化學(xué)工程與工藝化工研發(fā)實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家精細(xì)化工企業(yè)擔(dān)任化工研發(fā)助理。核心工作成果包括參與新型表面活性劑合成路線優(yōu)化，通過(guò)連續(xù)變量響應(yīng)面法確定最佳反應(yīng)參數(shù)，將目標(biāo)產(chǎn)率從65%提升至78%，縮短反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。運(yùn)用AspenPlus模擬3種工藝流程，減少能耗12%，驗(yàn)證數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室實(shí)際運(yùn)行誤差小于3%。掌握高效液相色譜（HPLC）分析技術(shù)，獨(dú)立完成10組原料純度檢測(cè)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率99.2%。提煉出“基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整法”和“多目標(biāo)響應(yīng)面優(yōu)化算法”，可應(yīng)用于類似復(fù)雜體系研發(fā)。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程

2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家專注于特種功能材料的研發(fā)部門(mén)工作。部門(mén)主要研究高性能聚合物改性技術(shù)，涉及反應(yīng)工程、分離工程和過(guò)程強(qiáng)化等領(lǐng)域。我的實(shí)習(xí)目標(biāo)是熟悉工業(yè)化研發(fā)流程，將學(xué)校學(xué)的傳遞現(xiàn)象、熱力學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中。

7月第一周，部門(mén)安排我熟悉安全規(guī)范和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括專利檢索和工藝包審查。我花了5天時(shí)間整理了20份關(guān)于納米填料分散體系的文獻(xiàn)，重點(diǎn)看分散劑選擇和混合設(shè)備參數(shù)的影響。導(dǎo)師讓我用AspenPlus建立一個(gè)流化床反應(yīng)器模型，我花了3天把基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從實(shí)驗(yàn)記錄里提取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)熱損失項(xiàng)誤差超過(guò)10%，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是忽略了壁面輻射傳熱。

7月15號(hào)開(kāi)始參與一個(gè)新型導(dǎo)電聚合物項(xiàng)目，目標(biāo)是提高碳納米管在聚酯基體中的分散率。項(xiàng)目初期實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率只有42%，我負(fù)責(zé)優(yōu)化分散工藝。通過(guò)調(diào)整超聲波處理功率和分散劑用量，8月5號(hào)測(cè)得產(chǎn)率提升到68%，顯微鏡照片顯示填料團(tuán)聚體從80微米減小到20微米。遇到的最大困難是反應(yīng)器傳質(zhì)效率低，我自學(xué)了CFD模擬基礎(chǔ)，用EDEM軟件模擬了納米顆粒沉降過(guò)程，發(fā)現(xiàn)槳葉轉(zhuǎn)速?gòu)?00轉(zhuǎn)/分鐘提高到600轉(zhuǎn)/分鐘，顆粒均勻度提升35%。

8月10號(hào)開(kāi)始學(xué)習(xí)氣相色譜分析原料純度，初期出峰時(shí)間不準(zhǔn)，請(qǐng)教實(shí)驗(yàn)室老師后才知道載氣流量波動(dòng)導(dǎo)致保留時(shí)間變化，調(diào)整后RSD從2.3%降到0.8%。最后整理的工藝包里包含了17張P&ID圖和12頁(yè)操作手冊(cè)，能耗模擬顯示優(yōu)化后冷卻水用量減少18%。

期間發(fā)現(xiàn)單位培訓(xùn)不足，比如安全培訓(xùn)只講理論，沒(méi)演示惰性氣體保護(hù)操作；崗位匹配度也有問(wèn)題，我被分配的任務(wù)偏實(shí)驗(yàn)操作，而我想多接觸工藝設(shè)計(jì)。建議增加“模擬操作”環(huán)節(jié)，比如用虛擬現(xiàn)實(shí)看反應(yīng)器開(kāi)停車流程，另外希望部門(mén)能提供更多化工軟件實(shí)操培訓(xùn)，像AspenPlus的高級(jí)模塊我連接觸都沒(méi)機(jī)會(huì)。這段經(jīng)歷讓我明白，研發(fā)工作不是單打獨(dú)斗，需要懂設(shè)備、會(huì)模擬、善溝通，現(xiàn)在看招聘要求更具體了，可能得補(bǔ)補(bǔ)過(guò)程控制方面的知識(shí)。

三、總結(jié)與體會(huì)

8周實(shí)習(xí)像塊敲門(mén)磚，讓我看清了課本和工廠的距離。7月1號(hào)剛開(kāi)始時(shí)，連真空泵操作都緊張，到8月31號(hào)離開(kāi)，獨(dú)立完成工藝包中的分離單元模擬，誤差控制在5%以內(nèi)，心里踏實(shí)多了。這段經(jīng)歷的價(jià)值閉環(huán)很清晰從7月學(xué)基礎(chǔ)操作，8月參與實(shí)際項(xiàng)目，最終能用量化數(shù)據(jù)說(shuō)話。比如那個(gè)導(dǎo)電聚合物項(xiàng)目，產(chǎn)率提升實(shí)驗(yàn)反復(fù)做7次才確定最優(yōu)超聲功率，才明白研發(fā)不是猜數(shù)字，得靠數(shù)據(jù)堆。導(dǎo)師提過(guò)三次，優(yōu)化后的工藝能降本15%，雖然我沒(méi)直接算這筆賬，但看著實(shí)驗(yàn)室從月產(chǎn)1公斤轉(zhuǎn)到準(zhǔn)備中試，就知道化學(xué)工程師的成就感在哪兒了。

職業(yè)規(guī)劃直接受影響。原來(lái)以為研發(fā)就是天天在燒杯里轉(zhuǎn)，現(xiàn)在明白工業(yè)化需要更宏觀的視角。比如8月遇到反應(yīng)器傳質(zhì)效率問(wèn)題，自己硬是去啃了EDEM軟件，雖然只做了簡(jiǎn)單模擬，但面試時(shí)能講出“填料沉降速度與槳葉轉(zhuǎn)速呈非線性關(guān)系”這種細(xì)節(jié)，感覺(jué)比背幾條公式有說(shuō)服力。現(xiàn)在打算下學(xué)期補(bǔ)學(xué)《化工過(guò)程設(shè)計(jì)》課，順便考個(gè)過(guò)程安全師證，畢竟8月看到車間處理緊急停車演練時(shí)，才意識(shí)到“本質(zhì)安全”不是空話。

行業(yè)趨勢(shì)挺明顯的，8月份接觸的幾個(gè)項(xiàng)目都和綠色化學(xué)掛鉤。有個(gè)項(xiàng)目用超臨界CO2替代傳統(tǒng)溶劑，雖然初期純化效果差導(dǎo)致項(xiàng)目暫停，但討論會(huì)上工程師們都在提“原子經(jīng)濟(jì)性”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”。這讓我意識(shí)到，以后做研發(fā)不能只盯著產(chǎn)率，還得考慮環(huán)境代價(jià)。導(dǎo)師說(shuō)現(xiàn)在企業(yè)招人特別看重“可持續(xù)發(fā)展意識(shí)”，看來(lái)這塊是未來(lái)加分項(xiàng)。心態(tài)轉(zhuǎn)變也挺大，以前實(shí)驗(yàn)失敗就覺(jué)得是能力不行，現(xiàn)在明白工藝開(kāi)發(fā)哪有不試錯(cuò)的，7月做的5組平行實(shí)驗(yàn)失敗4組，最后那組成功時(shí)，才體會(huì)到“失敗是成功他媽”這句話的重量。這段經(jīng)歷讓我明白，職場(chǎng)不是象牙塔，抗壓能力比實(shí)驗(yàn)室技能更基本，8月連續(xù)加班到凌晨趕報(bào)告，第二天居然還能撐著去跑實(shí)驗(yàn)，這種狀態(tài)以前想都不敢想。

四、致謝

感謝在實(shí)習(xí)期間給予我指導(dǎo)的導(dǎo)師，他不僅在項(xiàng)目上給了我很多具體幫助，比如指導(dǎo)我如何用響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)，從最初的產(chǎn)率提升方案討論到最終模擬結(jié)果的驗(yàn)證，每一步都很有啟發(fā)。感謝部門(mén)里的同事，特別是那位負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)的師傅，教我識(shí)別反應(yīng)釜異常聲音，還分享了幾個(gè)處理管道堵塞的小技巧，這些實(shí)踐知識(shí)