智慧化工专业建设思路

化工过程是通过物质和能量的可控转化和传递来实现化工产品的工艺设计和生产,而能源和资源的大规模转化,具有多样性、非线性、非平衡、多尺度和多时空域等特性,对多尺度机制的认识和调控是未来化工过程和复杂系统研究的方向,而实现化工过程多尺度下的互联、开放、协同与智慧是产业发展的关键目标和路径.未来能源化工行业智能制造的核心是实现...     

中化国际数字化转型引领化工行业智慧升级

正2018中国国际化工展览会于9月19日—21日在上海隆重举行。在同期召开的"第三届智慧化工大会暨精细化工数字化与智能制造产业发展论坛"上,中化国际信息技术部总经理解旭东博士受邀发表主旨演讲,围绕"横向业务协同互联、纵向生产运营洞察"的信息化核心思路,为到场嘉宾深度剖析了中化国际在数字化建设领域的方向规划与探索实践。解旭东博士表示:"随着两化融合的深入推进,智能制造     

谈过程强化技术促进化学工业转型升级和可持续发展

化工过程强化是通过采用新装备和新方法,显著提升传递过程速率或反应过程速率的技术。与当今常用的装备和技术相比,可以显著地改进制造和加工过程,大幅度地提高设备产能,降低能耗或废物的产生,是一种更廉价、更可持续发展的技术。本文介绍了化工过程强化的原理、方法与技术特点,阐明了化学工业发展与化工过程强化的内在关系,分析了化工过程强化在生态化工导向大背景下的地位和作用。基于化工过程强化技术对促进发展思路转变、工艺装备技术创新、节能减排降耗和支撑化工可持续发展等方面的作用,论述了化工过程强化技术对促进化学工业转型升级和提升化学工业社会声誉度的重要性。     

化学工业"两化融合"发展与过程系统工程:挑战和前景(二)——"两化融合"发展对过程系统工程的挑战及前景

论述了化学工业"两化融合"发展,趋向精细化、服务化和可持续化,对过程系统工程(PSE)提出挑战.研究了过程系统工程应从产品工程/纳米过程系统工程、间歇过程系统工程、供应链的优化与协同、多尺度过程集成及绿色过程系统工程5个方面提供技术支撑的前景.     

我国化学工业中清洁生产技术的研究进展

介绍了我国化学工业清洁生产领域的发展状况,分析了目前我国化学工业中正在使用的各种清洁生产技术,通过将化工生产技术和互联网技术、计算机技术、智能检测技术的融合,提出了我国化学工业清洁生产技术的发展新方向。     

化工专业协同育人实践创新平台的构建

依托互联网+的技术优势,构建协同育人创新实践平台,实现人才培养过程的智能化,是当前新旧动能转换的历史阶段对高等教育的必然要求。将基于校企协同的创新成果和互联网+的课程体系、旨在校企合作、协同育人的基础设施、师资队伍及相关管理制度纳入到一个可实时有效的收集反馈学校、企业、学生、教师信息的智能互联系统中,实现协同育人过程的智能化,推动化工专业教育教学改革,为化工产业的转型升级提供强劲的智力与人才支持。     

面向智能制造的工业结晶研究进展

工业结晶是一门“半艺术的科学”,具有多目标、非线性和强耦合的特点,在国际上被公认是最难设计的化工单元操作之一。面向智能制造发展的重大战略需求和历史机遇,基于国内外对工业结晶和智能制造的研究现状,拟构建基于智能制造的工业结晶多尺度研究框架。结合相关案例,总结了国内外人工智能、云计算、物联网等核心智能制造技术在工业结晶中的应用,重点分析讨论在溶解度预测、晶型预测、晶习预测、共晶预测与智能制造的发展现状和潜在结合点;总结了结晶过程中的感知、分析、决策的智能控制技术。     

组织韧性视角下化学制造业公司质量提升路径

<正>客观上,相对电子、食品、服装等离散型制造业而言,化工制造业具有多尺度构成与高密度聚合的特点,即从化工原料到化学产品的整个生产过程中,不仅要确保化工制造业公司内部高度协同,还要保障整个化工产业链的充分耦合,建立起反应单元、生产车间、化学企业、化工园区的系统性互联,这样才能够保障化学工业所涉及的物质、能量、信息、资金、人才等在跨组织及跨部门状态下的高速传递。而经济组织内外维度所表现出的协同、耦合、互联等特性,它们共同构成了“组织韧性”。以化学制造业公司视角分析,组织韧性就是化学制造业公司在面对环境异变、市场动荡、突发事件（如环保政策收紧、宏观经济调整、疫情传播等）等情况下,     

面向智能制造的工业结晶研究进展

工业结晶是一门"半艺术的科学",具有多目标、非线性和强耦合的特点,在国际上被公认是最难设计的化工单元操作之一。面向智能制造发展的重大战略需求和历史机遇,基于国内外对工业结晶和智能制造的研究现状,拟构建基于智能制造的工业结晶多尺度研究框架。结合相关案例,总结了国内外人工智能、云计算、物联网等核心智能制造技术在工业结晶中的应用,重点分析讨论在溶解度预测、晶型预测、晶习预测、共晶预测与智能制造的发展现状和潜在结合点;总结了结晶过程中的感知、分析、决策的智能控制技术。     

面向石化智能工厂测控与控制设备的信息模型设计与验证

随着智能制造和物联网技术的发展,采用标准化方法对测控和控制设备进行统一规范是实现无歧义的信息交换的关键,然而制造领域在语义化描述和公共数据字典方面的研究尚处于起步阶段,难以满足广泛的应用需求。本文结合石化行业特征及其设备互联接入特点,开展了石化智能工厂测控与控制设备的信息模型设计及试验验证,为石化行业系统、物与智能装备之间的互联、互通、互操作提供规范依据。     

我国化学工业中清洁生产技术的研究进展

分析了我国化学工业清洁生产研究概况,指出我国有关清洁生产研究的主要内容集中在循环经济、生态工业园、节能减排、绿色化学和产业链以及清洁生产的评价与审核等方面。总结了我国化学工业中的各种清洁生产技术,包括过程模拟技术、过程集成技术、清洁生产工艺、清洁反应体系、超常规生产技术、催化技术、化工设备的发展和清洁能源等,指出未来清洁生产技术的发展趋势必然是化工生产技术与信息技术、计算机技术、检测技术、智能信息处理技术和装备制造技术等的有机结合,并提出了从生命周期全过程考察清洁生产技术的清洁性以及在清洁生产技术基础上发展循环经济的建议。     

新能源化工技术

发展新能源是实现“碳中和”战略目标的必由之路。本文首先勾画出可再生能源转换利用基本途径,指出新能源化工技术研究的理论基础是电化学工程、光化学工程、生物化学工程、分子化学工程、系统工程和人工智能等;其次,以可再生能源制氢、燃料电池发电与化学品共生、太阳能转换过程为例,阐明可再生能源资源转换中的化工问题;第三,通过对锂离子电池和钠离子电池中多元过渡金属氧化物正极材料及其电极制备过程开发,揭示电化学储能材料与器件制造过程工程特性;第四,介绍了化工系统工程和人工智能在电池状态预测模型构建、综合能源系统管理、光-储-充系统集成与优化运行中的应用。最后,根据各种案例分析,归纳出新能源化工研究的本质是将新能源转换与储存中涉及的“生物/光/电化学反应”,从实验室放大到规模化生产装置,阐明反应中的传质、传热和传荷机理及其反应工程特性。对未来新能源化工技术研发,从“共性科学问题”和“关键技术”两个层面提出了若干研究方向以供参考。     

Perspective for smart factory in petrochemical industry

Opportunities and challenges in the petrochemical industry and the emergence of massive disruptive technologies have triggered a new revolution that has the power to fundamentally change industrial processes including manufacturing, engineering, materials, supply chains, lifecycle management. Recently, the newly arisen smart factory adopted a disruptive manufacturing methodology and has become a key part of the petrochemical industry. The smart factory, which is different from the original production systems used in the petrochemical industry, needs to assess and position its future research agenda including its definition, intension, framework, and technology. Systems thinking and systems problem solving for the smart factory must be prioritized. Based on an analysis of the driving force for smart factory development, this paper proposes a lifecycle blueprint and consensus-based operating and technology roadmap. The definition and features of a smart factory in the petrochemical industry are presented. Furthermore, a summary of the technical systems and future-proof research field of the smart petrochemical factory from an academic and industrial viewpoint is presented.     

化学工程的多层次结构

进入21世纪前后,学界将化学工程看作一种复杂系统,企图在高层次组织化学工程的知识基础,为此不断在寻找易于进入化工复杂系统研究的切入点。文章从业已见到的颗粒群在流态变化时形成的不同几何结构以及由此而开拓的多尺度分析,来揣测化学工程的其他结构,特别是面对产量少、价值高的功能材料,企图建立化工复杂系统多层次结构的研究平台。除了基于时空多尺度的化工多层次结构外,作者认为还可以考虑基于科学内涵的历史多层次结构,以及基于人力和资金投入为尺度的运转多层次结构。     

深入探索智能算法与反应网络研究的融合

反应网络是化工过程机理在微观分子尺度上的表达方式，但网络的复杂性为深入认识生产过程提出了挑战。本文提出了探索智能算法与反应网络研究融合的思路，基于物质转化的“透明工程”的概念，深入剖析反应网络的结构统计指标、结构拓扑特征、节点性质特征、机理动态演化、建模应用性能等特点。随后阐述了使用“数据结构化、智能优化与分析、智能代理建模”三步结合的机理数值化反应网络研究方法，既实现了在微观层面的局部放大，又实现了在工业应用中的准确预测。文中指出，智能算法融合反应网络后可以对实际工业过程执行可视化、可解释性的建模、分析与优化，为相关工业生产提质增效提供决策依据，并进一步帮助人类突破认知的极限，更深入地理解反应过程，提取关键的反应规律，助力化学工业的智能化。     

Intensification of chemical separation engineering by nanostructured channels and nanofluidics: From theories to applications

With the development of manufacturing technology on the nanoscale, the precision of nano-devices is rapidly increasing with lower cost. Different from macroscale or microscale fluids, many specific phenomena and advantages are observed in nanofluidics. Devices and process involving and utilizing these phenomena play an important role in many fields in chemical engineering including separation, chemical analysis and transmission.In this article, we summarize the state-of-the-art progress in theoretical studies and manufacturing technologies on nanofluidics. Then we discuss practical applications of nanofluidics in many chemical engineering fields,especially in separation and encountering problems. Finally, we are looking forward to the future of nanofluidics and believe it will be more important in the separation process and the modern chemical industry.     

加强能源化学工程研究

能源产业是国民经济的支柱产业，能源科学技术水平强烈地制约着一个国家的经济发展与社会进步。从一次能源到次级能源转化的大多数过程实质上是工业化学过程。从发展能源技术的需要出发，进行高水平的化学工程研究，不仅加速新能源技术的开发具有十分重要的意义，而且也是化学工程作为一门独立学科自身发展的推动力。     

Scoping biology-inspired chemical engineering

Biology is a rich source of great ideas that can inspire us to find successful ways to solve the challenging problems in engineering practices including those in the chemical industry. Bio-inspired chemical engineering(Bio Ch E)may be recognized as a significant branch of chemical engineering. It may consist of, but not limited to, the following three aspects: 1) Chemical engineering principles and unit operations in biological systems; 2) Process engineering principles for producing existing or developing new chemical products through living ‘devices';and 3) Chemical engineering processes and equipment that are designed and constructed through mimicking(does not have to reproduce one hundred percent) the biological systems including their physical–chemical and mechanical structures to deliver uniquely beneficial performances. This may also include the bio-inspired sensors for process monitoring. In this paper, the above aspects are defined and discussed which establishes the scope of BioChE.