化学工程与工艺研究方向范文

导语：如何才能写好一篇化学工程与工艺研究方向，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。

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燕山大学的化学工程与工艺专业在2017年全国第四轮学科评估中得分B，在河北省高校中仅次于河北工业大学，位居全省第二。在省内有较高影响力。下面以三方面对燕山大学的化学工程与工艺专业进行分析：

1、燕山大学化学工程与工艺专业研究方向：化工产品的生产工艺与技术设备的设计、开发、研究、模拟与优化，新型化工材料的合成工艺及性能等。

2、主要课程：无机与分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、机械设计基础、电工与电子技术、化学反应工程、化工热力学、化工分离过程、化学工艺学、传递原理、催化

（来源：文章屋网 ）

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所谓多场分布，就是指发酵生物反应器中受到的多种物理因素影响，导致反应器内基质、产物等在浓度和温度上发生改变，从而对反应速率产生极大的影响，这些物理因素即为温度分布、速度分布和浓度分布。以发酵液中的反应为例，其反应的最终结果都与这些多场分布因素有关，如氧的传质速率、菌丝团以及菌体的内反应组分传质，还有固定化酶等等，都是主要的影响因素。在很多情况下，这些影响因素在影响反应过程的同时，还会起到主导反应的作用，即为发酵罐内反应的控制环节。所以，在发酵罐中的各项反应中，传递特性的作用十分关键，它的研究对于发酵罐内化学工程的研究来说具有良好的现实意义，并且为以后的发酵过程控制理论的完善奠定了基础。

2乙醇提纯工艺中所涉及的化学工程问题

乙醇提纯的主要工艺方法在进行乙醇的发酵工艺时，水是反应中必须要产生的物质之一，于是乙醇的提纯工艺就落到了水与乙醇的分离工艺上。基于化学原理上分析，这种提纯工艺可以采用精馏法，可以采用吸附法、共沸精馏、萃取精馏，也可以采用渗透气化膜分离法等等。一般来说，乙醇在发酵液中的质量分数在5%到12%之间，但是工业用乙醇的质量分数却在90%以上，那么这就给乙醇的提纯工艺提出了一定的挑战，采用传统的精馏方法已经无法满足工业的要求。由此，可以将发酵液中的乙醇混合物分两步进行提纯，首先，利用普通的精馏提纯方法得到质量分数为92.4%的乙醇，然后再利用萃取、共沸、吸附等精馏方法得到高纯度的工业乙醇。精馏这种乙醇提纯方法已经发展多年，其工艺与流程也比较成熟，然而在这种精馏过程中由于产生很高的热量，造成的能耗很高，并且在此过程中对于回流的要求也越来越高，大大增加了精馏成本。综上，在传统的乙醇提纯工艺上还具有很大的发展与创新空间，可以从设备配置、生产效率以及工程理论上进一步研究，得出更适合现代工业发展的有效方法。目前，这种工艺方法已经有所突破，如分类与反应过程耦合的方法，就是创新的代表。在燃料乙醇方面，乙醇的纯化可以采用的方法为多塔精馏，同时结合向乙醇混合液中增加原有体系分离因子的萃取精馏等，也可以利用膜蒸发分离的办法，其优点是降低能耗，避免污染环境。此外，吸附的办法在燃料乙醇纯化工艺中还没有很成熟的使用，需要进一步的探讨。现阶段，燃料乙醇生产工艺的研究，主要集中于单一操作过程，如吸附脱水共沸物、渗透蒸发、萃取精馏等，将这些单一过程组合研究的文章不多。实际的燃料乙醇纯化研究中，计算机仿真的应用开始不断增多，它在进行不同单元组合的反应规律研究上十分有利。此外人工智能方面在乙醇纯化工程模拟中也有很多的应用，对于条件限定后的每个单元操作以及分离流程耦合的筛选等都是工程模拟中的主要内容。由此可见，流程组合的研究已经上升到计算机时代，不再需要传统的凭经验进行流程与工艺的确定了。

3生物发酵反应与分离耦合反应

就目前的燃料乙醇工艺研究而言，主要为基础研究工作，如过程放大、生物反应与分析过程耦合、流程创新、工艺流程创新等。生物发酵反应与分离耦合。不是两者的简单结合，而是一种流程耦合，属于一种创新的技术和理论。如果化学反应结束后就可以直接得到产品，那么反应过程就是相应的过程，而在工程上所说的反应过程则是综合性的过程，包括方法、设备以及问题处理的过程。这其中形成了分离工程，利用能量与物质的传递、化学反应以及流体力学等相关知识，由此说明耦合问题可以进行，并且能够完成相关问题的解决，并且可以将生物发酵看作是耦合过程，用于提高发酵与分离效率，这种方法大大促进了燃料乙醇工艺的发展。它利用了工艺改善，采用了创新的方法，实现了工艺过程最优化，这是化学工程发展的最新契机，多场耦合的研究意义重大，为未来的发展与进步指明了方向。

4结语

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关键词：化工工程 化工设计 工艺流程设计

一、化工设计

（一）化工设计的概念和类型

1.化工设计的概念

设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。化工设计是根据一个化学反应或过程设计出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济可行性，再根据工艺流程以及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等，进行合理的工厂布局设计以满足生产的需要，最终使工厂建成投产的全过程。化工设计是一种创造性活动，它包括工艺设计和非工艺设计。工艺设计是化工厂设计的核心，决定了整个化工设计的概貌。非工艺设计是以工艺设计为依据，按照各专业的要求进行的设计，它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及其控制等。

2.化工设计包括三种设计类型

新建工厂设计；原有工厂的改建和扩建设计；厂房的局部修建设计。每种化工设计通常分为以工厂为单位和以车间为单位的两种设计工厂化工设计包括厂址选择，总图设计，化工工艺设计，非工艺设计以及技术经济等各项设计工作。其中化工工艺设计内容主要有：生产方法的选择，生产工艺流程设计，工艺计算，设备选型，车间布置设计以及管道布置设计，向非工艺专业提供设计条件，设计文件以及概算的编制等。

（二）化工设计的分类

1. 根据项目性质分类

（1）新建项目设计

新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品的设计。这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况进行工程设计。

（2）重复建设项目设计

由于市场需要或者设备老化，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的具体条件与原厂不同，即使产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。

（3）已有装置的改造设计

已有装置的改造包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程操作控制，提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计通常由生产企业的设计部门进行设计，对于生产工艺过程复杂的大型装置可以委托工程设计部门进行设计。

2.根据化工过程开发程序分类

（1）概念设计。基础研究结束后，应进行概念设计。概念设计是从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计，内容包括：过程合成、分析和优化，得到最佳工艺流程，给出物料流程图；进行全系统的物料恒算、热量衡算和工艺设备计算，确定工艺操作条件及主要设备的形成和材质；进行参数的灵敏度和生产安全性分析，确定三废处理方案；估算装置投资与产品成本等主要技术经济指标。

（2）中试设计。按照现代技术开发的观点，中试的主要目的是验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。

（3）基础设计。基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据以及利用这些数据进行设计计算的结果，

3.化工设计的特点

化工设计具有政策性强、技术性强、经济性强、综合性强、创造性强和受多方条件约束的特点。

二、化工工程设计的现状

我国化工设计行业的企业服务功能从单纯的工程设计，发展到为工程建设项目的勘察设计、采购、施工、调试等提供全过程服务的工程总承包和项目管理，服务领域也从单纯的工程技术服务延伸到向BOT、BOOT 等生产经营管理服务。化工设计作为主要服务于化工领域的行业，在近年来化工行业景气度提升、化工行业固定资产投资增长的背景下，主要工程公司/设计院工程业绩良好，企业资质能力不断提高，整体化工设计行业销售收入规模不断增长。在新的市场经济形势下，中小型化工设计院向工程公司转型关乎企业的生存需要。

三、化工工程设计

（一）生产方法和工艺流程

1.工艺流程选择的原则

（1）先进性 先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理可行。

（2）可靠性 可靠性主要是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。

（3）合理性 合理性是指在进行化工厂设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。

2.生产方法和工艺流程确定的步骤

（1）材料搜集与项目调研（2）生产设备类型与制造厂商调研（3）对调研结果进行全面分析对比

（二）工艺流程设计

1. 一个典型的工艺流程

2.工艺流程设计的任务

流程设计的主要任务包括两个方面：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，达到由原料制得所需产品的目的；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。

设计目标：为了使设计出来的工艺流程能够实现优质、高产、低消耗和安全生产。

3.工艺流程设计方法

（1）先判断是成熟工艺还是待开发工艺，如果是成熟工艺可以参考借鉴已有装置或局部采用新技术新工艺，若为待开发工艺则应按照概念设计、中试、基础设计、工程设计的顺序进行设计。

（2）工艺流程：原料与处理过程、反应过程、产物处理过程。

四、结语

随着国内市场经济的不断发展，国民经济发展水平的不断提高，化工行业固定资产投资的稳定增长，未来化工设计行业在我国国民经济中的市场地位将会不断提高，同时国内西部大开发等区域战略实施将驱动未来国内化学工业投资需求，行业发展前景广阔。我国化工企业也在竞争中不断地变化。在化工工程项目造价管理领域，特别是在造价控制的方法上，从理论上、方法上借鉴国内外己有的成果，对化工工程造价控制的方法进行系统的分析，对于业主也就是投资方来说，可以减少在化工工程上面的投资，这些都是今后化工设计的主要研究方向。伴随着科研技术的不断深入和进步，我们有理由相信，我国的化工设计道路必然会越走越远。

参考文献

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关键词：化学产品工程 分子产品 配方产品

所谓化学工业，主要是通过化学反应或物理操作将自然资源转变为人类所需要的产品的工业类型，在上世纪迅速发展，至今为人类提供了丰富的产品。随着人类对自然资源的逐渐深入利用，化学工业也发生了巨大的变化，个性化、多品种、小批量的专用化学品成为发展的主要方向。随着传统化学工业的饱和，化学工程转向产品，研究向微观层次深入，也专注于专用化学品的研究。

一、化学产品工程的理论体系

1.化学产品工程

随着市场的发展，专用化学品也面临着新的挑战，如产品的设计、功能、投入市场时间、通用设备选择等等。传统的单元操作也转向配方产品生产相关的操作。也足以看出化学产品工程的理论正在朝着以产品导向为开发的方向，寻找适合的方法继续拧产品设计及生产，为其提供理论与技术支持。化学产品工程主要回答的是生产何种产品，或者是该产品如何满足市场、环境及性能等方面内的要求。化学产品工程研究的核心内容是产品的性质与结构之间的关系，要从微观上定量和模拟分析。对产品的质量要进行设计与控制，化学工程师所面临的问题已经远远超出了化学工程领域的挑战。

2.产品设计特征

传统的过程设计主要是根据产品的数量、开发成本、利润及效率等方面进行考虑，实现经济效益这一基本目标，同时兼顾环境、安全等因素。在设计过程中，对分离与反映过程的不同方案进行对比，最终通过对公用工程、设备、材料及产品进行评估，进行经济性评价，过程设计综合了传递过程、热力学及单元操作等技术。与之不同的是，产品工程不但注重过程与单元的效率，更以用户需求作为产品功能的实现目标，注重小规模生产，新产品要快速进入市场，对市场的反应也比较敏捷。引起规模比较小，消耗的资源也比较少。

二、化学产品工程中的关键技术

1.分子产品工程

根据产品的分子机构、性能及加工行为间的规律，设计出市场需要的化学品，是现代化学产品工程的发展趋势。试验固然重要，但是作为产品工程人员要具备分子结构对产品性能产生何种影响的预测能力，从而设计出满足其性质需求的化学产品。在分子产品工程中，对分子结构与性能的关系研究非常重要，分析其关系主要通过计算化学领域的理论与方法以及半经验的分析方法来完成。采用计算机辅助分子设计方法，能够有效的降低产品的开发周期以及能源的消耗，计算机辅助分子设计的目的是为了满足特殊性质要求的分子及分子混合物，是基于大量候选分子中，通过合理的时间筛选出最符合要求的产品，通常通过正反两个方面来完成，首先，建立关系模型，反映出分子节后及分子交互作用和性质间的关系；其次，在关系模型建立的基础上，对分子结构进行优化，使之满足性质要求，这是一个数学规划寻优的问题。在分子产品工程中，分子模拟技术是一项关键的技术，产生于上世纪八十年代，是将模拟计算工具与计算机图形处理技术相结合，对现实世界的化学与物理过程进行分子模拟进行描述，目前该技术已经成为产品设计中的主要方法。该技术通过对分子力学、量子力学、数据库技术、分子动力学、数值算法及三维结构匹配等领域内的研究成果进行综合运用，实现对化合物宏观性能的解释。采用该技术能够直观的了解分子静态结构，还能给出分子宏观性能与结构间的定量结果。尤其是对试验手段很难观察到的物理过程及现象，能够通过分子模拟进行再现。目前，分子模拟研究的领域主要涉及到传递性质、流体流动、化学反应机理、高分子结构、复杂流体、相平衡、临界现象、晶体构造、膜及界面现象等。

2.配方产品工程

目前，化学产品工程更倾向于消费者所需求的产品性能的开发，如颜色、光泽、悬浮液的稳定性、催化剂的性能等方面，化学品市场对具有特殊工艺性质的复合配方的需求越来越多。如化妆品、表面活性剂、药物、洗涤剂、农用化学品等等。为满足其性能，这些产品被设计成结构颗粒固液分散体系、结构化固体、凝胶、溶胶、水溶性聚合体、泡沫纸品等，和基础化学品对比，此类产品的结构非常复杂，性质与质量与分离操作中的纯度和浓度有直接的关系。在配方产品中，分子聚集成的微相区介于宏观和微观之间，称为介观体系。该体系将宏观与微观联系起来，在合成与加工中，介观分离的时间非常短，如果仅仅从试验上进行把握，几乎是不可能的。因此介观模拟技术出现，该技术能够对真实的试验条件进行模拟胶体溶液及聚合物的微观形貌、化学形态、流动性等，对于高分子科学、化学工程及配方化学中涉及到的复杂问题能够很好的进行解决。基于介观尺度，计算机模拟有了飞快的发展，成为现阶段计算化学研究的前沿，目前，相对成熟的模拟方法主要有耗散颗粒动力学及介观动力学，这两种方法都是基于平均场密度泛函理论而存在。在实际应用中，已经成功的用于共聚物相分离、高分子混合增溶剂、逆变胶束、油-水-表面活性剂体系及乳胶种子形成等领域。

化学工业是国民经济重要的支柱产业和基础产业，资源、资金、技术密集，产业关联度高，经济总量大，产品应用范围广，在国民经济中占有十分重要的地位。“十二五”是国民经济发展的重要战略机遇期，也是化学工业发展的关键时期。为适应国内外形势新变化，深入贯彻落实科学发展观，加快转变发展方式，促进石化和化学工业转型升级，提高行业整体质量和效益，增强国际竞争力和可持续发展能力，特编制本规划。规划期为2011-2015年。本规划内容包括石油化工、天然气化工、煤化工、盐化工和生物化工等。

三、结束语

化学产品工程所研究的方向来源于化学工业的新挑战与需求，通过新的理论体系的构建，强力的推动化学工程的发展。其研究主要是以产品为导向来发展的，包含产品的设计、专业技术及知识等，其目的是为了降低产品的开发周期，提高设计水平，提升产品的质量。在研究中，化学产品工程需要解决两个实际问题：产品的物理参数与期望性能指标间的关系；如何将该关系转化为生产技术。也因此，对于优秀的化学工程师来说，化学界的需求非常大，与以往的过程工程师不同，化学工程师需要具备更为丰富的知识背景，此外，市场人员、科学院及工程师之间的配合也非常重要。由此可见，化学产品工程结合了不同领域的研究成果，并以产品为导向发展的知识体系，必然成为化学工程的重要研究方向。

参考文献

[1]李伯耿，罗英武.产品工程学--化学反应工程的新拓展[J].化工进展，2009（4）.

[2]付启敏，刘伟，姚亚萍.化工企业平台化学品的选择[J].统计与决策，2008（4）.

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关键词：煤直接液化技术　粗制油　精制油　特点　资源优化

随着社会经济的发展和工业生产的需求，对于资源的需求越来越大，资源紧缺现象会愈来愈严重，尤其是有有限储量的石油资源，因此开发使用其它资源代替石油资源的部分功能就显得十分有必要，煤直接液化技术就是利用石油资源代用燃料技术的开发重要典型之一。煤直接液化技术是通过将煤资源进行直接的催化并添加氢化物然后转化成为液体物质的一种技术，使用煤直接液化技术进行煤资源的转化，不仅可以将煤资源转化成为各种燃油资源以及液化石油气、喷气燃料等，还可以从煤资源中提取苯以及甲苯、二甲苯等物质，这对于我国社会经济发展的推进以及资源紧缺等现状的缓解都有着积极的意义。

一、煤直接液化技术相关原理

煤直接液化技术是通过将煤资源进行直接的催化并添加氢化物然后转化成为液体物质的一种技术。在化学概念中，煤与石油的化学组成中都包含有碳、氢和氧等元素，煤物质的氢含量以及组成物质中的氢和碳的原子比比值要比石油的低，而煤物质中氧气的含量却比石油中氧气的含量要相对较高。在化学概念中煤化合物中的分子量要相对较大，一般都是在较高的数值，并且煤物质的化学结构相对较为复杂。在化学概念中，煤物质中还包含有一定数量的以细分或者三组分形成存在的一些无机矿物质以及一些吸附水，并且煤物质中还含有一些数量不一定的一些杂原子、金属物质以及微量元素等，因此要实现煤液化油就需要采用化学分离等方法进行煤分子结构解散，以实现煤资源直接液化的实现。

在煤资源直接液化技术中，将煤进行加温或者化学分离以实现煤物质的小分子结构的存在形式，并通过加氢进行液化时，在煤资源液化过程中不仅需要有较高的温度，还需要相应的高压以及氢气、催化溶剂等共同作用才能够实现将煤物质的直接液化，实现煤物质液化成为油。煤资源直接液化技术中主要就是煤物质的分子分解过程以及加氢催化过程、原子分离液化过程。在煤资源直接液化技术中将煤物质通过以上的三个过程步骤的分解催化最终实现煤物质转化成为油的过程。

二、煤资源直接液化的主要工艺技术

煤资源直接液化技术工艺的出现主要是早期工业发展中为控制工业生产的成本，提高工业生产效率而开发的一项工艺技术。煤直接液化技术早期是在美国、德国以及日本等一些工业发达国家被开发应用。因此煤直接液化技术中比较具有代表性的工艺技术中也就有美国、德国和日本工业发展生产中使用的煤直接液化技术。我国煤直接液化技术工艺的开发应用也是随着我国社会经济的发展和工业生产的需要逐渐发展应用起来的。美国工业生产发展中应用的煤直接液化技术工艺主要就是HTI工艺技术。HTI工艺技术在工业生产应用中是使用特殊的反应器进行混合煤物质的混合反应的，其中煤直接液化中使用的催化剂也是一种专利催化剂，最终通过临界溶剂萃取的方式进行煤物质转化油的杂原子分离，整个液化反应过程相对比较缓和。德国使用的煤直接液化技术的工艺主要是IGOR工艺技术，而日本使用的是NEDOL煤直接液化工艺技术进行煤资源直接液化应用。总之它们使用煤资源直接液化技术主要就是为了提高工业生产效率，控制工业生产成本，推动工业生产和发展。我国的煤直接液化技术工艺则主要以供氢性循环溶剂作为煤浆制备溶剂，并通过强制循环悬浮床反应器进行煤物质的状态分解，最终通过减压蒸馏法进行煤物质液化油的分离提取，这样的煤资源直接液化工艺技术具有液化油效率高，资源浪费小等优势。

三、煤液化粗质油和精制油特征及粗质油改质

煤资源直接液化过程中产生的粗质油主要有重油、中油和轻油三种形式。其中在煤资源直接液化过程中产生的煤液化石脑油是煤液化粗质油中的重要部分，煤液化石脑油中含有较多的芳烃含量，而相对来讲苯原子的含量却相对较小。因此，对于煤液化粗质油来讲不仅含有较多的杂原子对于油质成分有一定的影响，并且进行煤资源液化过程中对于加氢进行精制的要求非常的高。煤资源液化中产生的中油粗质油形式也在煤液化油中占有的比例较大，并且在进行精制过程中对于氢气的消耗要高。而煤液化中产生的重油粗质油形式，它在煤液化油中的占有比例相对较低，因此在进行精制中是和煤液化油一起进行加工的。

煤资源直接而液化过程中液化产生的精制油它的主要特征就是煤液化精制油中的氮含量较少，因此在进行后期的煤液化油的精制加工中进行精制加工的难度也相对较低。煤液化精制油加工中需要进行加氖以稳定液化加工过程物质的稳定性，因此，煤液化精制油的氢含量相对增加，整体比重降低，煤液化中的精制油的不饱和烃含量也会降低，其中以烯烃、二烯烃尤为严重。煤液化精制油还具有双环以上芳烃部分饱和后开环裂化特征，对于柴油十六烷值的提高有一定的积极作用。

煤资源直接液化中产生的粗质油除了油质成分外，还包含有一定的芳烃、碳、氧以及硫等杂原子成分，在使用中必须要进行相关处理改质才能符合使用标准进行应用。将煤资源直接液化中产生的粗质油进行改质应用的工艺也相对较多，其中具有典型代表意义的煤资源直接液化粗质油改质工艺有lGOR煤液化油改质工艺技术、NEDOL粗质油改质工艺和HTI煤液化粗油改质工艺等，它们在进行煤液化粗质油改质中各改质工艺具有各工艺优势。我国煤资源直接液化技术中对于煤液化粗质油的改质工艺主要是使用离线二段加氰裂化技术进行煤液化粗质油改质应用的。

四、结束语

总之，使用煤直接液化技术进行煤液化油的开发应用不仅对于推动社会经济的发展具有积极的意义，在一定程度上对于缓解资源紧缺现状也有一定的帮助，具有很大的研究价值。

参考文献

[1]邱泽锋.煤直接液化技术及其液化粗质油和精制油特点[J].浙江化工.2009（6）.

[2]任相坤，房鼎业，金嘉璐，高晋生.煤直接液化技术开发新进展[J].化工进展.2010（2）.

[3]夏筱红，秦勇.煤直接液化技术在我国能源格架及环境发展中的趋势[J].采矿技术.2006（3）.

[4]李婷，蔡青，付进秋.关于煤直接液化技术的见解[J].科海故事博览.2011（5）.

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Shi Bo

（中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司，吉林 132022）

（China Petroleum Jilin Chemical Enginneering & Construction Co.，Ltd.，Jilin 132022，China）

摘要： 文章采用乙基愈创木酚-乙醛酸法制备乙基香兰素，此法工艺简单，反应条件易于控制，产率高，产品纯度高，三废污染少。与传统工艺相比，该工艺具有流程简单，能耗少，污染少，转化率高等优点，能满足环保和经济要求。本设计主要完成了氧化及萃取工段的氧化塔，脱羧塔以及萃取塔的工艺设计计算，确定了塔高、塔径等。

Abstract: Ethyl Guaiacol is prepared by acid ethyl vanillin; this process is simple, and is easy to control the reaction conditions, high yield, high purity and less waste pollution. Compared with the traditional process, the process has a simple process, less energy consumption, less pollution, high conversion rate, etc.; it can meet the environmental and economic requirements. The process design calculation of oxidizing column and decarboxylation tower in oxidation and extraction was completed and height and diameter of tower.

关键词： 乙基香兰素 氧化 工艺

Key words: ethyl vanillin；oxidation；process

中图分类号：[T-9]文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）32-0023-02

0引言

乙基香兰素是当今世界上最重要的合成香料之一，乙基香兰素（又称：乙基香兰醛，3-乙氧基-4-羟基苯甲醛），相对分子质量166.18，以乙基愈创木酚一甲醛法先将乙基愈创木酚和甲醛于15%HCl中缩合成3-乙氧基-4-羟基苯甲醇，再将间硝基苯磺酸用Al 和15%HCl于5℃以下还原成间苯肼磺酸，3-乙氧基-4-羟基苯甲醇和间苯肼磺酸缩合水解得乙基香兰素。[1]此法工艺路线长，产品产率低，无工业化生产。以黄樟素为原料，黄樟素经碱处理后，双键迁移转化为异黄樟素，然后氧化为胡椒醛，胡椒醛在氢氧化钾的醇液中反应,生成原儿茶酚，再与卤乙烷或硫酸二乙酯于加压下进行乙基化，即得乙基香兰素[2]。此法路线长，工艺复杂，且同生成异乙基香兰素，产率低，故在使用上受到限制。在综合权衡多方面因素的前提下，本装置采用乙基愈创木酚-乙醛酸法，此法工艺简单，反应条件易于控制，产率高，产品纯度高，三废污染少，国外己有较成熟的工艺， 国际市场上的乙基香兰素大部分采用此法生产[3]。

1装置所采用的生产方法及基本原理

生产方法中包括配料工序、缩合工序、木酚萃取工序、氧化工序、乙基香兰素萃取工序、精馏工序、水结晶工序、烘干包装工序、回收工序（乙醇回收、回收木酚蒸馏）组成[4]。其中，配料工序的稀碱配制和乙醛酸钠盐配制采用连续方式进行，氧化工序的混合、脱羧、中和采用连续方式进行，木酚萃取、乙基香兰素萃取、精馏、乙醇回收、回收木酚蒸馏、烘干为连续操作，稀酸配制、缩合反应、氧化反应、催化剂水溶液配制、水结晶、包装为间歇操作。

缩合工序产生的木酚萃余相由萃取塔中进入到混合釜，通过泵将原料混合液从氧化反应器中部加入，反应器顶部汽体经换热冷却至沸点后变成液体，进入到回流罐，然后回到塔内作为回流使用。脱羧塔进料由氧化液储罐中进入到预热器预热后，温度达到100℃左右，然后经由计量泵进入到脱羧塔中脱羧。产品经脱羧列冷器冷却后进入到脱羧液储罐中，用50%硫酸进行酸化，酸化后即为产物乙基香兰素。萃取塔进料由脱羧液储罐中经泵由萃取塔上部加入，萃取剂为苯。萃取后采出分为两部分。塔顶采出为油相，主要含乙基香兰素和苯。然后进入到萃取液列冷器，经加热后大部分苯变为苯整汽，而乙基香兰素为液体，故经过旋风分离器分离后苯由旋风分离器上部采出，而乙基香兰素则由旋风分离器下部采出。

2工艺设备选择

2.1 氧化过程在氧化反应装置中，由于需要通入压缩空气，因此反应器采用鼓泡塔反应器。而在脱羧中禁止有氧气的存在，故而将氧化和脱羧操作分为两个塔，这样可以有效的防止更多副反应的发生。[5]

2.2 中和过程经过氧化脱羧工段后产物为乙基香兰素钠盐，故而需要将其酸化，此酸化过程用的是50%的硫酸，此过程不但可以将乙基香兰素钠盐变成乙基香兰素，还可以将其他的碱及碱性物质全部酸化，防止乙基香兰素变成钠盐[6]。

2.3 萃取过程此工艺为年产4100t/a乙基香兰素，量较大，故而选用转盘萃取塔，转盘萃取塔不但处理量大，而且结构简单，操作方便，分离效率高，故而在乙基香兰素的工艺过程中运用较多。[7]

2.4 工艺生产条件一览表生产乙基香兰素的生产条件下方，如表1所示。

3设备计算

设计基础

年产4100吨乙基香兰素（含量99.9%),年工作日7200小时，木酚含量99%，732kg可以回收188kg（含量90%）粗制香兰素含量为82%，精馏收率92%，粗制收率82%,水结晶收率为95%(含母液回收)。乙基香兰素：乙醇：水=1：1：1.1，乙基香兰素的溶解度=0.12788kg乙基香兰素/kg醇水。

在设备计算中，主要计算了氧化工段及萃取工段所使用塔器的塔径和塔高。

3.1 反应器计算

3.1.1 鼓泡塔的直径的计算。在空塔气速为uOG=0.02~0.135m/s的范围内，n=1.6和C=0.145~0.400

取uOG=0.05m/s

D=1.128（■）■=1.291m

故反应塔的直径可圆整为D=1.5m。

3.1.2 静液层高度和鼓泡层高度计算。

静液层高度 HO=■=■=14.985m

对于基本的有机化工中使用的鼓泡塔反应器，高度一般很高，当■/uOG?叟30，气含率?孜G沿塔高可视为常数。当■/uOG=282?叟30，?孜G沿塔高可视为常数。

鼓泡层高度

HGL=■=■=17.694m

3.1.3 反应器的总高度

H=■=■=19.3199m

即反应器的高度为H=19.3199.

取反应器的底座为1.5m，故反应器的总高度为20.8199m。

3.2 萃取塔计算进行转盘塔计算时，流体力学及传质关联式

中都涉及到需试差计算的弗鲁特数：Fr=g÷（dR・N2）

先假设转盘直径dR，然后进行试差验算。假设dR = 0.8m

由于传质方向从连续相到分散相，故Fr=（?椎2）0.5=2S

?椎2={■}0.25{■}0.6（1）

计算临界转盘速度

Nc=■

式中，Nc 为临界转盘速度；N为实际转盘转数，r/s；Fr为弗鲁特数；σ为液体界面张力，N/m；

μ为液体粘度，Ns/m2；ρ为液体密度，kg/m3；Δρ为两相密度之差，kg/m3；Dc、Dd为连续相、分散相的扩散系数，m2/s。

先计算Φ2，代入公式（1），则

Φ2={■}0.25・{■}0.6=207.803

塔直径：D=■=1.58m=1.6m

塔内件布置见图1 。

根据上述计算，设计时转盘塔直径取1.6m；转盘直径取0.8m；固定环开口直径为1.1m；转盘间距为0.53m。根据资料查知，采用10个理论板就可使乙基香兰素的萃取率达到99%。根据经验数据，理论级的当量长度取1.5m，因此塔高为15m，上下两分离段各取1m，即萃取塔总高为17m。

4结论

采用乙基愈创木酚-乙醛酸法新工艺生产乙基香兰素，反应条件易于控制，反应选择性高，产率高，产品纯度高，耗电少，三废污染少，有利于工业化，是我国乙基香兰素生产工艺的发展方向。本工序主要分为四个部分：氧化，脱羧，萃取以及蒸苯。与传统工艺相比，该工艺具有流程简单，能耗少，污染少，转化率高等优点，能满足环保和经济要求。通过乙醛酸法，扁桃酸经过氧化，脱羧生成乙基香兰素，再经萃取工序，生成含量为82%的乙基香兰素，供精馏使用。

本设计主要完成了氧化塔，脱羧塔以及萃取塔的工艺设计计算，确定了塔高、塔径等。

参考文献：

[1]马沛生．化工热力学（通用型）[M]．化学工业出版社，2005，5．

[2]陈新志，蔡振云，胡望可．化工热力学．第二版[M]．化学工业出版社，2000，4．

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[5]黄文焕．化工设计概论[M]．吉林科学技术出版社，2008，6.

[6]Mujumdar A S,Wu Z H1 Thermal Drying Technologies .NewDevelopment s and Future R &DPotential [C]1 Proceedings of the5th Asia2Pacific Drying Conference . Hong Kong . 2007 : 1281.

[7]Curcio E, Profio G D, Drioli E. A new membrane - basedcrystallization technique. Tests onlysozyme [J].CrystalGrowth, 2003, 24（1-2）:166～176.

篇7

【关键词】高压击穿；预热；启动；还原炉

abstract：The start-up of reactor is the key point ofpolysilicon production process.This paper briefly analyzes the advantage and disadvantage on the energy-saving and cost-reducing between using halogen lamp heater and high voltage ignition system to start up reactor with modified Siemens polysilicon production technology.

key words： the high voltage breakdown； Preheating； Start； Reduction furnace

引言

光伏发电主要是利用太阳能，将太阳光能转化为电能的一种发电方式，其技术最早应用于太空领域，作为人造卫星的电源。但伴随着社会快速发展接踵而至的能源危机和环境污染，人们开始寻找能够代替化石燃料储备的能源材料，太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，日益受到人类的亲睐和重视。而作为光伏发电重要原材料的多晶硅及其生产技术也日益成为世界关注的焦点。在我国，经过近年来的不断探索和发展，已经建成了多条专业的多晶硅产业化生产线，突破了长期以来国外对我国的生产技术封锁及市场垄断，多晶硅的生产在我国已经逐步形成了极具战略意义的新兴产业。

1、多晶硅生产工艺概述

由于各多晶硅生产厂家所用的主辅原料并不相同，因此生产工艺技术不同，进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有自己的技术特点和技术秘密。总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能最大，约占全世界总产能的80%[1]。

改良西门子法生产多晶硅是利用氯气和氢气合成氯化氢，合成和回收的氯化氢与工业硅粉合成三氯氢硅，对合成的三氯氢硅进行分离提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内与氢气进行化学气相沉积（CVD）反应生成高纯多晶硅并产生尾气，尾气通过干法回收系统将各组分回收利用（氢气与三氯氢硅分别回收后再用于CVD反应生成高纯多晶硅，四氯化硅回收后与氢气在氢化炉内反应生产三氯氢硅，氯化氢回收后用于合成三氯氢硅），以此形成多晶硅生产物料的闭路循环。改良西门子法制备的多晶硅纯度高，安全性好，沉积速率高，一次通过的转换效率为5%～20%。改良西门子法相对于传统西门子法的优点主要在于：1）节能：由于改良西门子法采用多对棒、大直径还原炉，可有效降低还原炉消耗的电能。2）降低物耗：改良西门子法对还原尾气各组分全部进行了有效的回收和利用，大大低降低了原料的消耗。3）减少污染：由于改良西门子法是一个闭路循环系统，多晶硅生产中的各种物料得到充分的利用，排出的废料极少，相对传统西门子法而言，污染得到了控制，保护了环境。

2、SiHCl3还原

经分离精馏提纯工序精制的三氯氢硅，与从还原尾气干法分离工序回收的氢气在汽化器内以一定比例充分混合汽化后送入还原炉内。在还原炉内通电的炽热硅芯/硅棒的表面，三氯氢硅与氢气发生氢化还原反应，生成硅沉积下来，使硅芯/硅棒的直径逐渐变大，直至达到规定的尺寸。氢还原反应同时还生成二氯二氢硅、四氯化硅、氯化氢和氢气，与未反应的三氯氢硅和氢气一起送出还原炉，经还原尾气冷却器冷却后，直接送往还原尾气干法分离工序。

3、还原炉启动

硅芯是半导体材料，其半导体特性是负阻特性，硅芯的电阻率随温度升高下降，且这种关系是种指数关系：

Ρ=αeβ/T

式中α与β对于同一种半导体材料为常量，T为绝对温度[2]。

因此只要有足够热量使得硅芯温度升高到一定温度以上（使得硅芯电阻率下降到一定值），在硅芯上加上一定电压就能击穿硅芯，形成电路，再以电流大小控制硅芯温度至化学气相沉积要求温度即完成了还原炉启动。

3.1 卤素灯加热器预热硅芯启动还原炉

卤素灯加热器预热硅芯启动还原炉原理为：开炉准备工作完毕后，在惰性气体气氛的还原炉内安装卤素灯加热器对硅芯进行预热，使得硅芯达到击穿温度，硅芯上加上电压击穿硅芯形成电路后取出卤素灯加热器，再用氢气置换还原炉惰性气体气氛、测漏合格后进料运行。

3.2 高压击穿预热硅芯启动还原炉

高压电击穿硅芯预热启动还原炉原理为：开炉准备工作完毕，惰性气体、氢气置换还原炉至气氛合后，在氢气环境、100℃左右环境温度下，硅芯上施加最高为10KV（10～0.45KV连续可调）的电压使其产生约1KW的电功率加热硅芯，随着硅芯温度升高、硅芯电阻大幅度降低，加热功率U2/R进一步提升，硅芯温度升高并击穿，击穿启动后进料运行。

3.3 启动还原炉方式优劣对比

根据以上卤素灯加热器预热硅芯启动还原炉生产过程与高压击穿预热硅芯启动还原炉生产过程的不同，下表将根据生产过程中消耗、隐患等方面进行优劣对比。

4、结论

综上所述，采用高压击穿启动还原炉，妥善的解决了卤素灯加热器预热硅芯启动还原炉存在的诸多不足，有效的提高了生产效率和能源、物耗的利用率，消除了生产过程中不必要的质量隐患和安全隐患，降低了生产成本。如今，高压预热硅芯启动还原炉在国内已得到了广泛的推广和应用，其运行效果得到了众多多晶硅生产厂家的肯定和好评，其科学性及可靠性也得到了很好的验证。

参考文献

[1]杨涛.改良西门子法生产多晶硅工艺设计探讨.贵州：贵州化工杂志社，2009（06）.

[2]陈强，胡乐莎，赵仕明，翟桂林.12对棒还原炉预热启动方式的优化研究.东方电气评论，2011（6）.

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一、PVB简介

PVB全称是聚乙烯醇缩丁醛，简称PVB树脂。本身含有很多的羟基，（OH）基，可以与一些热固型树脂产生架桥反应，以提升耐化学药品性及涂膜硬度等性能。PVB分子含有较长支链，具有良好的柔顺性，优良的透明度，极强的粘合力，很好的耐光、耐热、耐寒、耐水性、成膜性、溶解性、混溶性，高抗张强度和耐冲击性能等。在制造夹层安全玻璃、涂料、粘合剂、陶瓷薄膜花纸、真空铝箔纸、电器材料、玻璃钢制品、织物处理剂以及工程塑料等领域具有广泛的应用，是一种开发利用前景广阔的合成树脂材料。

二、PVB生产技术

目前工业上生产PVB的合成主要有一步法、溶解法和沉淀法三种，下面逐一介绍这三种工艺方法以及生产过程中优缺点。

1、一步法

一步法是指聚醋酸乙烯酯（PVAC）的水解和生成的PVB的s醛反应同步进行的一种生成工艺，以首诺公司（孟山都公司化工事业部被拆分后形成首诺公司，现首诺公司已被伊士曼公司收购）的生产工艺为代表。醋酸乙烯经本体聚合形成聚醋酸乙烯的甲醇溶液，加HCl进行醇解。醇解生成的PVA悬浮于乙醇和醋酸乙酯的混合溶剂中，加入丁醛和HCl进行缩醛反应。在回流温度下，反应8～10h，随着反应的进行，PVA完全溶解，最终形成均一的PVB溶液。然后加碱，调节PH为6，达到规定缩醛率后在水中沉淀，经过水洗、中和、干燥，即可获得PVB成品。

2、沉淀法

先将PVA用水溶解（85―90°C），然后将溶液过滤、压入缩醛釜，加入盐酸和丁醛，丁醛分二次加入，开始进行均相缩合，当反应到一定程度，PVB粒子由溶液中析出并悬浮于母液之中，即为非均相缩合反应。当缩合结束后，将物料放入水洗釜中，加水洗涤，并加碱进行稳定处理，然后过滤、干燥，即得粉状PVB。

3、溶解法

溶解法是将PVA制成甲醇的悬浮液，加入HCl和丁醛进行缩合反应，随着反应的进行，PVA逐渐溶解后形成均一的溶液，达到规定缩醛率后在水中沉淀，经过水洗、中和、干燥，即可获得PVB成品。此法制得的PVB树脂的缩醛率能达到86%以上，而且缩合分布均匀。

三、导致PVB树脂产品优劣的原因分析

利用不同的PVA可生产一系列不同性质的PVB树脂，随着原料、生产工艺等的不同，导致树脂的密度、颗粒结构、溶剂和增塑剂的吸收比率，甚至透明度都能有很大的差异。下面具体说一下在生产PVB树脂过程中容易出现的问题。

（1）PVA溶液浓度及PVA产品相对分子质量指标

PVB是由PVA溶液、正丁醛、盐酸混合液在搅拌的条件下制备的，缩醛化反应初期生成泡沫，反应是在相界表面进行的。这时PVA在反应体系中的含量高，会妨碍泡沫及表面积较大的析出物的形成，这直接影响了缩醛化反应的正常进行， 也影响了缩醛程度的增加，从而对PVB缩合反应的成品质量造成影响。因而需PVA水溶液的浓度予以足够的注意。

（2）PVB树脂中残留的杂质

影响安全玻璃雾度的杂质主要有：未反应完的丁醛、盐等小分子物质；洗涤过程中意外引入的杂质等。因此，降低PVB产物中的杂质，是降低安全玻璃雾度值的有效途径之一。

（3）乳化剂或者表面活性剂的添加

在广泛使用的沉淀法中，PVB反应过程是非均相反应，在PVB沉淀析出前，反应物粘度非常大，甚至出现包轴（反应釜轴片和轴柱）现象，此时加入的丁醛无法得到有效分散，导致反应不均匀，物料结块，影响PVB反应的效率以及产品的稳定性。

四、PVB产品的应用

聚乙醇缩丁醛作为塑料制品应用的品种主要是薄膜和膜片。

PVB膜片的使用范围包括汽车前风挡、建筑、防弹玻璃、火车机车夹丝玻璃等，这四种用途对膜片与玻璃的粘接强度的要求分别是低、高、中、超高四个等级，这基本取决于增塑剂的种类。

长期以来，PVB薄膜生产技术做为国际垄断性很强的专有技术，一直为国际几大公司所掌控。PVB薄膜生产技术主要是挤压法和流延法，挤压法操作复杂，成本较高，生产效率较低，以被逐渐淘汰；流延法其操作简单、工艺先进、生产效率高、成本低、产品质量好，是目前世界上最先进的PVB薄膜生产技术，目前国际上几大公司均采用该生产技术。

五、中国PVB市场分析

1、国内生产状况

近年来，随着汽车工业、建筑业以及太阳能光伏产业的快速发展，我国PVB树脂得到了较快的发展，先后有多家企业建成生产装置。截止2015年12月底，我国有20多家企业生产PVB树脂，总生产能力约为23.66万吨/年。

2、国内消费状况

到目前为止PVB树脂市场需求量保持年均4～4.5%的增长速度。我国以PVB树脂为原料应用主要为汽车夹层玻璃，占总量的60%～70%，用于建筑的比例为20～25%，其他方面约为20%。随着夹层玻璃中间膜需求的不断增长，作为中间膜生产用PVB树脂的生产等已取得突破性进展，国内可用于中间膜生产用PVB树脂的产量已有明显增长，质量不断提高并接近进口料。

随着银行、大型商场、机场等公共场所的安全要求越来越高，发展多功能的安全玻璃已成为行业的热点。PVB膜片是目前制造夹层玻璃的最佳材料，世界上80%以上的PVB树脂都用于安全玻璃的夹层材料。PVB膜片在国防、交通、建筑、装潢等行业的应用日益增长，成为了不可或缺的合成树脂材料，市场前景一片光明。

篇9

关键字：催化剂；制备技术；发展

一、催化剂制备的一般技术和方法

1.浸渍法

这种方法简单易操作，浸渍法在制备催化剂的过程中具体又分为两种具体方法，分别是过量浸渍法和等体积浸渍法，这两种方法的区别在于载体的体积和浸渍液的体积是否相同，过量浸渍法中浸渍液的体积要大于载体的体积，而等体积浸渍法中二者的体积是相同的，这二者方法中等体积浸渍法更为常用，其优点是更为简单易行。

2.沉淀法

其主要过程是将金属盐水溶液例如硝酸盐（首选）和沉淀剂例如氨水放入搅拌罐中变为固体沉淀，然后通过洗涤、过滤、干燥、煅烧等过程制成催化剂的方法，目前已经发明了更为先进的均匀沉淀法以及超均匀沉淀法等。例如利用该法制备Y-Al2O?，其用途很广，稳定好，被广泛应用于载体。在60度左右的温水中对工业硫酸产品的粉碎体进行溶解处理，形成密度为1.21-1.23左右的AI2（SO4）3的溶液，然后另外配置20%左右的碳酸钠溶液，分别加热均达到50度―60度，然后对其进行混合，PH控制在5左右，然后经过搅拌形成氢氧化铝沉淀物，对沉淀物和沉淀液进行分离，将沉淀物进行洗净之后放入温度在60度左右的氨水中进行陈化处理，经反复的洗涤和沉淀后，将沉淀物在100度上下的环境中进行干燥处理，然后在500度的温度下进行6个小时左右的焙烧，得到Y-Al2O?催化剂。一般其生产流程如下图所示：

3.熔融法

熔融法是催化剂的制备过程中是一种相对较为重要的技术和方法，熔融法，顾名思义就是利用高温然后将金属或者金属氧化物进行熔融，使之变为较为均匀的混合物以及固溶体，经冷却后进行粉碎以及其他处理工序得到催化剂。利用这种方法制成的催化剂具有多方面的优势，但是其缺点也是较为明显的，那就是耗能较高，成本较大。

二、催化剂制备技术的最新发展

1.浸渍法得以改进

浸渍法一直就是催化剂制备过程中的一种常用方法，简单易于操作，利用率高，但是其缺点也是很显著的，那就是制备过程中可能会产生废气污染空气，同时在干燥的这一过程中可能会使得活性成分移位，因此近年来经过专家学者的不断研究后，浸渍法已经得到多方面的改进：例如在利用浸渍法制备催化剂的过程中加入有机助剂，已经证明了该法可以有效影响催化剂中的加氢活性，实验证明，加入有机助剂后的催化剂中的加氢活性大大高于未加入有机助剂的催化剂，例如在Co-Mo/Al2O3催化剂的制备过程中加入环己二胺四乙酸（CyDTA）后，其活性前后提高了大约70%之多；

2.沉淀法的改进

通过对沉淀法的长期研究，目前专家已经提出了更为先进的水热沉淀法来制备催化剂，这种方法将水热法和沉淀法很好地结合起来，其是在密封高压的环境中，以水为溶剂兼备高压媒介，然后通过化学反应生成沉淀的方法。目前利用水热沉淀法制备催化剂最典型的例子就是制备W/Al2O3催化剂，即在水热环境中利用Na2WO4・2H2O和盐酸相互沉淀然后将WO3负载在Al2O3上，在这个过程中加入CATBr来防止WO3颗粒聚集，这样就可以制备出高性能的W/Al2O3催化剂，通过对水热沉淀法制备的W/Al2O3催化剂和采用传统的浸渍法制备的W/Al2O3催化剂性能的比较，发现利用水热沉淀法可以进一步提高WO3的分散度。

三、总结

当前随着化学工业的不断快速发展，针对催化剂制备技术的更新越来越快，已经涌现出越来越多的针对不同催化剂制备的新技术和新方法，除了上述举例的方法之外，还有很多的新型的催化剂制备方法和技术，最显著的就是不少专家学者已经发现传统的催化剂制备技术不仅可以单独使用进行有关催化剂的制备，还可以将这些方法和技术进行结合起来进行催化剂的制备，例如将超临界技术和浸渍法相结合进行CuO/AI2O3催化剂的制备等，今后随着我国化学工业的不断发展，有理由相信还会有更多的催化剂制备的新型方法被发现。

参考文献

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[2]王公民. 催化剂的制备方法和成型探讨[J]. 硅谷，2012，23：117+116.

[3]宁慧森，白国义. 纳米金属催化剂的制备方法及其比较[J]. 化学推进剂与高分子材料，2007，03：15-18.

篇10

关键词：生物化工　发展　作用

一、生物化工的发展前景

1.生物化工的发展状况

近年来社会讨论最多的莫过于能源问题，石油、煤炭等都是不可再生能源，一旦消耗殆尽就会影响人类的生活和社会发展，人们也致力于寻找新的能源。而生物能源恰好可以满足人们的需求，它可再生，对环境污染小，储藏量大。比如说，氢能储藏量大分布范围广，利用它解决能源短缺很有效；燃料酒精的开发很有价值，利用玉米等农作物提炼酒精作燃料，既环保又有发展空间。尤其近十年来，世界生化技术迅速发展促使生化领域取得了许多重大科技成果，主要表现在：一能源方面，纤维素发酵连续制造乙醇已成功，煤制甲醇、煤制烯烃技术已成熟；二环保方面，固定化酶处理氯化物已实际应用；微生物法生产丙烯酰胺、脂肪酸、 乙二酸等产品的生产已达到了一定规模。

常轶智说过，“由于人们对生物发展的越来越重视，生物技术和生物化工技术已经初具规模，例如微生物法生产丙烯酰胺、透明质酸、己二酸等。还有，我国柠檬酸的产量已经达到世界领先水平，在生物农业，食品等方面也有很多成就。

我国在氨基酸的发展中，谷氨酸的发展及产业已经独具规模，谷氨酸俗称味精，是世界上销售量最大的氨基酸，我国在谷氨酸的发展中仅次于抗生素的发展。近年来，我国还开发了许多的生物农药——苏云金杆菌、井冈霉素、公主岭霉素等，这些生物农药都具有高效安全、低毒方便等特性，在对农作物杀虫方面都很有效。我国在生物催化剂发展方面也有很快的提高，2009年光生物催化剂已经有近两亿美元的市场。

2.我国生物化工发展存在的问题

政府不够重视生物化工，资金的投入不够，政府对生物技术产业因为了解不深故认可度不高，不能成长远角度看生物化工产业，导致生物化工产业发展总是有一些障碍。另外，产业化程度低，科技研究成果不能很好的转化为生产力。由于生物化工技术研究费时，周期长，不能在短期内见效，不能实现经济效益的立即体现，所以研究力量不均匀，企业对其投入不大。我国没有像发达国家一样的强大的研发队伍，团队力量不够。

二、生物化工的应用

生物化工涉及多个领域，主要是生物高科技医疗制药产品、资源能源和环保三方面的领域。像生物降解高分子材料指的就是能被生物体侵蚀而降解的材料。生物降解高分子材料的应用十分广泛，一是可以利用在医疗方面，外科手术的缝合线，人造血管等制品，骨骼代替物如人工关节等；二是可以利用在工业方面，无污染可再生的降解再生的包装材料；三是农业方面可用作杀虫剂的释放可控制材料。生物转化的实现，促进了酶在药物合成中的应用。用酶和细胞代替化学催化剂进行有机合成具有选择性专一、步骤简单、过程温和的特征，一些用常规化学方法不能进行的反应可以由酶和细胞来完成。但是酶和细胞的弱点是不稳定、造价高，反应速度也十分有限，致使生物转化大都停留在研究阶段。要克服这一弱点，必须通过生物和化学的方法稳定酶和细胞。

脂肪酶生物技术被广泛应用于修复生态和被污染的环境，石油开采中重大漏油事故都可以靠脂肪酶来解决。脂肪酶可以用作处理废水，通过脂肪酶可以制造液体肥皂，可以说生物化工是应用广泛的，还例如，米曲霉可以用来处理毛发，假单胞菌可以用作改造被石油污染的土壤和有毒有害的气体，不同的微生物可以用来处理废水、废弃的食用油、生物膜的沉积物、聚合物废物等。由于煤炭、石油都属于不可再生能源，迫切的需要找到替代物品，其中生物能源就被广泛的应用。酒精就是一种很清洁并且环保的能源，我国就选出很优良的菌种使用玉米，为了减轻污染加大投入对传统的制造酒精技术加以改进，使用低温蒸煮的方式向快速发酵方向发展，成功的研制了生物燃料。

生物化工在药物的研制方面也有很大的成就，天然药物资源的自然生产是很有限的，而利用生物化工生产的天然资源则能满足人们的需求，生产的可控制性是其很大的优势，可适时地提高资源的品质，使药物优化，所以这项技术具有很大前景。在中草药资源上，利用规模化培养技术可减少、甚至免去对天然植物的依赖，对于我们这样一个植被破坏面积大、沙漠化严重、大面积干旱缺水的国家是可持续发展的一项战略措施。其次在天然产物的制备上，要充分发挥生物化工分离技术的优势，用层析、膜分离等高效分离纯化技术和高效选择性精度取代现有中草药制备中的某些落后工艺，对整个过程进行优化，提高产物收率、纯度，实现组分的综合利用，同时降低溶剂消耗量，从而可以达到降低成本，保护环境的作用。

木质纤维素生物转化产品被广泛的应用，可再生性的木质纤维素的开发已经被发达国家列入了战略性研究课题，是纤维素，半纤维素，木质素重组，将生物能源，生物化肥，生物饲料，生物微生物材料作为了生物化工的重要应用领域。

另外，我国柠檬酸的生产量和出口总量每年都在不断提高，是世界上柠檬酸出口第一大国。所以我建议我国的有机酸行业应该多向生产柠檬酸产业靠拢，可以加大力度再进行研发新项目并且努力在技术上创新，可以扩大企业的规模改善经营的模式，扩大柠檬酸的应用领域。

三、总结

生物化工的发展前景是很广阔的，其应用领域也很广泛，生物化工产业必将成为未来炙手可热的行业。

参考文献

[1]俞志明.《中国化工商品研究》[M].北京大学出版社，2009.

[2]师兆忠.《生物学报告》[J].开封大学学报，2011.