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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
    ( R; v, W5 \& o. `
    晨枫 发表于 2011-10-26 05:29 ) f' H) `8 @  D# z# Q4 g$ n7 D
    哇，挑难的问题问哈！工业上有三个办法：2 i  O8 v* d% E7 L
    1、用GC分析efluent的乙烯浓度，反算转化率，但这要看过程，高 ...

    % C$ u0 m% x% z; j; s- Q
    4 S! e/ D& |2 W* @多谢！一直比较好奇。
    , j4 S1 x+ I' q4 l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。, a; V1 [; n; d8 N9 c. |4 g" M
    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。
    ; x0 Y) Q% N' J2 |: j工业上用的方法就是比较简单实用。( B) L6 [5 x$ {, o
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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
      n0 H1 C  L9 G; D
    乡间小径 发表于 2011-10-25 22:10
    & `# Z0 _% z! p多谢！一直比较好奇。
    " S! T, q5 ^4 E# K4 G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。 ...
    , q* Q! e- A/ `9 E) c
    6 p0 f* b; X. c, e% t( T. ]  k6 N
    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, w/ [0 L! Y, i

    . p" r, R9 y9 {7 C2 `3 B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
    " f; F  ?' P9 y  {' x$ m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 ...
    1 q" l# s' |, x% H$ A( B
    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 6 S3 o; Q+ a4 r# O& r9 E
    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。 ...
    & ?; K( U+ b# H3 M2 Y* k. o3 s
    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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    开心
    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
    5 o1 a. K) W3 {2 Y9 U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？ ...
    1 ]- n/ L; _7 `. _
    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
    . S$ d+ x! w! }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， ...
    3 z: y: V" v% d3 S
    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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    开心
    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
    ) t+ q$ ]* s! ?( V" J+ B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 ...
    $ }! g: s$ }2 z3 T
    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。
    0 D: H' a; R0 a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
    7 @9 J' J' |/ z  f. h, E' T9 ?7 H# ?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 ...
    3 i+ ^, v6 [0 ^' v" q1 Q* T. _+ s
    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
    开心
    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 ' H: m# g! U; @8 ^
    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 ...

    + J" q9 t7 _: l  x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。, i" ]: u- D0 t; _
    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
    4 j; n& t' R7 _3 p3 n5 D$ S& p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 |( u; K+ V: m; i9 Y% _. M* f# ~隔行如隔山，不得不打肿脸充胖子，拿理 ...
    ; i! w" b, i2 }3 }
    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。2 m  P, H" S' _- E6 Y  [* o

    0 w/ h5 [/ j* H. E  J5 D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。* d; q3 x" @! }% j. R9 C* D
    7 }4 \* }9 r* Y9 R9 Q- C( r5 f
    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

    该用户从未签到
    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 8 I5 b, d* }6 A/ ?+ f
    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
    / Y0 }; D' T0 Z
    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
    5 U7 W! k" w' T7 Y同情中。也给我们说说体会吧，你的角度会和我的不同。
    5 l2 N; ]6 G( z
    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。
    + p/ F: N( c6 d) Y: r7 C5 m  k
    - t/ |: W3 F; T3 x: h0 n8 N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 ; p  E9 `, r0 A% N* a
    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 ...
    $ W$ J/ ~0 {" l) X
    刚看到这个，嘴痒，对在线化工检测扯两句。  t3 w" E* U8 p8 x! o3 Y

    8 R( c# u9 V0 G! L/ [3 n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。
    * p9 D" C& E, h5 m6 Q
    9 E0 }" Z5 W$ h1 i( I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。' r7 K, l) _# G) }2 N; W
    5 s0 i( o% K5 S, Z1 u: H
    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。4 n- V: X0 _# }; R+ _: I2 X

    ( ^) |5 S# t6 W0 a4 n- B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。" U2 i! S& b8 `% R9 |$ t6 m

    * r- Z, N) g: S# g4 |" J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 7 a( k5 ^0 h& J! v
    多谢！一直比较好奇。( |% ]) Y  X' S- C4 E8 R6 B
    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。 ...
    2 b% w, P$ Z& O0 }4 R3 a2 [
    "近红外应该是相对比较准确的方法了",
    ( x1 u$ D+ ?8 A5 K8 i' I2 k  ~+ b# m7 E, x
    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。
    - ~/ J0 @- ^/ @0 w2 w) i, Q
    4 Y# [: X- F% y3 c1 l: N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！; D6 n) D+ H* D) J. C
    看了萨苏的帖子发觉自己的文笔差而闷；# M, u" \0 L5 {" V0 H4 W4 s$ m
    读了晨枫的帖子体会自己的知识窄而浅。
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    晨枫

    该用户从未签到
    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
    : c1 n2 e* \* l
    ArKrXe 发表于 2013-8-14 10:21
    ( c5 x. Z  G; d4 n刚看到这个，嘴痒，对在线化工检测扯两句。
    2 Y- e- x4 O5 j( D; b4 x+ y6 V8 o2 |! X5 g! n6 l* K3 T
    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 ...
    4 ]/ ~, M/ C# t8 F9 }* C
    $ W- ^* a- Q5 {, ~
    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
    ' {* y9 s4 a5 k4 O唉！
    * A+ D4 R- U  |+ J! c看了萨苏的帖子发觉自己的文笔差而闷；9 |, H1 \9 ]7 W( A! o- a
    读了晨枫的帖子体会自己的知识窄而浅。 ...
    . a3 j2 i- ^  Y
    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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