惠智润科

业务咨询

13070590891

新闻详情

集散流程技术

集散流程技术


集散流程技术惠智润科创造化工流程理念,该理念的释义为:对于一个多种目的的化工过程我们把目的拆分为多个子目的,并利用功能单元来达成子目的,这些单元合并成块,组成一个可达成目的的综合流程。

随着技术的发展,过程逐步向单元化发展,把一个复杂体拆解成多个简单体,并最终生成综合体,这个综合体最终取代复杂体,这是现代技术发展趋势,也是一种技术规律,集散流程技术这种技术规律的结晶。


多种目的

对于一个流程,通常具有多种目的。这个目的不是通俗的笼统的管理者的概念,而是一项工业技术语言,例如一个Boss的目的:“我要赚钱。”这是一个通俗语言,但对于工业语言通常不是这样,它要分解为:

合法

可持续发展

员工较好收益

一定技术创新投入

收入大于投入

把目的拆分是集散流程技术的重要组成部分,正如以上所述,要用工业语言拆分

化学化工有着千般变化,我们不能对一个化工流程有着一概而论的拆分,只能利用示例解释。比如氯碱工业的电解:

aim1高纯度碱   → aim1.1 高纯盐水  

aim2低电耗 aim2.1 高纯盐水         aim2.1.1低钙镁

                                         aim2.1.2低过渡金属

                                         aim2.1.3低有机物   

              →   aim2.2 盐水

              →   aim2.3 高盐水温度       aim2.3.1温控稳定

              →   aim2.4低阴阳极距离

再比如一个聚酯制造规程,为了得到高质量切片并保证经济性,我们通常目的拆分为:

Aim1:高白度   →   aim1.1   低聚合温度  

              →   aim1.1   低二甘醇含量

Aim2:分子量分布窄 →Aim2.1低聚物均匀 Aim2.1.1酯化率达到95%

                                       →Aim2.1.1无游离PTA

Aim3:低消耗   → 乙醛<1.6%          

              → 二甘醇<1.6%          醇酸比1.08

…………

坦白地说,我对上述行业一知半解,这些目标需要由技术人员来确定,利用他们的专业技术逐级制定下去,直到可达成为止。


达成

拆分目的至可达成性是一个重要的结点,也是对一名技术人员从业经验的考验

判断可达成性的依据是什么?是数字化!当一个企业对一个流程的掌控还处于笼统状态的时候,说明处于听天由命的状态,这种状态有几率短时间内实现繁荣,大概率在长时间内衰败,他们需要一名能够把目标数字化的工程师当一个目的拆分至若干级子目的时候,并且这一级目标可以用数值来评价,那么说明该目的具备了达成性。

对于相同的目标,工程师们都有自己的认知,他们可以通过建立一套装置或是优化方法来实现目标。

比如示例中的高纯盐水,一个工程师认为1ppm具备了可达成性,他用一套装置直接达到目标

aim2.1.1低钙镁   →<1ppm钙

                →<1ppm镁          {混合沉降罐}

而另一个工程师则认为需要继续拆分,于是他又拆分了一级,并用多个装置来达到目标:

<1ppm钙→沉淀粒径>0.1mm →{一步反应器、二步反应器}

<1ppm镁→沉淀粒径>0.1mm→{一步反应器、二步反应器}        {絮凝、沉降}

为了形成大颗粒沉淀,该工程师把沉淀反应分成了4步,并增加了一步絮凝反应,并最终在沉降器中分离这些沉淀。

达成性没有优劣之分,只有适用性之分。

个子目的无法达成的时候,有两种可能性存在:

上一级拆分出现错误

本级还可以继续拆分。


技术流程

在集散流程技术中,流程被定义为实现某个目的、子目的而创造的过程,是一个在功能上不和其它过程发生作用的单元。

继续以高纯盐水为例,技术人员认为钙镁含是一个可控的目的,可通过一步反应达成。

aim2.1.1低钙镁   →<1ppm钙

                →<1ppm镁          {混合反应器、混合沉降罐}

技术人员通过向混合反应器内注射两种沉淀剂得到了沉淀,并达成了目标

有些技术人员认为钙镁含量这些目标还可以更深层次拆分,他们认为得到更易沉淀的大粒径碳酸钙和氢氧化镁可以更好地达成目的,于是把目标继续拆分,即:

<1ppm钙→沉淀粒径>0.1mm →{一步反应器、二步反应器}

<1ppm沉淀粒径>0.1mm →{一步反应器、二步反应器}

当子目的拆分至沉淀粒径>0.1mm时具备了可达成性,技术人员为了控制碳酸钙氢氧化镁生成粒径,把添加剂分两次注入,最终达成目的。

为了达成目的,很多表面上是一个流程可以完成的,通常需要拆分为2个流程,拆分为两个流程,比如聚酯制造过程

Aim2:分子量分布窄→Aim2.1低聚物均匀→Aim2.1.1酯化率达到95%

                                     →Aim2.1.1无游离PTA

→Aim2.2平推聚合

由于aim2已经数字化,通常工程师认为一步流程即可达成目的,而实际上一些小型聚酯制造厂也是这么做的,即一步酯化达成目的。

对于那些有经验的工程师通常会把酯化过程分为两步

→Aim2.1.1酯化率达到95%{一步酯化、二步酯化}

→Aim2.1.1无游离PTA

工程师把易发生副反应的乙二醇分两次添加,形成了两步酯化反应,这样控制了聚合物的结构形态从而达成目的。

当然,实际聚酯装置上选择二步酯化不仅仅是为了控制聚合物形态,更有其它目的存在其中,而高纯盐水的也是如此,本文只是为了流程举例而已,和真实场景无关。


相溶矛盾

很幸运,在示例电解目的的示意图中aim1和aim2是相同的,即为了达到上述两个目的确定的下一级目的是高纯盐水。有很多工业恰恰是相反的,比如聚酯工业。

Aim1:高白度   →   aim1.1   低聚合温度   → aim1.1.1   延长聚合时间

                                         → aim1.1.2   提高催化剂活性

               →   aim1.2   延长聚合时间 → aim1.2.1   提高聚合温度

                                         → aim1.2.2   高催化剂活性

从aim1.1.1和aim1.2、aim1.1和aim1.2.1可以看出,为了达到一个共同目标,有了两个截然不同的目标,这就形成了相溶矛盾。

对于一个复杂系统中,会出现多个相溶矛盾,有些随着技术发展被解决,有些则作为技术发展的推动力继续存在着,比如示例中的聚酯缩聚温度,至今有几套经典的流程还在对温度和停留时间的选择上持不同的态度。

相溶矛盾判断的主要依据是:

同一主目的;

两个完全相反的子目的可以实现同一主目的。

举一个反例,比如一个氨解反应,该反应是一个放热量很大的反应,低温反应时间长可以提高转化率,高温反应时间短则转化率低,如此两个完全相反的子目的得不到同一主目的,因此不是相溶矛盾。

相溶性矛盾在我们拆分目的时会经常遇到,比如在多效蒸发和节能这个问题上,当我们拆分目的时会遇到蒸汽压力蒸发效数、设备投资等相溶性矛盾

在创造一个技术流程来解决相溶矛盾时,通常要把流程目的本身转移到相溶性矛盾之外,因为如果我们坚持原目的,会得到一个相溶性结果,也就是我们的所创造的流程可以被原流程相溶。我们需要把这类矛盾画一个方框隔离开来,当我们把其它技术流程都确定后再来解决这类矛盾,所推荐的方法如下:

寻找相溶性矛盾的偏向点。每个矛盾都有偏向点,比如蒸发,是选择5效还是20效是要看对投资、生产成本的关注度,更关注投资,那么选择低效数,反之则选择高效数。再比如聚酯白度,假如设计者已经在其它工序设计了高温热媒,那么偏向于高温低反应时间,反之亦然。

寻找达成目的垂直性途径。很多相溶性矛盾来源于技术手段单一,抛开这个矛盾,从另一个角度去解决问题也是不错的选择比如蒸发,除了多效蒸发之外还有RO、TVR、MVR等等多种技术手段可以综合利用。

利用其它流程掩盖目的。有些相溶性矛盾无需自身提出解决办法,而是利用和它延展的、平行的流程改进来“掩盖”这个目的,使其变得不重要了


块和实施流程

拆分目的是为了有秩序地形成技术流程,同样为了达成目的,把技术流程有秩序地合并成块,并最终集合为实施流程。这个包含了多个的实施流程是集散流程技术的结果

当我们完成目的拆分,并依据子目的确定子流程后,我们需要把子流程做整理,并依据我们的技术经验创造出一个块,在制作了多个流程块之后集合成一个实施流程。

并不是个子流程就是一个,一个可能包含几个子流程,也可能只包含个子流程。每一个块中含有的子流程范围是我们对块的理解,重要的是达成目的。我喜欢把蒸发的压力控制系统形成一个块,预热系统形成一个块,而有的工程师喜欢把独立的一小套蒸发形成一个块,这样做都可以,重要的是能够达成蒸发的目的。

子流程的合并成块、块集合至实施流程是一件非凡的工作,它包含了工程师的经验和创新能力。对于化工流程而言,通常要注意以下要点:

子流程共性包含:

主原料相同

压力相同

温度相同

可共用附属装置

可共用副产物处理措施

子流程需要的稳定性,包含

流量稳定性

压力稳定性

温度稳定性

副产物产出稳定性

对于拆分需要打破固有界限,对于子流程的拆分和合并完全依赖于工程师的职业经验,每一个工程师都有自己的认知,有些是难以改变的。应用集散流程技术的前提是打破固有思维,坚守一个久远却很长时间未经过论证过的流程,是一件令人遗憾的事儿。


关于思维

坦白地说,集散流程技术源于发明原理,而至今尚有很多人还不承认发明原理的存在,他们固执地认为发明是一种凑巧或说灵光闪现。

正如人生一样,少数人会时常思考一个原点问题:生存的意义是什么?我就是其中之一。有些人从不思考这问题,他们只会思考一些子目的:

Aim1:年薪100W

Aim2:和某某干部建立良好关系,时常慰问

Aim3:购买某区别墅

Aim4:子女去某幼儿园入学接触高干

当某项子目的达成后,他的总目的也发生了变化,却浑然不知实际上如果一个人从不思考他存在的意义,对他来说是一件非常可悲的事儿。

思考化工流程远比思考人生复杂,首先从总目的开始,这个总目的当然不是给Boss赚钱,而是这个流程多项指标,有了总目之后继续逐级拆分,并合并成块,生成实施流程,当目的达到以后,我们需要返回对总目的再次进行思考,这是集散流程技术的核心思维之一

对于创新,我们推荐以下思维方式:

自我否定思维科学是在无限次否定和重建之间成长起来的,缺少自我否定然后进行论证的方法,很难创造出高端技术,所谓的创新通常是用抄袭已有技术来替代更早的技术,抑或是创造出一个轻易被推翻的短寿技术。

短期逻辑思维。没有逻辑,谈不上创造。但是逻辑学至今是一个概念,我们有自己初步的概念,成为我们认知的初步工业逻辑,而当我们更深层次的认知后发现以前的逻辑是错误的,因此要返回修正以前因为逻辑错误带来的拆分与合并错误。对于逻辑的思考主要注意以下几个方面:

因果关系 对于多学科而言,因果论不是绝对的,只是一种大概率现象。

关注悖论 很多人无法理解在工业中存在的悖论,而是坚持在已有的屋檐下避雨,而悖论出现恰恰是一种创新的开始。

强制性逻辑 很多人心中已经有了强制性逻辑,而强制性逻辑是一种思维囚牢,用自我否定思维排除掉这些强制性逻辑,将会发现更广阔的空间。

关于思维,一个善意的玩笑,集散流程技术同样适用于生活,适用于那些茫然者和拼搏者,适用于那些忙忙碌碌、坚实生活着的人们







分享到:


联系我们



电话:0312-3623198

联系人:蔡先生

手机:13070590891

地址:河北省涿州市经济开发区亨通南街

姓名
*
电话
*
内容
*
验证码
 换一张
*
提交