如何构建初步工艺流程

由化学反应过程生成新的化工产品的工艺过程，至少包括三步：化学反应、反应前原料预处理以及反应后产物分离。所以，在进行初步工艺流程构建的时候也就必须完成这三部分，由于没有进行真实模拟，所以文献的查询及数据的权威性就显得至关重要。

关键数据

原料与产品：需要知道原料准确组成，以及产品的国家标准（优等品、一级品、合格品之类的）。原料的组成决定原料预处理的工艺，产品需要达到的纯度及杂质要求则影响产物分离的工艺。

食品级二氧化碳国家标准

反应动力学：反应动力学的数据决定工艺模拟的准确性，同时也决定反应出口物料的组成，所以建议在查找动力学方程的时候尽量采用权威期刊上的数据。需要注意的是，文献上的动力学表达可能千奇百怪，由于我们自身专业知识有限，有一些动力学数据可能无法准确进行处理并输入到Aspen当中，所以在寻找动力学数据的时候推荐采用幂指数动力学（Power-Law型）或者非均相催化反应动力学（LHHW型）形式的动力学方程，这样在模拟的时候较好处理。

反应进料要求：每一个工业上进行的反应对原料的纯度和杂质都有要求（纯度可能影响反应的程度和温度的控制，杂质可能影响催化剂的寿命），所以必须查找到反应对进料的要求，这个数据和原料数据则共同确定了原料预处理工艺所需要达到的水平。

反应出料大致组成：在查找动力学的时候，需要注意查找反应出料的组成（未反应的原料、产物、副产物），此数据和产品数据共同确定产物分离的工艺。

工艺架构

由于初步工艺的反应部分不需要进行架构，所以只需要知道反应进料要求与出料组成即可。在进行原料预处理以及产物分离部分工艺的架构时，依靠的还是文献查找，不过对于工艺这方面，如果能在专利方面找到相应的处理流程，就可以省去很大一部分设计分离顺序的工作。由于《初步设计说明书》要求有工艺方案的对比，所以工艺处理方案必须要查找到多种，通过比较来确定孰优孰劣。

简而言之，原料预处理和产物分离工艺的架构就是多个分离单元有顺序的连接，也即分离序列的设计。关键点在于分离方法以及分离顺序的选择，完成这两个部分也就完成了工艺的架构。

分离方法的选择：

1、按顺序列出所有组成的沸点、熔点等物理性质（判断能否利用沸点差等性质进行分离）；

2、明确进料物流的相态，看看能否利用相态进行分离（例如液固混合物使用过滤、沉降等）；

3、能用输入能量进行分离（精馏、闪蒸等），尽量不要用输入质量进行分离（萃取等），因为输入质量进行分离的工艺更为复杂；

4、慎重对待分离中高成本分离设备的选用。

分离顺序的选择：

对于多组分的分离，应使用分离序列设计方法设计出合理的分离顺序，以保证整个分离过程的安全性和经济性。1983年Nadgir和Liu优化开发了有序试探法，该部分由于内容较多，请点击"阅读原文"查看文章：分离序列设计：有序试探法。

预处理和产物分离工艺架构完成后我们就可以发现：原料经过预处理达到反应的要求后，通过发生化学反应生成产物，然后再经过产物分离得到最终产品。从原料到产品，整个工艺的初步流程构建就圆满完成了。