基础化学工程知识点，通过化工与优化专题讨论教学过程，布置相关章节阅读作业，补充理科或师范生源学生的化工管路，流体输运机械，反应釜，搅拌器类型，板式塔或填料塔等知识点。通过教学方法上的设计，通过4～5个学生搭配组成的学习小组，共同完成一个设计型课题，让非化工专业背景学生掌握化工设计的基础知识。对基础好的学生，则布置Aspen Plus、PRO/II和ChemCAD软件应用专题，让学生通过工艺过程，掌握计算机辅助设计、模拟及优化系统知识，参加化工项目设计竞赛。在教学过程中，教师把与企业合作中得到的感受向学生做生动地讲解，并结合企业中的化工优化与化工厂设计实例，课堂气氛活跃，师生有所互动，受到本校学生及企业研究生班学员的好评。

三、培养学生的化工经济分析和绿色化工思想

近年来，国家对化工项目申报和实施过程有了法定程序，如项目经济分析，可行性论证，安全与环境评估及社会影响等流程。一些用人单位反映，相当多的化学工程专业研究生不会编写项目可研性报告，不了解项目的设计―评估―施工―验收―冷模―中试―生产整个流程。中国化工学会理事长等专家在合肥工业大学做学术报告时，曾呼吁化工学院应对研究生增设化工项目的可行性报告编写，项目经济分析，平立面优化设计及绿色化工等课程。因此，教学过程中，我们以化工学院与合肥安邦化工有限公司合作开发的“2000t/a溶剂法TAIC交联剂的清洁生产技术研究及产业化项目”为范例，从项目建议书开始，在课堂上把科研报告，环评，安评，总图设计，施工图设计等资料展示给学生，讲评化工厂建设的资料编写技巧，使学生对化工厂设计过程有了认识。在安徽省化工设计院的帮助下，结合该项目的设计图纸，补充学生化工设计制图、识图知识及化工产品的分类等国家标准。

四、在教学过程中丰富教学内容，改进教学方法

《化工过程设计与优化》属于新开课程，考虑到缺少教材和教学经验，化工学院把《化工过程设计与优化》课程定位为研究生的专业选修课，进行教学实验。在2006学年选课过程中，研究生导师和学生对这门课不太了解，选课的学生只有5人。起初，我们从图书馆查阅有关优化和化工设计的图书资料，从20多本相关图书中寻找出相关的教学素材。例如考虑到化学工程专业学生的理论数学基础较弱，我们避开严格的数学推导过程，直接采用应用数学的优化结果，如求取极值和黄金分割法等一些优化方法，来处理化工领域的一些工艺优化问题。我们将管路计算，污水处理，工艺参数，换热器，精馏塔的设计与优化作为第二章。课程结束后，布置一些化工过程的优化专题课外作业。在承担的教学过程中，先后补充了常见化工单元操作优化与设备造型，化工识图，化工经济评价，绿色化工设计等内容。随着选课人数的增加，我们在教学方式上进行了改进，增加专题讨论环节。将学生分为若干个专题组，让学生根据所学知识，通过查阅文献，对管路设计及优化，项目建议书，搅拌器形式与选型等某个单元进行演讲和讲评，调动了学生的工程实践意识，活跃了课堂学术气氛。我们对学生的专题作业进行总结，从中选定一些新的知识点，补充到课件，用于下年的教学。

《化工过程设计与优化》课程处于发展与完善阶段，涉及的内容多，教学内容起点高，国内各个高校还没有相对固定或成熟的教辅资料。从师资上讲，教师的工程实践经验不足，难以把握教学内容。拟通过与同行交流学习，完善教材内容和教学形式。

参考文献：

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[2]刘道德，等.化工设备的选择与设计[M].长沙：中南大学出版社，1991.

[3]陈声宗.化工过程开发与设计[M].北京：化学工业出版社，2005.

[4]胡上序，等.化工过程的建模/仿真和优化[M].杭州：浙江大学出版社，2006.

[5]祝湘陵，郭海敏.高等教育综合化与工科研究生创新型人才培养[J].长江大学报（社会科学版），2007，31（1）：117-119.

[6]李柏林，张建伟.“石油化学”课程改革与实践[J].中国电力教育，2010，（28）：93-94.

[7]刘敏，罗婕，戴玉春.仿真技术在《化工原理》教学中创新应用与实践[J].河北化工，2010，33（9）：71-73.

[8]Warren L.McCabe Julian C.Smith Peter Harrott Uint operations of chemical engineering，sixth edition，McGraw Hill Education，ISBN 7-5025-4428-3，2001.

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【关键词】蜡产品；成型；质量；控制

一、蜡产品成型的生产原理

蜡产品成型原理。由原料泵输送的液态蜡经成型机容积式浇注器注入蜡盘，多层蜡框架在闭合链条的带动下，在蜡产品成型机冷室内的轨道上运行。蜡产品成型装置冷却系统为蜡产品冷却成型提供所需的冷量，使液态蜡经冷室14层蜡框架，近150分钟的冷却后变为成型的固体蜡，再由蜡产品出料输送器输送到蜡产品包装线上。工序特点：敞开式生产；质量的直观性；产品计量分散性；一机多能性，质量故障点极多，指成型过程中蜡产品的质量控制点，不仅要严格控制关键工艺参数，而且要将每一块蜡都作为质量控制点。

二、蜡产品的质量问题

（1）蜡产品成型中存在的质量问题。蜡块表面遗留凝固态泡沫；蜡块有不平及发黄现象；蜡块有油污和其他颜色不一致的蜡斑；蜡包重量偏差。（2）蜡产品出现质量问题的原因。第一，注料温度过低。注料温度过低，液蜡的粘度增加，液蜡注入蜡盘时产生大小不一的气泡，这些气泡在冷冻过程中小部分发生破裂，大部分保留下来，最终在蜡块表面成泡状凝固下来。第二，注料温度过高。注料温度过高，蜡液将高温带入冷室内，同时产生两种质量影响：一是高温蜡液将冷室内上一层蜡盘底部附着的污蜡加热熔化，滴入刚完成注料的蜡盘内造成产品污染。二是高温蜡液导致蜡盘底部升温，熔化蜡盘底面外部附着的污蜡，滴入下层刚完成注料的蜡盘内造成产品污染。第三，冷室温度较高或成型机运行速度过快。液态蜡产品得不到充分的冷却，成型机直接出软蜡，蜡块包装码垛后容易变形。夏季成型低标号蜡产品、成型加工任务较重时，极易出现此种情况。第四，成型机注料槽内不清洁。成型机注料槽中的污物主要是含水或铁锈等的杂物，是吹扫或切换停用流程产生的。这些杂物和蜡液一起注入蜡盘，其中铁锈混于蜡液中，水沉于蜡盘底部，造成成型出来的蜡块发黄，底部有凹陷。第五，色度差距较大的蜡产品切换频繁。2000年以来，精蜡厂陆续投运三台蜡产品造粒机，大大缓解了蜡产品成型能力不足的状况。但由于造粒机的适应性和特种蜡产品的特性影响，成型机仍是开发特种蜡产品的主要成型手段。第六，设备卫生差。成型机注料时，溅到传动链条上的液蜡进入冷室后冷凝成固态，这些碎蜡与机械油脂、空气中的灰尘一起在链条、框架和轨道的挤压下形成黑色油污，在冷室蒸发器风机的吹动下，落入蜡盘中附着在蜡块表面上。

三、提高蜡产品成型质量的对策

（1）选择合理的注料温度。一是从节能和提高处理量角度考虑，蜡产品成型的注料温度越接近熔点越好，从确保蜡的外形质量考虑，注料温度又需一定程度的提高。二是如果要成型高熔点蜡，需要提高注料温度时，要提前安排，彻底清理蜡盘底部附着的蜡，防止高温造成的污染。（2）控制适当的冷室温度和成型机运行速度。控制适当的冷室温度。注入蜡盘中的液态蜡产品进入冷室，即与冷室中的冷空气进行换热，传热速率方程为：R＝KSt（K－传热系数，W/m2・℃，S－换热面积，m・t－蜡与冷室温度差，℃）由传热速率方程可知，冷室温度与液蜡的温差t越大，则换热效率越高。但在蜡产品凝固过程中，若温差过大，也会造成蜡块外部冻裂，而内部才刚刚凝固或尚未凝固的现象。生产实践证明：在正常加工量负荷下，冷室温度控制在0℃～5℃时，不会出现软蜡。（3）控制适当的成型机运行速度。液态蜡产品冷却成固态蜡产品，经历温度高的液态蜡产品到温度低的液态蜡产品、等温相变、固态蜡产品到低温固态蜡产品这三个过程，液态蜡产品通过热传导、对流等方式释放出自身的热量，需要一定的时间才能完成。根据其经验，成型机的速度最大应不高于4.78吨/小时，就可消除软蜡现象。（4）注料槽的排污和清洗。一是成型机停运时，注料槽液位低于五分之一时，停止注料，将剩余的物料通过低出口放空阀放出；停运后，注料槽要进行彻底清理，并采取密闭保护措施。重新启用时，注料前循环一小时开始注料，注料槽首次充满后沉降半个小时并脱水。二是为防止注料槽内进水和残存污物，应杜绝为了提高某种产品的收率，将罐底剩余物料全部抽入注料槽内的操作方法。原因是罐底物料含微量白土渣和水分，易造成成型蜡产品的污染。三是在成型机注料槽前安装一台100目的过滤器。（5）搞好成型机卫生。落实成型机的每周特护制度，组织技术攻关，必要时请一些厂外的专家和专业公司帮助设计和解决成型机注料时防溅机构。

四、结论

（1）蜡产品成型的注料温度高于蜡产品熔点9℃～10℃时，成型出来的蜡块无遗留凝固泡沫现象。（2）控制适宜的冷室温度（0℃～5℃）和成型机运行速度（≯4.78t/h），可杜绝软蜡的产生，蜡包码垛后不易变形。（3）加强对成型机注料前的工艺准备和设备使用管理，就不会出现蜡产品污染和蜡块底面凹凸不平现象。（4）搞好成型机卫生特护，蜡块表面不再有油污。

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――记2006年度高等学校科学技术奖专利奖一等奖

“同步辐射空间姿态可调连续变焦超长准直和聚焦系统”

2006年度“高等学校科学技术奖”授奖项目共325项（一等124项/二等201项），其中自然科学奖111项（一等42项/二等69项）、技术发明奖31项（一等15项/二等16项）、科技进步奖161项（一等59项/二等102项）、科技进步奖（推广类）10项（一等5项/二等5项）、专利奖12项（一等3项/二等9项）。本期选取了获得推广类一等奖的两个项目和获得专利奖一等奖的一个项目进行刊登。欢迎获奖项目的完成人和完成单位踊跃投稿，本刊将在今后的“科技奖励”栏目中陆续刊出。敬请关注。

项目背景

同步辐射光源是继电光源、X光源和激光源之后第四次为人类文明带来革命性推动的新光源。具有高强度、高准直性、能量连续可调等一系列优点，是众多前沿学科领域进行基础研究和应用研究的一种最先进又不可替代的工具和试验平台。自1947年首次观察到同步辐射以来，随着同步辐射应用研究的不断深入，应用范围不断拓展，对同步辐射装置的要求也在不断提高。

同步辐射光源的发展已历经了三代：第一代同步辐射光源为兼用机，是利用为高能物理实验用的正负电子对撞机兼作同步辐射光源，该装置中的束团发射度较大，相应的光谱耀度较低；第二代同步辐射光源是上世纪七十年代中期发展起来的专用光源，其束团的发射度降低到50～150nm.rad，相应的光谱耀度也增加了两个数量级；第三代同步辐射光源是上世纪八十年代后期发展起来的专用光源，其束团发射度降低到3～20nm.rad，这类光源上可安装大量的插入件（波荡器和扭摆器），不但使光谱耀度再提高2～3个数量级，而且可灵活地选择光子能量和偏振状态。

目前世界上共建有50多个同步辐射光源。北京同步辐射装置是我国第一个利用同步辐射光源进行科学研究的装置，建成于上世纪九十年代初期，是我国凝聚态物理、材料科学、化学、生命科学、资源环境及微电子等交叉学科开展科学研究的重要基地。北京同步辐射光源属第一代光源，为了进一步提高北京同步辐射装置的性能，适合生物大分子等新兴领域的研究需求，本世纪初，在国家（A4）计划“正负电子对撞机改进与未来发展”和“北京正负电子对撞机重大改造工程”的支持下，北京同步辐射装置也开始了一系列改造。

准直、聚焦系统是同步辐射光束线中的关键装置，分别完成对同步辐射X光垂直方向上的准直和水平与垂直方向上聚焦。

主要创新点

本专利针对准直镜和聚焦镜镜体长度较长，压弯精度高，且工作在高温及超高真空条件下，自主创新地提出一种空间姿态可调连续变焦的超长镜体压弯系统。它的主要创新发明和特点如下：

发明了基于杠杆反撬机理的能卸载镜子自重，并能自锁的双模式超长镜体压弯系统机构，实现超长镜面空间姿态的连续变焦，解决了同步辐射X光束的高精度准直、聚焦；

发明了卸载真空负载的真空室外支撑台机构，来实现对真空室内镜体姿态调节，避免了调节机构驱动电机等电器器件装在真空室内对镜子的污染，既有利于超高真空的实现，又大大延长镜子使用寿命；

通过计算机对真空室外支撑台机构的控制调节真空室内镜体的位置，实现在工况下，对镜置的远程调控，既提高了工作效率，又使人身安全得到保障；

采用松套法兰、双刀口法兰、银丝密封等组合技术，及“折”型管冷却，较好地解决了超高真空密封技术和镜子的水冷；

采用一些特殊结构设计，以方便系统组装，真空试验时，不必重新安装真空腔室器件就能更换密封圈，大大提高其安装工艺性能。

研究队伍

上海交通大学与中国科学院高能物理研究所，校所合作，在研制高热负荷及超高真空条件下超长镜体压弯的准直、聚焦压弯系统的过程中，精心组织了一支来自同步辐射、光学、精密仪器等多学科交叉的、老中青结合的研发团队，协调攻关，确保了本专利的发明和实施。

陈文元在本项目中提出了本专利创新的总体方案，并全面负责实施，在连续变焦的超长镜体压弯系统、镜子的空间四自由度方位调整系统、水冷系统的双刀口真空密封系统等创新中起到关键和核心作用；张卫平在准直聚焦系统的创造发明中，参与超长镜体压弯系统及镜箱的设计、理论分析、建造以及准直聚焦系统的图纸绘制，并参与加工、安装与调试等工作；盛伟繁在超长压弯镜箱的创新发明中，负责调研、收集各类先进的设计思想与方案，进行整理分析，对确定符合本项目需求的、具有我国自主创新性的设计方案起到了重要作用，并负责工程管理、协调、外联，有效保证了本发明在同步辐射光束线上的实施；阎永廉参与本发明从初始构思到最终实现的全过程，其多年的同步辐射工作经验对于本发明的方案制定、具体实施和最终满足用户需求具有重要的贡献，并在实际实施中起到重要作用。

应用情况

本发明的高热负荷下超高真空条件下超长镜体压弯的准直、聚焦压弯系统，包含基于杠杆反撬机理的、能卸载镜子自重且能自锁的、超长镜体双模式压弯和空间姿态机构，折形及铟镓无氧铜块组合水冷系统、双刀口法兰等，是自主知识产权的重要装备，装置性能达到国际先进水平，不仅为国家节约了大量资金，并且对同步辐射光源的应用，提升我国科学研究和创新能力，具有重要意义。

根据本发明专利研制的准直、聚焦装置，从2002年至今已有10套用于北京国家同步辐射实验室的生物大分子（二条）、XAFS（X射线吸收精细结构）、荧光、衍射、小角散射等6条光束线上，累计使用有效机时1万余小时，完成课题300多项。线站运行稳定，国内外众多知名院校、研究所（浙江大学、天津大学、中科院上海应用物理研究所等）争先在此装置上进行科学研究，一大批成果通过该装置产生。生物物理所对植物浦光蛋白结构的测试、清华大学对SARS病毒主蛋白酶复合物结构的研究都取得了突破性进展，世界上首先测出来的SARS 病毒蛋白质“3CLMpro”等重大发现被美国《自然》杂志和PNAS 刊物发表。这些成果不仅推动了各领域的科学研究，也必将在一定时间后转化为生产、经济效益。

立足国情研发自主知识产权的过程控制技术

――记2006年度高等学校科学技术奖推广类一等奖

“大型裂解炉温度和负荷先进控制技术”

项目背景

石油化学工业是我国的支柱产业之一，而乙烯工业则是石化工业的“核心”和发展标志，其发展直接影响到国家的经济基础和综合国力强弱，大力发展具有国际竞争力的乙烯工业是我国当务之急。建设新的乙烯装置，投资大、周期长；采用自动化技术提升现有乙烯装置生产技术，增加产量、提高质量、降低消耗，其投资少、工期短、见效快。

目前我国所有乙烯装置生产设备都是从国外引进，由于国外先进控制技术和软件适应不了国内乙烯生产原料多变状况，很难长周期投入使用，因此迫切需要研发具有自主知识产权、适合国内乙烯生产特点的乙烯生产过程先进控制技术和软件，以提高乙烯装置的生产技术水平和国际竞争力。

裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，它操作平稳与否不仅影响整个乙烯生产装置的产品质量和产量，而且将影响下游生产装置的平稳操作。因此，对乙烯生产过程开发计算机先进控制技术时，首先考虑开发裂解炉的先进控制技术，且它所获取的经济效益约占整个乙烯装置采用先进控制技术后所获得的经济效益的40%左右。在这方面，国外已有许多成功应用的经验。随着我国乙烯工业的发展，乙烯产量逐年提高，2005年达到740万吨，位居世界第3位，迫切需要先进控制技术，优化大型裂解炉的操作。

研发历程

华东理工大学早期开发了年产4万吨 SRT-III 型裂解炉温度和负荷先进控制技术，于2000年初就在扬子石化公司乙烯装置裂解炉中投入使用，稳定和优化了裂解炉的操作，延长了裂解炉的运行周期，每年可获得3031.69万元的经济效益，2001年，该成果通过江苏省科技厅组织的鉴定。

随着我国乙烯工业的迅速发展，裂解炉规模日趋大型化，目前年产6万吨乙烯的GK-VI型和SRT-IV型裂解炉以及年产10万吨的SL-Ⅱ型裂解炉被广泛采用。这些裂解炉的工艺结构更加复杂，生产负荷也大幅提高，对控制系统提出了更高的要求，原来的技术已不能满足大型裂解炉的控制需求。此外，以人工智能和信息融合为特征的控制理论得到了长足发展，为复杂工业过程的先进控制技术开发提供了新途径。本项目即是在原有技术的基础上，引入人工智能方法，结合工艺对象特点进行了技术再创新，开发了大型裂解炉先进控制技术。

齐鲁石化（目前为国内第三大乙烯生产企业）现有7台GK-VI型裂解炉、3台SRT-IV型裂解炉和2台SL-II型裂解炉，均为大型裂解炉，各炉型间工艺结构差异很大，裂解原料也不同，与扬子石化SRT-III型裂解炉差异就更加明显，这为控制系统的设计、实施带来了相当难度。为此必须首先对不同裂解炉特点进行系统分析，包括燃料气供给系统、蒸汽供给系统、裂解烃原料供给系统和裂解炉烧嘴类型和分布、炉膛结构、炉管分布和结构等，找出影响各炉型裂解炉平稳运行的症结所在，建立各炉型的动力学模型，这对预测裂解炉的动态特性非常关键；之后结合原有技术，融入最新的控制理论成果（例如应用新的模糊CMAC网络学习算法，减少热值软测量的建模时间，提高预测精度），开发了大型裂解炉先进控制技术，并成功应用。此外，本项目首次提出了温度均衡控制系统的新的设计思路，该系统在烃进料流量计故障时仍可保持各组炉管温度均衡。这一思想丰富了裂解炉先进控制技术的内容，提高了该技术的适用范围。

显著实施效果

从大型裂解炉生产过程实时控制的要求出发，融化学工程、自动控制、计算机应用以及人工智能等技术为一体，研究开发了基于模糊小脑模型关节控制器（CMAC）神经网络算法，并将其应用于裂解炉燃料气热值的软测量系统；研究开发了基于热值软测量系统的实时前馈推断控制技术，对裂解炉平均炉管出口温度进行实时控制；应用先进的过程控制技术、动态超前/滞后补偿技术、人工智能技术等，研究开发了裂解炉炉管出口温度均衡控制系统；应用专家系统和非线性控制技术对裂解炉各组炉管进料量进行动态分配，确保了总负荷的稳定；对裂解炉蒸汽注入量进行非线性自适应控制，确保汽烃质量比稳定。

本项目自2003年7月起在中国石化齐鲁石化股份有限公司年产72万吨大型乙烯装置中的SRT-IV型、GK-VI型和SL-II型等12台大型裂解炉上陆续投入使用，经过工业生产装置长达三年的运行考核证明，该技术进一步稳定和优化了乙烯裂解炉的生产操作，使各项工艺操作指标均处于最佳状态。控制效果非常显著，进一步稳定和优化了裂解炉的生产操作，使各项工艺操作指标均处于最佳状态，每年可产生3045.4万元的经济效益，三年来（2003年8月～2006年8月）累计给企业创造了6454.69万元利税的直接经济效益。

推广应用情况

2000年针对国内早期引进的年产30万吨乙烯装置中SRT-III型裂解炉，研究开发了其先进控制技术，并在中石化扬子石化大型乙烯装置上应用，效果显著，长期投用至今。随着我国乙烯装置的扩容改造，裂解炉日趋大型化，2002年针对GK-VI型，SRT-IV型和SL-II型等裂解炉的控制问题，成功开发了大型裂解炉温度和负荷先进控制技术，并在中石化齐鲁石化乙烯装置上成功应用；目前正在对中石化上海石油化工股份有限公司2#乙烯生产装置4台SL-II型裂解炉、2台GK-VI型裂解炉和1台GK-V型裂解炉进行先进控制技术的开发和应用。此项技术近年来已完成了数十台裂解炉（几乎涵盖所有炉型）的应用实施，技术经济指标达到国际先进，在同行业中影响显著。

在国内乙烯行业中已形成很大影响。该项技术解决了乙烯裂解炉生产过程中的若干瓶颈问题，达到同类生产装置国际先进水平，摆脱了我国乙烯生产过程先进控制技术依赖国外引进的局面，形成了具有我国自主知识产权、适应国内乙烯生产特点的智能控制技术和软件，推动了乙烯行业乃至石化工业科技进步，增加了企业竞争力。

2007年初，在中石化乙烯企业交流会议上，该项目因其工业应用实用性强、转化程度高，核心技术已授权国家发明专利和计算机软件著作权（其中“乙烯装置中裂解炉的智能控制方法”国家发明专利获得了2004年上海市发明创造专利奖发明专利一等奖、第九届中国专利优秀奖），形成了适应国内乙烯生产特点的智能控制技术和软件，已作为首批成熟技术在中国石化下属天津石化、东方石化、中原石化、上海石化、广州石化、茂名石化、齐鲁石化等七家企业内全面推广应用。

研发团队

该项目是由以国家杰出青年基金获得者钱锋教授领衔的研发团队完成的。该团队成员多年来一直从事石油化工生产过程建模与优化、先进控制以及智能控制和故障诊断的理论与应用技术研究；依托化学工程联合国家重点实验室、过程系统工程教育部工程研究中心等基地平台，承担了多项国家自然科学基金、863计划、科技攻关、国家工业自动化产业化专项以及40余项中石化企业的科技攻关项目；走“集成创新和引进、吸收、再创新”之路，在石油化工生产过程控制与优化、系统集成等方面作了大量的研究工作，其过程模型化、软测量、先进控制、故障诊断和优化控制等技术，成功应用于乙烯、精对苯二甲酸（PTA）、炼油、聚酯、聚丙烯腈等十余套大型工业装置，取得了一批创新性成果；打破了国外技术垄断，每年为企业创造了新增2.8亿元/年利润，仅在成果应用考核期就累计创造了新增6.69亿元利税，开创了一条投资少、见效快的石油化工装置增加产量、提高质量、降低消耗、实现跨越式发展的自主创新之路，打破了国内石化行业先进控制技术长期依赖国外引进的局面，为推动我国石油化工行业科技进步做出了重要贡献。

前景展望

我国一直将乙烯作为石化行业的龙头和支柱产业加以发展。随着我国国民经济持续稳定发展，对乙烯衍生物需求十分强劲。根据国家规划，“十一五”期间，我国将增加乙烯产能1000多万吨，增长140%左右，乙烯企业平均规模将从47万吨提高到58万吨。面对国际市场的竞争和强劲的国内需求，各乙烯工厂均面临挑战：既要保证重大装备的稳定、可靠又要不断提高生产的技术水平。这不仅仅需要在工艺技术、工程设计、工艺设备上寻求突破，还需要利用信息技术进行自动控制与优化系统的设计。因此，我们应立足更高的要求、更大的规模以及更广阔的市场，不断开发新方法、新技术，在不断的技术创新中获得更为广泛的推广应用市场。

从零开始开创中国魔芋产业

――记2006年度高等学校科学技术奖推广类一等奖

“中国魔芋产业关键技术的研究和推广应用”

项目背景

魔芋为天南星科魔芋属植物的总称，是唯一能大量提供葡甘聚糖的植物，始祖种为热带森林下层多年生草本，系统发育形成其奇特的生物学特征特性，却为中外学者所陌生。种质资源集中分布在亚洲中南半岛、云南南端，中国西南几省自古以半野生魔芋球茎作黑豆腐食用；印度以疣柄魔芋不含葡甘聚糖，主含淀粉的球茎作蔬菜食用；日本只有从中国传去的“花魔芋”一个种，却在二战后恢复经济期间将魔芋发展成一具特色的重要保健食品和化妆品产业，年产值约合人民币100亿元，对国民经济振兴起了重要作用。

当时除日本有几本魔芋栽培技术的小册和一本主写葡甘聚糖特性和保健研究的《魔芋科学》外，魔芋的研究资料很少。从农学角度，特别是生物学基础部分基本都是空白，生产上也仅是半野生多年生挖大留小的自然生长方式。由魔芋特性形成的独特加工工艺及其机械设备均为专用，技术全被日方保密，若购置烧重油的烘干脱水、精粉制造及凝胶食品的三套关键专用设备，每套均在二三百万元人民币以上，难为刚要兴起的民营企业所接受，且有的也不适宜中国使用。

中国魔芋产业的兴起与发展急需经济、实用的加工技术和配套设备及魔芋种植从半野生多年自然生状态转化为计划化、规范化生产的大田作物的系列技术。西南大学项目组组织强大的多学科、产学研及校内外相结合的强劲团队申请立项，从零开始，自我创新，21年如一日，突破并不断发展魔芋种植业和加工业的关键科技，支撑了产业的形成和发展。

总体思路

作为魔芋农产品加工产业，产业链很长，环节也多，但种植业仍是基础，没有种植业保证原料的持续供应，则加工业无从发展，且中国的魔芋种植面临从半野生多年自然生长的原始状态，将必须走向农田，进行有计划、规范化的优化生产，其中农民的观念转变及植物的适应性都将经受考验。因此，项目组必须从魔芋的生物学基础开始研究，深入掌握其特性及对生态条件的适应性，在栽培技术上顺其所好、避其所忌，尽力预防病害的侵袭，力争较平稳地完成其转化。这是一个系统而漫长的过程。

根据当时背景，魔芋加工产业的起步还得突破空白，抓住关键，攻克瓶颈。项目组确定对加工的三环节，即初加工、精粉加工和制品研制同时并举，边研究应用，边总结提高，力争促进产业尽快兴起。此外，由于当时热心进入魔芋行业的都为民营企业，他们大多资金不充足；因此项目组在要求技术路线和设备设计起点高、技术赶超国际先进水平的基础上，也提出了不盲目追求高精尖，但求经济、实用、高效益，节约起动资金。

主要工作及技术经济指标

项目组率先在全国进行以下工作：

考察并收集、保存、研究了魔芋种质资源，发现命名了全球品质最优的“白魔芋”新种，推广29万亩；

制定了《中国魔芋种植区划》，指导全国优选最适植区和最适海拔高度的山区有计划发展种植基地，已建成全国重点基地县14个；

进行了魔芋新品种选育工作，选育并审定了中国第一个新品种“万源花魔芋”，推广33.5万亩；

对魔芋生物学特性进行研究，从理论基础上弄清魔芋生长发育特性及对生态环境的要求，为科学种植奠定理论基础；

开展魔芋优化栽培、间套作制度及防病丰产高效益等栽培制度及技术研究，已累计推广面积216.67万亩，使一个半野生植物较平稳地转化为规模化大田作物；

采用复合护色剂和特定高温杀酶技术，并创新研制配套6YMH烘干机及其后改进的网袋式烘干设备，解决了土法烘烤造成黑心及含硫量超标问题，推广39台，价格仅为日本的1/10，效果相同；

创立了魔芋精粉干法、湿法和干－湿法三种技术原理、工艺及设备。尤其是干法的MJJO-1型精粉机采用军工技术自行创新研制极为成功，产品达特级。至今已推广以上设备1138台，三法的技术和设备推广覆盖面占全国95%以上，填补了国内空白；

研发了以魔芋精粉作食品及添加剂应用的终端制品的技术和规程，推动了全国魔芋食品的兴起；

项目新增产值855971.62万元，新增利税279469.006万元，创汇5892.56万美元，经济效益显著。

社会效益

山区农民脱贫致富，每亩增收2000元即可脱贫1户，已推广279.17万亩，约900万农民脱贫致富；

从无到有推动中国魔芋产业的兴起和发展，已形成“种植－初加工－深加工－多行业应用”的产业链，形成年产值超百亿元的新兴产业，为社会增加了就业岗位并带动了相关各业；据海关统计，魔芋产品每年增加出口创汇约4000万美元；此外，开发的魔芋保健品和食品还能增进人体健康。

推广的具体措施

开办培训班

开办了多场级别较高、影响较大的全国性高级魔芋科技培训班：1988年在成都举办，参会人员来自全国，约150人；1997年在昆明举办，有来自全国和当地的约200人参加；开办了魔芋分析测定全国培训班3次，主要是企业化验人员参加，共约180人。

此外，还开办了省、区、州级培训班共10次，参加人员约1500人；县、市级培训班（主要是培训当地科技人员，作为“二传手”），约50次，8000人；乡、村一级培训班（主要培训农技员，并从农民中选取领悟较好者作为魔芋技术员），约15000人次。

实地指导工作

多年来，项目组先后派出科技人员在重点企业及重点县市蹲点（在万源蹲点6年）指导科技工作，解决疑难。

召开科技研讨会

为了方便科技人员交流和普及魔芋科技，先后召开了多场科技研讨会：1988年在成都召开了全国性科技交流会，200余人参加，印出论文集；1995年在西南大学召开了中日魔芋科技研讨会，有来自日方的专家学者、企业人员、农民等20余人，以及中国的企业骨干等约200人参会，印出中日文会刊。此外，还举行了8场全国性魔芋加工科技会及种植业基地经验交流会，参加人员总计达2000余人。

项目组非常重视产学研结合，指导教师和研究生发表的魔芋科技论文近200篇，指导产业发展的论文83篇。

横向合作

横向合作由学校与地方共同承担，主要是在当地共同完成魔芋技术推广，共16项。

普及宣传