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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 关于工程科研和工业实践的脱节
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楼主: 晨枫
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[科教沙龙] 关于工程科研和工业实践的脱节

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乡间小径
  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-2 00:04

    • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气
    21#
    发表于 2011-10-26 12:10:50 | 只看该作者
    本帖最后由 乡间小径 于 2011-10-26 12:11 编辑 ' W9 A, v  Q# k) q! A
    晨枫 发表于 2011-10-26 05:29
    & J+ @4 {0 z  s& \; ^) i2 o5 b! ]/ b9 u哇，挑难的问题问哈！工业上有三个办法：5 C# Z( |! o9 o. D+ i6 `
    1、用GC分析efluent的乙烯浓度，反算转化率，但这要看过程，高 ...
    7 T& h9 o% ]6 w2 y7 Z* O3 W$ k
    & R4 M( |# V' C4 v) ^* k% Q9 Z
    多谢！一直比较好奇。* \) e2 P4 L. D" T
    想过GC，但觉得取样、进样都是比较头疼的事。近红外应该是相对比较准确的方法了。热平衡推算的方法，想过，但没想到你们用在连续工艺上，而且是用得最多的方法。看来你们的工艺控制水平是很高，参数变化范围很小。# d5 M2 T7 F' o  N
    我原来猜可能是用压力和出料管不同位置的温度及温差来计算，那样就复杂了。
    . ~" ~$ t5 q6 R工业上用的方法就是比较简单实用。
    ( Z% C5 @5 ^3 \/ [: ?/ g% B# g
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    晨枫

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    22#
     楼主| 发表于 2011-10-26 12:20:13 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2011-10-25 22:20 编辑 9 M* ]1 e, L" @: @, q
    乡间小径 发表于 2011-10-25 22:10
    ) }% M1 m, m/ ~( y- w' W& n多谢！一直比较好奇。
    7 I: l5 x) v7 U( `想过GC，但觉得取样、进样都是比较头疼的事。近红外应该是相对比较准确的方法了。 ...

      F; `& l/ o8 r7 R. |8 a4 \/ W4 ^" R6 S# ]3 G
    大型装置，工艺参数想变都变不快，热平衡是最常用的办法，麻烦是进料管线很多，不同管线的进料温度还不一样，还要对进料纯度补偿。计算的原理不复杂，细节很罗嗦。另外就是单体和共单体都有放热反应，只有一套进出料温度，所以要两家里面迭代才能解算出来。  s# |: d1 S+ I, g6 x+ v8 Q  Q9 v
    & Y+ r: q5 b* {# P, p. j1 W
    你的办法里，温差好理解，最简单的rule of thumb就是直接把一度温差和多少转化率联系起来，但压力在这里起什么作用呢？莫非是压力对热容系数的补偿？
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    乡间小径
  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-2 00:04

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    [LV.1]炼气
    23#
    发表于 2011-10-27 10:25:32 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2011-10-26 12:20
    " G8 A1 x  O2 b- D. P大型装置，工艺参数想变都变不快，热平衡是最常用的办法，麻烦是进料管线很多，不同管线的进料温度还不一 ...

    7 w( _9 b- |% y' R压力温度决定乙烯的量/浓度，转化率应该跟这个有关系吧？当然，变化不大的话，就不用考虑了。
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    晨枫

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    24#
     楼主| 发表于 2011-10-27 10:27:15 | 只看该作者
    乡间小径 发表于 2011-10-26 20:25
    ' Z* F4 W2 _& p3 F  F* ~压力温度决定乙烯的量/浓度，转化率应该跟这个有关系吧？当然，变化不大的话，就不用考虑了。 ...
    9 D; z1 U' ~; I7 j3 |9 \/ t# j# a
    你是指气相反应还是液相？气相的浓度应该和分压有关，液相也压力没有太大关系吧？
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    乡间小径
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    2015-12-2 00:04

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    [LV.1]炼气
    25#
    发表于 2011-10-27 10:33:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2011-10-27 10:27
    ) z' X6 A( d! ]9 [你是指气相反应还是液相？气相的浓度应该和分压有关，液相也压力没有太大关系吧？ ...

    8 z  a9 n4 M# a- s5 N8 N这个是液相反应，气相浓度和液相浓度是对应的吧？气相压力大，乙烯在液相里相应的浓度也大。至于怎么算，那就复杂了，不是俺考虑的问题了。
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    晨枫

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    26#
     楼主| 发表于 2011-10-27 10:47:52 | 只看该作者
    乡间小径 发表于 2011-10-26 20:33 8 v; v5 s/ ?0 |6 p
    这个是液相反应，气相浓度和液相浓度是对应的吧？气相压力大，乙烯在液相里相应的浓度也大。至于怎么算， ...
    ; _7 W0 `* s: H0 v0 w
    液相里，溶剂相同的话，压力高，乙烯溶解度大，但一般都不到饱和浓度，所以压力影响不大。乙烯有ethylene decomp的问题，一般不敢浓度太高。
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    乡间小径
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    2015-12-2 00:04

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    [LV.1]炼气
    27#
    发表于 2011-10-27 11:25:05 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2011-10-27 10:47
    3 M9 T3 T! Z/ n5 M/ }# ^* j液相里，溶剂相同的话，压力高，乙烯溶解度大，但一般都不到饱和浓度，所以压力影响不大。乙烯有ethylene ...
    % p4 `! I+ Q) F6 j9 c5 a
    俺是从一般的情况来猜的。转化率的影响因素有反应物浓度、反应温度和平均滞留时间。转化率跟反应速度、平均滞留时间有关系，反应速度又跟浓度成正比。同样的两套装置，同样的反应温度，一套压力高，出料快，但转化率略低，另一套压力低一些，反应物滞留时间长，转化率高。不同的转化率，放热量是可能一样的，所以理论上需要考虑压力。俺不太清楚乙烯工艺调节的细节，为了保险起见，加上了压力这个因素。& c( M$ _: j- h
    当然，实际连续生产中，反应参数基本稳定，反应物滞留时间基本不变，压力的影响的确可以忽略不计，测量反应温度就可以知道转化率了。
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    晨枫

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    28#
     楼主| 发表于 2011-10-27 12:09:50 | 只看该作者
    乡间小径 发表于 2011-10-26 21:25
    . W0 _+ @4 u# }3 u% Z俺是从一般的情况来猜的。转化率的影响因素有反应物浓度、反应温度和平均滞留时间。转化率跟反应速度、平 ...
    6 z- {2 }$ k: t. L" T& i  I9 h
    哈，你这是学院派啊，从反应动力学角度来计算转化率。工业上很少用这样的方法，变量太多，经验参数也太多。连续进料、连续出料、固定流量情况下，温升和转化率是直接对应的。
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    乡间小径
  • TA的每日心情
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    2015-12-2 00:04

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    [LV.1]炼气
    29#
    发表于 2011-10-27 12:41:25 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2011-10-27 12:09
    ' f2 B. \: h6 M哈，你这是学院派啊，从反应动力学角度来计算转化率。工业上很少用这样的方法，变量太多，经验参数也太多 ...
    0 j( w6 G7 F6 w- i, q. X. B' Q
    俺哪敢称学院派啊！俺上一次计算反应动力学，已经快二十年了。. @4 l" D  K9 ^/ I1 g7 N, n# V
    隔行如隔山，不得不打肿脸充胖子，拿理论来糊弄，掩盖一下自己实践经验的不足。 跟晨兄学了几招，说不定以后还用得着。
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    晨枫

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    30#
     楼主| 发表于 2011-10-27 21:03:19 | 只看该作者
    乡间小径 发表于 2011-10-26 22:41
    8 T8 L; {$ l: d俺哪敢称学院派啊！俺上一次计算反应动力学，已经快二十年了。
    * F7 e6 U, t! R/ k, i隔行如隔山，不得不打肿脸充胖子，拿理 ...

    3 X* ?" {0 Y; X! l* G3 h* `4 i呃，我是彻底的土八路，什么管用就用什么，用热平衡计算聚乙烯的转化率，这也不是我发明的，工业上一直这么用的。做process simulator的时候，倒是用动力学模型计算转化率。simulator只能这么做。产品开发估算转化率也是用动力学模型，然后在生产时用实测数据校正。
    & L1 I. Y7 o2 M' y) m* |% F7 Z. r7 J3 k- i
    热平衡方法最大的误差因素是反应热，N千焦/公斤转化的乙烯。理论上这个数据要根据工况修正，实际上就是一个固定的数据。有时候工业上用物料平衡修正热平衡，也就是用乙烯进料和实际装进车皮的聚乙烯计算转化率。这个只能用长期数据，短期数据受时间延迟的影响太大，不同产量、不同设备状态都会影响这个hold up time，计算就误差太大。还有flare loss，不容易精确地算进去。% ~# x9 h6 {. x! M% ^/ ~. ?8 }

    ( u& W! F9 R. F( W- ?这个话题要是展开了说，可以说一大箩呢，嘻嘻。
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    文勖

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    31#
    发表于 2011-11-7 14:41:57 | 只看该作者
    很现实，也很无奈。
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    海天

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    32#
    发表于 2011-11-23 02:12:39 | 只看该作者
    你说的这些问题现在我有亲身体会了，虽然不是化工是制药
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    晨枫

    该用户从未签到
    33#
     楼主| 发表于 2011-11-23 03:01:32 | 只看该作者
    海天 发表于 2011-11-22 12:12 $ B0 L2 \6 w& O
    你说的这些问题现在我有亲身体会了，虽然不是化工是制药

    / N  Z+ n9 v: N9 c1 h& x同情中。也给我们说说体会吧，你的角度会和我的不同。
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    海天

    该用户从未签到
    34#
    发表于 2011-11-24 01:25:24 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2011-11-22 14:01
    : p! b0 W# I6 c3 M2 ~% K! j同情中。也给我们说说体会吧，你的角度会和我的不同。

    1 |# w# ]- J+ {) j制药绝大多数还是batch，产量小啊，一个药片也就几百毫克，小的几十毫克，甚至十几毫克都有。
    $ N& L2 z+ }8 ~- [# A. y. f- T# S, K$ |7 Q  V9 j: g& x& A
    现在时间已经不是自己的啦，到春节都很忙，以后有时间可能会开帖说说药片和胶囊是怎么生产出来的
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    就爱抬杠
  • TA的每日心情
    慵懒
    2019-4-30 09:37

    • 签到天数: 532 天

    [LV.9]渡劫
    35#
    发表于 2012-4-13 11:32:14 | 只看该作者
    写的真好。像俺这样学自控搞IT的脱离这样的实践已经很多年了。毕竟IT上有再多的理论和实践脱节，也比实际工程好得太多。
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    ArKrXe

    该用户从未签到
    36#
    发表于 2013-8-15 00:21:46 | 只看该作者
    就爱抬杠 发表于 2012-4-13 11:32
    ! ~( a2 {  S8 ^5 e3 O+ v写的真好。像俺这样学自控搞IT的脱离这样的实践已经很多年了。毕竟IT上有再多的理论和实践脱节，也比实际工 ...
    - p# N2 u: K# H
    刚看到这个，嘴痒，对在线化工检测扯两句。3 u/ E" h5 Q% q6 m8 U

    ; e& l( Q) |2 K  B" l( K2 _对于大多数的化工在线检验，好多时候，准确性，灵敏度啥的倒不是最关紧的，能凑乎着差不离就行了，要命的是Low-maintaince Robustness，换句话说就是要“省事耐操”，粗俗点说要能够----持续做爱不换套。8 }3 k6 h+ e+ e' d8 h
    3 B5 `( c# C( s
    这往往意味着一些实验室里的好东东在生产线上就是个笑话，比如没见过用NMR（核磁共振）做工业在线监测的，尽管这玩意可以看到多成分，多浓度，甚至结构变化。枫哥提到的GC其实就是个这么个情况，可以做非常精准的分析，但太慢，要取样，要耗载气，要矫正，与生产管线的接口那是相当地难搞。- H$ A# i/ i5 V1 w

    * x, k; ?; x7 O5 P所以像温度，压力，流速，电导等易测物理量是大家的最爱，可总会有时候，这些量是无能为力的，比如当最关心的信息是化学成分时，这时候必须要有某种“化学探测器”。而这里头，光谱是有着无以伦比的优势的，这就是枫哥提到的第二种方法（Near-IR)。这玩意儿做好了，其皮实耐用性是很猛的。还有，做这玩意儿的很多，从机理上早就是很成熟的了，关键就是怎么和具体的生产线挂上，每个用户的需求那是都不一样啊,那是必须随机应变呀，随机应变呀。, p6 N6 e& p0 V1 @; J

    ! A0 Z% x' w( F! u3 _/ A! ]3 E另外，枫哥，要是你们对于离线样品的GC测量的速度不甚满意，咱们可以私下聊聊，俺这里可能有方案。
    ( }& Q/ G. E& C9 p8 o9 B) q& i
    - C" R! ?6 R6 y# v3 U* ]在你们加拿大飘荡了两礼拜，公私兼顾，很累但很充实。刚好和你擦肩而过，Faint，你个旅游狂。
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    ArKrXe

    该用户从未签到
    37#
    发表于 2013-8-15 00:42:00 | 只看该作者
    乡间小径 发表于 2011-10-26 12:10
    , `8 [* E8 x# z: R9 v- S多谢！一直比较好奇。2 Q2 V! Z9 T6 p' K, [* b# K! Y$ X
    想过GC，但觉得取样、进样都是比较头疼的事。近红外应该是相对比较准确的方法了。 ...
    5 \; |" G# F& O' A+ r( G/ m* t- W) u
    "近红外应该是相对比较准确的方法了",
    + i5 u2 ?& {/ Y- G4 `5 u
    8 c# @$ J3 Y! p* G0 h2 y/ C+ J" |Not Really，不像Middle-IR，Near-IR Spectroscopy并不是一种很严格的化学光谱分析手段，因为它只能显示出某些官能团的存在和浓度（主要是含氢原子的），所以其实际效果很难事先确定，一定要有平行分析手段校正，达到稳定后才可放心使用，这其实就是个建模的过程，该校正建模的好坏，是关键。/ D( n1 C/ u4 ?8 k, n+ r5 T

    . S! M9 N/ V5 t( u% ], v3 |其实，NIR的优势，不在准确性上（准确性，GC绝杀NIR），而在其他方面，请看俺下面的回贴。
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    dasa
  • TA的每日心情
    郁闷
    2016-2-4 15:19

    • 签到天数: 7 天

    [LV.3]辟谷
    38#
    发表于 2013-8-15 11:24:33 | 只看该作者
    唉！
    9 R! A. U( r" z* t7 y4 k/ x看了萨苏的帖子发觉自己的文笔差而闷；) ?8 Y* K) _0 W# o! S. F. a
    读了晨枫的帖子体会自己的知识窄而浅。
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    晨枫

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    39#
     楼主| 发表于 2013-8-15 11:29:37 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2013-8-14 21:34 编辑
    9 c" {. [: b6 h  c+ E
    ArKrXe 发表于 2013-8-14 10:21
    / k4 j8 Y7 F; I9 D2 t2 T# }$ i% F刚看到这个，嘴痒，对在线化工检测扯两句。
    & m. B" _+ u0 h7 e+ n* T
    8 `# x0 c) Z: T  U4 Q$ u对于大多数的化工在线检验，好多时候，准确性，灵敏度啥的倒 ...

    * [0 `" S; J7 h) d( T# H( _2 k& n
    $ i8 T8 F) q' E. P' J, \" m8 z! t2 r嘿嘿，NMR（我们叫IMR，因为nuclear听着使人紧张）、NIR、rheometer、mass spec、GC，我都用。工业上不光对robustness有要求，要犯愁drift。GC的门老是飘来飘去，峰和峰分离也不干净，分析出来也就“蒙擦擦”了。NIR你说的一点没错，需要平行建模，我们叫calibration。这东西的好处是采样快，但分析起来也是“一坨”“一坨”的，isomer分离不出来。
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    晨枫

    该用户从未签到
    40#
     楼主| 发表于 2013-8-15 11:39:25 | 只看该作者
    dasa 发表于 2013-8-14 21:24
    3 \" S( N; T: {8 R4 {2 Y5 W唉！$ i3 E7 ]; b1 _+ q* A
    看了萨苏的帖子发觉自己的文笔差而闷；
    8 ~, t5 @0 P3 Q: m读了晨枫的帖子体会自己的知识窄而浅。 ...

      a1 P' U0 d2 N$ b' l  \8 M咳，你过奖了。

    点评

    dasa
    心里话，心里话  发表于 2013-8-15 16:07
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