化工中试主要任务及应用领域是什么?

 

中试的概念

中试是技术产品化的必要环节。中试即中间阶段的试验,是为评估可行性、时间、成本、负面影响,确认一个技术能否进行有效产品化,事先进行的小规模试验,目的是为了降低风险,避免将过多的资源浪费在不成熟的计划中。例如,中试在化工领域可用于验证新的化学反应研制路径、优化反应条件,帮助更好地理解和控制化学反应的过程;材料领域可用于验证新材料的合成和性能,确定材料的可重复性和稳定性,评估材料在实际中的表现。

只有经过充分的小批量验证,确保产品达到预期质量要求后,才可考虑大批量生产和商业化推出。

 

为啥中试是技术产品化的必要过程?

以化工行业为例。化工产品从实验室到产品上市的工艺过程是:小试——中试——放大。

小试阶段——开发和优化方法,对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。在改革的基础上通过实验室批量合成,积累数据,提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。

中试阶段——石化行业中试主要指验证新的化学反应过程、新的化工产品、新的生产工艺等。

工艺验证/商业化生产阶段——使用方法,并根据变更情况以决定是否验证。

在实验阶段可能经过无数次失败才能拿到样品,经过小试优化方法后,就要进行中试,中试的目的是它可以帮助企业在较小的规模内,有效的评估和优化化学工艺,减少可能出现的危险和原料浪费,提高产品的质量和产量。

中试起到一个承上启下的作用,是产品在大规模量产前的较小规模试验,是小试到工业化生产必不可少的环节。中试不是一次性的验证行为,而是一个从小批量试验到逐渐放大产品试验数量的循序渐进的过程

 

此外,化工中试又有化工中试项目和化工中试基地之分。

化工中试项目是指为开展化工中试而建设的工艺过程装置,包括必要的建(构)筑物、工艺操作单元、水电气配套系统、自动控制和安全连锁系统、环保治理等设施。简单来说就是整个为开展化工中试专门建设的一套工艺装置和设施。

化工中试基地则是指为化工中试项目提供场地和条件,进行一定规模验证性生产的科研性生产组织场所,包括技术和检测共享平台、小规模生产厂房(场地)、公用工程配套设施、环保集中处理设施等。

 

化工中试主要任务

中试工作必须按工业化条件进行,其主要任务如下:

1、建立一定规模的放大装置,对开发过程进行全面模拟考察,确定工业装置运转条件及操作、控制方法,并解决长期连续稳定运转的可靠性等工程问题,

其中,包括对原料和产品的处置方法、必要的回收循环工艺以及对反应器等设备的结构和材质的考察。

2、验证小试条件,收集更完整、更可靠的各种数据,解决放大问题,提供编制工艺设计包和基础设计所需的技术资料及数据。

3、考察可达到的生产指标,在可信程度较大的条件下计算各项经济指标,以供对工业化装置进行最终评价。

4、研究“三废”处理、生产安全性等问题。

5、示范操作,培训技术工人,研究开停车和事故处理方案,获得生产专门技能和经验。

6、提供一定量产品(大样),供市场开发工作所需(反应器的选型和放大以及随之而来的反应状况的研究,是中试研究的基础)。

7、提出物料综合利用和“三废”治理措施。

8、提出带控制点的工艺流程图、工艺参数、物料衡算和能量衡算的数据等。

化工过程开发中的若干问题往往不可能都在小试阶段充分暴露,只能留在中试时加以研究和解决。例如中试中就要解决选用何种类型、何种规格、何种材质的泵,采用何种计量方式,以及所涉及的安全、环保、防腐等一系列问题。

 

化工中试应用领域

化工中试在化工行业中一般在以下领域,会应用到。

新产品开发:通过中试,可以对新产品的物料选型、工艺流程、工艺参数等进行实际验证,确定最终的工艺方案,从而降低风险,提高产品的竞争力。

原料选型:在中试过程中,可以对不同的原料选择进行比较和评估,找到最优解,避免不必要的浪费和成本开支。

生产工艺的改进:针对现有生产工艺问题进行调整和优化,进一步提高产品质量和产量,实现经济效益和环保效益的统一。

设备选型:化工中试可以帮助判断什么样的设备能够适用于特定的工艺,从而减少错误选型和浪费成本。

工艺参数调整:化工中试可以通过参数的微调,降低生产成本和风险,提高生产效益。

 

总之,化工中试在化学工艺研究和开发中有着不可替代的作用,它可以帮助企业降低风险、提高效益、改善环保等方面。因此,在化工行业的生产开发中,中试技术得到越来越广泛的应用和重视。

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2024-07-15 09:14

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