化学工程与工艺化工研究所研发助理实习报告

化学工程与工艺化工研究所研发助理实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在化学工程与工艺化工研究所担任研发助理，参与新型催化剂性能优化项目。通过8周实习，我协助完成3组实验，记录并分析127个数据点，成功将催化剂转化率从62%提升至78%，具体通过调整反应温度5℃梯度测试，结合反应时间2小时动态监测，最终确定最佳工艺参数。期间运用AspenPlus模拟工艺流程，建立2套模拟模型，误差控制在3%以内，并将实验数据导入MATLAB进行回归分析，得出动力学方程拟合度达0.94。掌握实验数据标准化处理方法，以及多因素方差分析在工艺参数筛选中的应用，形成可复用的催化剂性能优化方法论。

二、实习内容及过程

1实习目的

去【化学工程与工艺化工研究所】实习，主要是想看看实际研发是怎么走的，把书上的平衡、传质这些知识怎么用到真家伙上。8周时间，想多接触点实际操作，对工艺路线设计、数据分析这些有更直观认识。

2实习单位简介

我们去的这个研究所，挺专注新型催化剂开发的，好多前沿的绿色工艺都是他们搞出来的。团队不大，但设备挺全，从实验室反应器到中试线都有，氛围挺活跃，大家讨论技术问题特认真。

3实习内容与过程

第12周，跟着师兄熟悉实验室安全规范，学了气相色谱、核磁这些分析仪器操作，还参与整理了上个月一组关于二氧化钛光催化效率的实验数据，有200多个样本点，主要看光照强度和温度怎么影响脱硫率。手把手教我用Origin画趋势图，发现低温下量子产率反而更高，这跟文献说的有点反，后面实验就重点调整了反应条件。

第34周，开始独立负责一个小项目，优化钒基催化剂在乙醇脱水制乙烯中的选择性和活性。每天早上先开1小时反应器，设置不同空速和氢氧比，比如空速从5000h⁻¹调到8000h⁻¹，每次升温1℃梯度，从150℃到200℃。下午处理数据，把气相色谱测的乙烯、未反应乙醇、副产物乙醛浓度导入MATLAB，用非线性回归拟合动力学方程，发现某组数据残差一直有点大，后来发现是尾气取样时冷凝管没拧紧，水汽进去了，重新采样后拟合度直接从0.82飙到0.95。

第56周，遇到点麻烦，模拟一个流化床反应器时AspenPlus总报能量不平衡，试了3天都没解决，设备部张工指点我检查了物料衡算和能量衡算的边界条件，原来是我忘了设置壁面热损失系数，改了之后收敛速度明显快了。还帮忙整理了中试数据，发现实际放大后反应器内温度分布比模型预测均匀，可能是混合效应更显著。

第78周，参与撰写专利初稿，主要是把实验数据整理成技术特征，比如“通过控制反应器内径与高度比从1:1调整到1.5:1，可以使催化剂利用率从65%提高到72%”，还学会了用Excel制作数据看板，把关键指标用动态图表展示出来。师兄说现在写专利特注重量化指标，不能说“效果变好了”，得写“转化率提升了X个百分点”。

4实习成果与收获

8周里，我独立完成3组催化剂活性测试，累计处理127个实验数据点，其中乙醇脱水项目最终把乙烯选择性从61%提到78%，文献里提到的一般也就60%左右。最大的收获是学会了怎么把实验数据转化成可专利的技术方案，比如用方差分析筛选出最优工艺参数组合，温度区间缩小了12℃，能耗降低15%。还体会到化工研发挺磨人的，有时候一个微小的操作失误就可能导致实验失败，比如某次忘了通氮气保护，样品就降解了。这段经历让我更确定想往精细化工方向发展，以后设计工艺路线会考虑更多实际操作细节。

5问题与建议

有几点觉得可以改进。比如实验室管理上，有时候仪器预约系统不太灵敏，导致几个人争着用反应釜，排队等设备的时间占了一半工作日。建议搞个更智能的调度软件，或者增加小型便携式反应评价装置。培训方面，刚去的时候安全培训挺笼统，实际操作中还是觉得有些风险点没强调到，比如催化剂研磨时粉尘防护，当时差点没戴对口罩。最好能搞个实操手册，分实验步骤写注意事项。岗位匹配度上，我是学工艺的，但实习中很多表征分析工作还是需要材料专业同学配合，如果研究所能搞点交叉培训就更好了。

三、总结与体会

1实习价值闭环

这8周，从7月1日懵懵懂懂进研究所，到8月31日离开时能独立跑个实验小线，感觉像经历了个浓缩版的专业成长。刚去时连反应釜的温度探头怎么插都紧张，后来在乙醇脱水项目里，我负责的3组数据直接把乙烯选择性从文献记载的61%推到了78%，误差控制在3%内，这个78%背后是每天盯反应器升温曲线、反复调试进料泵流速这些琐碎细节堆出来的。把书本里的动力学方程套到实际工况，发现理论计算和真实情况总差那么点意思，比如某次模拟流化床时AspenPlus报能量不平衡，折腾了两天才发现是忽略了壁面热损失系数，这个教训让我明白理论模型怎么落地还得靠经验。127个数据点的整理分析，让我对“量变引起质变”有了具象理解，以前觉得转化率高一点点没啥，现在看每个百分点都凝聚着实验条件微调的辛苦。

师兄教我写专利初稿时说“技术方案得有可重复性”，我就琢磨着怎么把实验数据标准化，比如把每次取样时间精确到分钟，记录搅拌转速的RPM波动，这些细节现在写进实验报告都觉得特重要。从最初只会看师兄画好的趋势图，到后来自己用MATLAB做多元回归分析，得出动力学方程拟合度0.94的成果，这种从“看热闹”到“参与搞”的转变挺有意思的。最值的是，当我把整理好的数据看板给导师看时，他直接说“这格式可以拿去开组会”，瞬间觉得之前那些熬夜整理的功夫都值了。

2职业规划联结

这次经历让我更清楚自己想干嘛了。以前觉得化工就是画图纸搞设计，现在明白研发岗更需要动手能力和抗压能力。比如乙醇脱水项目里，连续一周每天早上7点就得爬起来开反应器，温度从150℃调到200℃，还得记录每个时间点副产物乙醛的生成量，这种节奏挺磨人的，但做完之后成就感也爆棚。我意识到自己性格里那种“犟”劲特别适合做研发实验条件调不好不罢休，数据不对劲必须追查到根儿上。现在打算下学期重点补化工过程安全这块，准备考个注册安全工程师的基础班，师兄说这个证在研究所挺实用。还有那个AspenPlus模拟的问题，我回去要专门学学非等温反应模块，争取把之前遇到能量不平衡的bug彻底搞明白，以后设计工艺路线能更得心应手。

3行业趋势展望

在研究所待着，能明显感觉到现在化工行业特别强调“绿色”和“高效”。我参与的钒基催化剂项目就是瞄准乙醇脱水的绿色工艺路线，整个实验室都在研究怎么降低能耗、减少碳排放。有个细节特别触动我实验室的废水处理系统比反应区设备还复杂，师傅说现在环保要求严，这点特别关键。这让我觉得，以后做化工工艺，光会平衡、传质这些还不够，还得懂点环保法规、会搞能量集成。现在很多研究所都在搞微反应器、连续流技术，这些新玩意儿对操作人员要求更高，需要更精密的控制能力。我打算下阶段多关注这些方向，特别是微尺度下的传递现象，感觉这块儿很有前景。师兄说以后博士毕业想进这些研究所，没两把刷子真不行，得会点表征技术、懂点机器学习，不然光会开反应釜肯定没饭吃。这让我意识到，大学这几年光啃理论不够，还得主动去学点交叉学科的东西，比如多学学编程，对数据处理绝对有好处。

四、致谢

8周的实习时光说长不长，说短不短，特别感谢研究所给我这个机会，让我能在一个真实的研发环境里摸爬滚打。师兄带我的时候特别耐心，那些关于反应器操作、数据分析的细节，都是他一点一点教我的，比如怎么判断催化剂是不是失活了，怎么用MATLAB画拟合度最高的动力学曲线，这些书本上没有但