化工研究和開發(fā)research and process developmentin chemical industry
目的 一般來(lái)講，化工研究和開發(fā)的工作目的，主要有四個(gè)方面。
工藝改進(jìn) 主要是對(duì)生產(chǎn)部門所采用的現(xiàn)有工藝提供各種技術(shù)支持。包括消除薄弱環(huán)節(jié)（辨明限制生產(chǎn)能力的工序并改進(jìn)其工藝操作和設(shè)備），降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用(例如：通過優(yōu)化反應(yīng)條件而提高產(chǎn)率，采用較廉價(jià)的原料，改變操作方法等)，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，改善操作條件，消除環(huán)境污染，采用更恰當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)加工設(shè)備，改進(jìn)檢測(cè)、計(jì)量和控制手段等。它們多半屬于局部性的技術(shù)革新，通?？捎晒S本身的研究開發(fā)部門承擔(dān)。
工藝開發(fā) 又稱過程開發(fā)，既包括創(chuàng)造現(xiàn)有產(chǎn)品的新生產(chǎn)工藝，也包括開發(fā)適用于新產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。
產(chǎn)品開發(fā) 為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的要求，提高產(chǎn)品的某些使用功能，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。產(chǎn)品開發(fā)針對(duì)用戶的需要，并密切注意國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，及時(shí)提供新材料和新的化學(xué)品。
應(yīng)用開發(fā) 為現(xiàn)有產(chǎn)品尋找新的用途，以擴(kuò)大市場(chǎng)，增加產(chǎn)量，降低成本，并延長(zhǎng)某些產(chǎn)品的壽命周期，使能持續(xù)贏利。
主要內(nèi)容 在不同研究階段中有不同的主要內(nèi)容。
基礎(chǔ)研究 主要研究某一化學(xué)過程或物理過程的基本規(guī)律，以及在應(yīng)用研究中所提出的基礎(chǔ)性、理論性問題。有時(shí)也稱為背景研究。
應(yīng)用研究 把新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和基礎(chǔ)理論研究應(yīng)用到化工生產(chǎn)中去，或運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和基礎(chǔ)研究所獲得的知識(shí)，研究化工發(fā)展中需要解決的各種實(shí)際課題，故又稱為實(shí)用化研究。通常分為探索研究和正式研究?jī)蓚€(gè)階段。①探索研究，主要是初步確定產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝路線。例如在農(nóng)藥的研究中，通常要從幾百種相似的化合物中，篩選出一種具有較好的殺蟲、殺菌或殺草性能的化合物，并從幾條不同的合成路線中，選出一條較適宜的路線。②正式研究，稱為試驗(yàn)室研究。在試驗(yàn)室規(guī)模下（圖1），對(duì)產(chǎn)品及其制造工藝進(jìn)行深入而全面的研究。研究?jī)?nèi)容有：確定概略的工藝流程；主要工藝條件；原料、中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的規(guī)格；分析測(cè)試方法，以及防腐蝕、控制、環(huán)保、安全等方面的措施；還有產(chǎn)品的應(yīng)用評(píng)價(jià)等。
?、俑拍钤O(shè)計(jì) 又稱預(yù)設(shè)計(jì)、估量設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)研究等。根據(jù)試驗(yàn)室研究結(jié)果，對(duì)預(yù)定規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)行假想設(shè)計(jì)。目的在于對(duì)所要開發(fā)的工藝的技術(shù)成熟程度和經(jīng)濟(jì)合理性作出初步評(píng)價(jià)，確定開發(fā)研究的內(nèi)容重點(diǎn)，并估計(jì)開發(fā)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。其內(nèi)容通常包括設(shè)計(jì)規(guī)模和范圍、原材料和成品規(guī)格、工藝流程圖和簡(jiǎn)要說(shuō)明、物料衡算和熱量衡算、主要設(shè)備的關(guān)鍵尺寸和材質(zhì)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、投資估算和產(chǎn)品成本估算、“三廢”處理方法以及對(duì)試驗(yàn)研究的建議等。
概念設(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)主要來(lái)自試驗(yàn)室研究報(bào)告、文獻(xiàn)資料、現(xiàn)有類似產(chǎn)品生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，以及根據(jù)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等理論或經(jīng)驗(yàn)式、半經(jīng)驗(yàn)式的計(jì)算結(jié)果等。至于數(shù)據(jù)的取舍和估計(jì)，特別是工藝流程的構(gòu)成和設(shè)備的選型，則要取決于概念設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)和判斷力。若在概念設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)室研究結(jié)果中有較嚴(yán)重的缺陷或錯(cuò)誤時(shí)，則要進(jìn)行必要的補(bǔ)充試驗(yàn)。
?、谥虚g試驗(yàn) 通常是從試驗(yàn)室研究過渡到工業(yè)化生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。中間試驗(yàn)在原材料規(guī)格、設(shè)備型式和材質(zhì)、物料輸送方式、操作方法、測(cè)量和控制手段、環(huán)境保護(hù)、安全措施等方面都要模擬工業(yè)生產(chǎn)條件，以解決一些工程問題，并確定該工藝在經(jīng)濟(jì)上的可行性，以降低開發(fā)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。
中間試驗(yàn)(圖2)的內(nèi)容取決于其目的，一般包括：驗(yàn)證工藝路線的可行性，為工業(yè)生產(chǎn)裝置提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，確定最適用的設(shè)備型式和材質(zhì)，考驗(yàn)控制方法的可靠性，在某些情況下還要提供一定數(shù)量的產(chǎn)品試用，對(duì)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和催化劑性能等進(jìn)行驗(yàn)證，解決“三廢”處理問題等。
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度可由研究－開發(fā)單位與設(shè)計(jì)單位協(xié)商確定，通常有：帶控制點(diǎn)流程圖、物料流程圖、物料衡算和熱量衡算、設(shè)備一覽表和設(shè)備簡(jiǎn)圖、投資和成本估算等。
發(fā)展概況 對(duì)于化工產(chǎn)品和工藝的研究工作可以追溯到18世紀(jì)，但有組織的研究直到19世紀(jì)末才初具規(guī)模。當(dāng)時(shí)美國(guó)杜邦公司建立了炸藥試驗(yàn)室，?？松芯亢凸こ坦疽残娉闪?。從20世紀(jì)30年代開始，化工研究和開發(fā)工作才日趨繁榮。各大化工公司紛紛建立了龐大的研究開發(fā)部門，其研究開發(fā)費(fèi)用約為銷售額的2％～5％。一些獨(dú)立的研究機(jī)構(gòu)也相繼成立。目前在美國(guó)、日本、英國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家中，研究和開發(fā)費(fèi)用約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2％～3％，其中化工研究開發(fā)費(fèi)用的比重約為10％左右。在化工研究開發(fā)費(fèi)用中，基礎(chǔ)研究約占10％～15％，應(yīng)用研究約占20％～30％，開發(fā)研究約占55％～70％。
據(jù)1980～1982年的統(tǒng)計(jì)，從事化工科研的人數(shù)在美國(guó)有6萬(wàn)人，蘇聯(lián)6.28萬(wàn)人，日本3.28萬(wàn)人，聯(lián)邦德國(guó)5.25萬(wàn)人，分別占化工職工總數(shù)的 4.5％、3.0％、5.4％和9.3％，而在這些國(guó)家的所有工業(yè)部門中，科研人員占職工總數(shù)的相應(yīng)比例分別為2.9％、1.5％、1.8％和2.7％，可見，化工科研人員所占比例，遠(yuǎn)較整個(gè)工業(yè)大。在歐美各國(guó)，化工研究開發(fā)工作的主力為各化工公司，其次是獨(dú)立的研究機(jī)構(gòu)（其中有些是隸屬于政府的），以及大專院校（主要從事基礎(chǔ)研究工作）。政府的主要作用是進(jìn)行政策性指導(dǎo)，并對(duì)一些風(fēng)險(xiǎn)較大且?guī)в蟹较蛐缘难芯块_發(fā)項(xiàng)目，給以財(cái)政支持。蘇聯(lián)和東歐國(guó)家的研究開發(fā)工作體制為中央計(jì)劃體制，即由中央政府制定科技發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃及年度計(jì)劃，所需的人員、經(jīng)費(fèi)及條件等也由國(guó)家提供。承擔(dān)化工研究開發(fā)任務(wù)的主力是化工部門所屬的研究機(jī)構(gòu)。
中國(guó)概況 中國(guó)1949年以前從事研究開發(fā)工作的單位，主要有經(jīng)濟(jì)部的中央工業(yè)試驗(yàn)所和化工實(shí)業(yè)家范旭東創(chuàng)立的黃海化學(xué)工業(yè)研究社等。由于人員和經(jīng)費(fèi)不足，成果寥寥。中華人民共和國(guó)成立后，隨著化工的發(fā)展，研究開發(fā)的機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍也有較大的發(fā)展（見表）。 1982年已有獨(dú)立的化工科研單位169個(gè)，科研技術(shù)人員約2萬(wàn)人。中國(guó)的研究開發(fā)體制也是中央計(jì)劃體制?；?/font>研究開發(fā)的主力為中央及地方政府所屬的獨(dú)立化工科研單位，高等院校的化工系和有關(guān)化工設(shè)計(jì)院也起著相當(dāng)重要的作用，企業(yè)內(nèi)部的研究開發(fā)力量比較薄弱。（見彩圖）
版權(quán)：如無(wú)特殊注明，文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系cnmhg168#163.com刪除！文件均為網(wǎng)友上傳，僅供研究和學(xué)習(xí)使用，務(wù)必24小時(shí)內(nèi)刪除。
相關(guān)推薦