化学工程化工企业工艺设计实习报告

化学工程化工企业工艺设计实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家化工厂担任工艺设计助理实习生，参与乙二醇装置工艺优化项目。通过现场数据采集与分析，我完成了装置能耗基准建立，对比历史运行数据，提出冷却水系统改造方案，使装置年节电约12万千瓦时，节约成本约6.8万元。期间，我运用HYSYS软件模拟反应器性能，验证了新催化剂使用后转化率提升5.2个百分点，并优化了分离塔操作参数，使产品纯度从98.5%提高到99.1%。工作成果证实了数学模型预测与实际操作高度吻合，提炼出“基于历史数据对比的能耗优化方法论”和“多目标参数耦合调优策略”，可为同类装置改造提供量化参考。

二、实习内容及过程

1.实习目的

我这次实习主要是想看看课本上学到的工艺设计在实际工厂是怎么应用的，了解化工装置从设计到优化的完整流程，特别是想锻炼自己分析数据解决问题的能力，为以后找工作积累点经验。

2.实习单位简介

我在一家以生产基础化学品为主的企业实习，主要是做乙二醇和烯烃类产品的装置。厂区有好几个万吨级的生产线，自动化程度挺高，但老装置能耗确实有点高，公司去年一直在搞节能降耗项目。

3.实习内容与过程

刚开始那两周，主要是熟悉厂里乙二醇装置的工艺流程，跟着工程师跑现场，看反应器、分离塔、换热网络这些设备，把P&ID图和实际设备对应上。我负责整理装置近一年的运行数据，包括反应温度、压力、进料量、产品纯度这些指标。发现冷却水系统耗电占比很大，特别是几台大型冷却塔能耗曲线波动明显。

第四周开始参与能耗优化项目，导师让我先分析冷却水系统。我用了公司提供的DCS历史数据，对比了夏天和冬天运行参数，发现冷却塔风扇转速和冷冻水流量控制不够精细，导致能耗虚高。我提出把冷冻水流量分成三档，根据进料热负荷自动调节，导师让我用HYSYS再模拟一下。模型里我用了非等温闪蒸模型，假设冷却水进水温度32摄氏度，出口温度28摄氏度，模拟结果显示优化后年节电能达12万千瓦时，节约成本6.8万元。

第五周和第六周，我跟着工艺团队去现场调试分离塔。原塔操作压力偏高，导致产品纯度只能到98.5%，能耗也高。我们尝试降低压力，但担心反应平衡移动影响转化率。我主动去查了相关文献，发现可以用动态矩阵控制（DMC）算法优化进料配比和回流比，最后纯度提升到99.1%，转化率反而稳定在92%左右。调试验证时，我负责盯DCS界面，确保参数调整幅度不超过设定阈值，避免超调。

4.实习成果与收获

最直接的成果就是那个冷却水优化方案，后来车间采纳了，现在冷却塔能耗确实降了。另一个就是分离塔调优，现在产品纯度稳定在99.1%，比原来还稳。我个人觉得收获最大的还是学会了怎么用数据驱动工艺改进，以前觉得理论计算和实际操作差得挺远，现在发现只要方法对，误差能控制在很小范围。还把HYSYS用熟练了，特别是反应器模块，以前只会做简单流程，现在能处理非等温反应了。

遇到的困难主要是第一次接触DCS实时数据，一开始看不懂那些曲线代表的物理意义，尤其是能耗曲线和负荷曲线怎么关联。后来我就每天加班把历史数据导出来，用Excel画散点图，再对照P&ID图分析设备间的耦合关系，大概两周就上手了。另一个挑战是分离塔调优，刚开始降压力时产品纯度掉得厉害，团队差点放弃。我查了学校老师发表的一篇论文，里面讲DMC算法在精馏塔中的应用，连夜把算法逻辑画成流程图，第二天和工程师讨论时才把问题理清。

这段经历让我意识到，工艺优化不是单纯靠软件模拟就行，还得懂现场设备特性，比如换热器结垢会导致传热效率下降，这个模型里都没体现。不过也让我更坚定了想往工艺工程师方向发展，感觉实际工作比课本有意思多了，虽然累但学到的东西实在。

5.问题与建议

实习期间也发现了一些问题。比如厂里管理比较传统，工程师开会还是用纸质版数据表，效率不高。培训机制也有待改进，我入职时只给了一份设备清单，没安排系统性的工艺培训，导致刚开始很懵。岗位匹配度上，我负责的冷却水优化项目实际操作难度不大，但学到的数据分析和模型验证技能很有用，希望以后能接触更复杂的工艺优化。

建议可以改进几点：一是给新实习生做个工艺流程的线上培训课程，至少让对设备有个基本认识；二是开会尽量用电子版数据表，现在手机APP都挺方便的；三是多安排些实际操作的机会，比如让我参与换热器清洗方案设计，这样印象更深刻。

三、总结与体会

1.实习价值闭环

这8周实习像把课本里的理论和我自己看的数据串起来了。刚开始整理乙二醇装置的能耗数据时，觉得数学模型好抽象，但当我发现通过调整冷却水系统参数，真的能让装置年节约12万千瓦时电时，感觉这些公式突然变得很实在。我用HYSYS模拟分离塔优化方案，把转化率和纯度同时提升，验证了课堂上学到的反应动力学和分离工程知识，这种从理论到实践再到数据反馈的完整闭环，是学校里模拟实验给不了的。比如优化冷却塔时，我对比了三种控制策略的能耗曲线，最终选用的分段控制方案比原方案每小时能节省约800千瓦时，这个数字直接体现在了成本报表里。实习让我真切感受到，工艺设计不是画图那么简单，最终目的是降本增效，而数据是衡量标准。

2.职业规划联结

这次经历让我更清楚自己想做什么了。以前觉得工艺工程师就是画图纸，现在明白更核心的是数据分析能力。我发现自己挺适合做工艺优化，因为调试分离塔时，连续三天守在DCS站盯着参数波动，虽然累但最后看到纯度提升结果时很有成就感。现在回看简历，发现自己做的乙二醇装置能耗分析报告里提到的几个改进点，后来真的被车间采纳了，这种工作成果带来的满足感是实习前完全没体会的。下学期我打算报个化工过程安全工程师的证，公司安全规范里提到的几个设计缺陷，我在优化项目时也留意到了，感觉多学点安全知识对以后工作很有帮助。

3.行业趋势展望

实习中感受到行业正在往精细化方向发展。比如现在推广的智能控制技术，我参与的分离塔调优就用到了动态矩阵控制算法，导师说以后会普及黑箱优化技术，现在只能靠工程师把机理模型和实际数据结合起来。厂里新上的能量集成系统，通过模拟计算重新排布了换热网络，能耗降低15%，这让我意识到未来工艺设计会越来越依赖计算能力。我还看到几个工程师在研究碳捕集技术，说现在政策要求严了，以后装置设计必须考虑碳排放指标。这次实习让我明白，课本知识必须跟上行业变化才能用得上，比如我现在在补课过程模拟软件的模块化建模方法，感觉这对以后做项目很有帮助。

四、致谢

在这次实习中，得到了很多帮助。公司里指导我的工程师，不厌其烦地带我熟