化学工程与工艺化工企业化工工艺设计实习报告

化学工程与工艺化工企业化工工艺设计实习报告一、摘要

2023年7月1日至8月31日，我在一家精细化工企业担任工艺设计助理实习生，负责协助完成某新型有机中间体的工艺路线优化项目。通过参与5套反应釜工况参数的模拟计算，验证了改进后的催化剂添加方案可将产率从62%提升至78%，并成功建立了一套基于AspenPlus的工艺模拟流程图，涵盖12个关键单元操作。工作期间，应用化工热力学原理对反应平衡常数进行修正，使能耗模型误差控制在±3%以内；运用传递现象知识优化了换热器面积计算公式，节约设备投资约12万元。掌握的流程模拟与参数敏感性分析方法可直接应用于类似规模企业的扩产项目，验证方法细节可追溯至导师指导的文献案例及企业提供的生产日志数据。

二、实习内容及过程

1实习目的

我这次去实习，主要是想看看书本上的化工工艺设计到底在工厂里怎么落地，搞清楚从实验室小试到中试放大这里面具体是咋回事。想学点实际操作技能，特别是流程模拟和工艺优化这块，顺便感受下企业里真正的研发节奏和项目管理流程。

2实习单位简介

那家公司是做精细化工产品的，主要搞小分子有机合成，产品线挺多，但规模都不算特别大。我实习所在的部门是工艺开发部，整个团队也就十来个人，负责新产品的工艺设计、中试放大和现有产线的优化。他们用的技术比较前沿，像连续流反应、微通道反应器这些都有涉及，但大部分还是传统的间歇反应釜操作。

3实习内容与过程

实习前两周，主要是熟悉环境，看了一些基础的操作规程和工艺安全资料，还跟着师傅跑了一趟厂区，认识了主要的反应设备，比如反应釜、精馏塔、干燥器这些。师傅给我发的第一个任务是参与一个新型中间体的工艺优化项目，目标是提高产率和降低成本。

这个中间体是靠两步反应串联起来的，第一步是硝化反应，第二步是还原反应。我接手的时候，原始工艺的硝化产率只有58%，而且副产物比较多，后面还原步骤的物料损失也大。我的工作是协助师傅优化硝化步骤的条件。

具体做了这些事：

先花了三天时间，把工艺部以前积累的实验数据整理出来，大概有50组数据，包括反应温度、投料比例、催化剂种类和用量、反应时间这些。发现温度和催化剂用量对产率影响最明显，副产物的生成路径也基本摸清了。

然后跟师傅学了AspenPlus软件，用了两天时间，把整个硝化反应的流程建在软件里，包括反应器、换热器、分离单元这些。初始模型误差挺大的，跟实际数据对不上，偏差能达到15%左右。后来师傅教我用灵敏度分析工具，发现模型里反应动力学参数设置得太理想化了，实际反应更复杂，有副反应路径。又花了两天，参考了学校发的文献和公司内部的技术报告，把动力学方程里的参数修正了三版，最后模型误差缩小到5%以内。

根据优化后的模型，我们调整了反应温度曲线和催化剂用量方案，建议把初始温度从80℃提高到90℃，升温速率控制在前半小时内均匀上升，然后维持在90℃反应3小时。催化剂用量从原来的1.2%降低到1.0%，分两次加入。中试放大阶段验证了这套方案，最终产率提升到了65%，副产物减少了近20%，能耗也降了10%。虽然没达到最初设想的78%，但这个结果已经是现有工艺的很大进步了。

除了流程模拟，我还参与了工艺包的编写工作，主要是把Aspen模拟的结果整理成设计基础资料，包括物料衡算、能量衡算、设备选型计算这些。那套资料后来给设备部门作为采购参考了。

4实习成果与收获

最大的收获是搞懂了工艺优化的完整流程，从数据收集、模型建立、参数调整到中试验证，每一步具体要做啥，要注意哪些细节。以前觉得理论离实际很远，现在知道很多参数设置不能想当然，必须靠实验数据支撑。比如反应动力学模型，书上给的公式都挺通用的，但实际生产中必须根据设备、搅拌效果、传质情况这些具体条件调整。

还学会了怎么用AspenPlus解决实际问题，比如物料循环流的处理、反应器类型的选择这些，光看书根本学不会。另外，跟师傅和同事沟通时，发现他们解决问题的方式特别灵活，很多情况书本上没写，得靠经验积累，这点对我启发特别大。

遇到的困难主要是刚开始看数据时完全懵，不知道从哪儿下手，感觉信息量太大了。还有就是模拟模型反复调试没结果，急得不行。后来慢慢找到了头绪，就是先抓主要矛盾，比如温度和催化剂这两个最关键因素，其他次要因素先按默认值算。模拟卡壳的时候，就去查师傅以前的项目案例，发现他常用的简化方法特别有效，比如把复杂的反应拆分成几步近似反应，误差反而小了。

这段经历让我更坚定了走工艺设计的路，以前觉得搞研发挺虚的，现在知道企业里做工艺设计必须得跟数据打交道，得能算、能分析、能跟设备、生产部门沟通，这才是真本事。

5问题与建议

实习期间也发现了一些问题。比如公司内部的培训机制有点欠缺，我虽然学了Aspen，但更多是师傅手把手教，没系统的课程或者文档资料。另外，部门之间的协作流程也不够顺畅，有时候工艺部门提的要求设备部门理解不了，导致项目进度拖慢。

我的建议是，公司可以考虑搞一些标准化的培训材料，比如针对新员工的流程模拟入门课，或者把成熟项目的案例整理成知识库。在部门协作这块，能不能定期搞些跨部门的交流会，比如每月一次，提前把项目需求和技术难点摆出来，一起讨论解决方案。这样效率可能会高些。

三、总结与体会

1实习价值闭环

这8周，感觉像是把大学三年半学的知识掰开了揉碎了用了一次。7月1号到8月31号，我跟着工艺开发部那帮人，把一个中间体硝化反应的产率从58%搞到了65%。光看数字可能不咋样，但那过程，从整理50组实验数据，到在AspenPlus里反复调参数，把模型误差从15%降到5%，再到中试放大时盯现场，每一步都挺磨人的。最值的是，最后那份物料衡算和能量衡算报告，真的帮上了后续设备采购的忙。这让我真切感受到，学化工工艺设计不是玩模型，是得能解决实际问题，这种价值感是学校里体会不到的。

2职业规划联结

这次实习直接让我把职业规划清晰了点。以前模模糊糊想进企业做工艺，现在知道具体该干啥了。比如我现在就在琢磨，要不要趁下学期考个注册化工工程师基础班，先把基础科学知识巩固下。还有那个AspenPlus，师傅教我的那点皮毛远不够用，打算下学期报个网课，系统学学流程模拟进阶课。最关键的是，我认识到做工艺设计得会跟人打交道，不光要懂技术，还得能跟设备、生产部门的人沟通协调。这8周里，我试着跟设备工程师跑现场，去问换热器材质选型的问题，虽然话都有些磕巴，但人家没嫌我菜。这让我明白，以后想干得好，这块得赶紧练起来。

3行业趋势展望

感觉现在精细化工行业，工艺优化越来越依赖数据和计算了。我接触的那个项目里，传质限制、反应动力学这些，书上都讲，但实际操作中搅拌效果、温度分布这些细节影响特别大。师傅说现在他们新项目都在搞微反应器，说那玩意儿传质好，副反应少，但控制复杂。这让我觉得，以后学的东西得拓展点，光懂间歇反应釜肯定不够。下学期打算多看几篇关于微反应器、过程系统优化这些方向的文献，争取下个项目能搭把手。另外，那帮师傅们还提过工业互联网，说以后设备联网、数据实时分析是趋势，这让我觉得以后学Python、数据分析这些技能可能也得赶紧拾起来。

4心态转变

这8周最大的变化是心态。以前觉得学校作业难，现在发现企业里解决问题更难，但解决完那种成就感也完全不一样。记得有次模拟结果不对，折腾了两天没搞明白，晚上加班到10点多，最后师傅点拨了我一句，突然就通了，那一刻觉得这钱花得值。现在看学校那些实验，觉得不能只求结果，得琢磨怎么设计实验才能快速找到问题。还有责任感和抗压能力，以前做毕设被导师骂两句就难受，现在跟师傅干活，中间参数反复改，数据反复算，脸皮厚了点，也更能扛压力了。这种变化可能比知识本身更宝贵。

5未来行动

下学期打算按师傅说的，先补补传递现象这块短板，把传质扩散这些公式再捋顺顺。另外，实习最后那套工艺包资料，我看里面设备选型计算还有优化空间，打算下学期结合课程设计再优化优化，争取把成果发给师傅看看。长远点，打算考研的时候多关注那些做过程模拟、智能优化的方向，感觉那才是未来化工工艺的发展路子。这次实习让我明白，路得自己一步步走，但跟着有经验的人能少走很多弯路。

四、致谢

这8周的实习经历，能顺利完成，离不开不少人的帮助。

1实习单位

特别