原料優化
關注創建者：李旭峰 創建時間：2015-07-02
原料優化的實例教程
</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>邁向安全高效的食品加工</strong></p><p><br></p><p>在效率衡量方面，食品加工企業會通過多項參數進行監控，并將數據反饋至新產品線的研發中，包括：</p><p><br></p><ul><li><strong>衛生與清潔</strong>：優化生產停機清潔的間隔時間，確保成品的污染物含量或單位微生物數量不超標，同時滿足生產吞吐量要求。</li><li><strong>廢料控制</strong>：最大限度減少原材料浪費，例如塊根類蔬菜的削皮效率優化。</li><li><strong>能源消耗</strong>：優化單位加工量的能耗，例如烤箱的溫度曲線調控。</li><li><strong>自動化與人工投入</strong>：現代食品加工廠配備復雜機械，實現 24 小時不間斷運行，且通常具備超高速度與精度。但從農場到工廠的全鏈條中，部分流程無法或尚未實現自動化。因此，生產線上處理故障所耗費的時間或干預次數等指標，仍是識別問題的重要依據。</li></ul><p><br></p><p>接下來，讓我們來深入探討：仿真技術在食品飲料行業的應用，如何推動加工流程持續高效運轉。</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>如何預判食品的行為特性？</strong></p><p><br></p><p>無論是生產咖啡豆、奶粉還是口香糖，要實現各項效率指標，關鍵在于了解不同食品原料在加工全流程中的行為特性。任何食品原料都需經過特定工藝的妥善處理，再無縫流轉至下一環節，直至包裝完成并離開工廠發貨區。這正是離散元法（DEM）的核心作用 —— 作為一種成熟的建模仿真技術，它能讓工藝工程師在虛擬環境中預判食品原料在機械或輸送系統中的行為表現。
展開 </p><p><br></p><p><br></p><p><strong>邁向安全高效的食品加工</strong></p><p><br></p><p>在效率衡量方面，食品加工企業會通過多項參數進行監控，并將數據反饋至新產品線的研發中，包括：</p><p><br></p><ul><li><strong>衛生與清潔</strong>：優化生產停機清潔的間隔時間，確保成品的污染物含量或單位微生物數量不超標，同時滿足生產吞吐量要求。</li><li><strong>廢料控制</strong>：最大限度減少原材料浪費，例如塊根類蔬菜的削皮效率優化。</li><li><strong>能源消耗</strong>：優化單位加工量的能耗，例如烤箱的溫度曲線調控。</li><li><strong>自動化與人工投入</strong>：現代食品加工廠配備復雜機械，實現 24 小時不間斷運行，且通常具備超高速度與精度。但從農場到工廠的全鏈條中，部分流程無法或尚未實現自動化。因此，生產線上處理故障所耗費的時間或干預次數等指標，仍是識別問題的重要依據。</li></ul><p><br></p><p>接下來，讓我們來深入探討：仿真技術在食品飲料行業的應用，如何推動加工流程持續高效運轉。</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>如何預判食品的行為特性？</strong></p><p><br></p><p>無論是生產咖啡豆、奶粉還是口香糖，要實現各項效率指標，關鍵在于了解不同食品原料在加工全流程中的行為特性。任何食品原料都需經過特定工藝的妥善處理，再無縫流轉至下一環節，直至包裝完成并離開工廠發貨區。這正是<strong>離散元法（DEM）</strong>的核心作用 —— 作為一種成熟的建模仿真技術，它能讓工藝工程師在虛擬環境中預判食品原料在機械或輸送系統中的行為表現。
展開 ②原料結構優化
四川石化加工原油與原設計相比發生了很大的變化，現階段加工的混合石腦油主要呈現以下特點：來源復雜(共10種石腦油混合，包括直餾輕石腦油、直餾重石腦油、柴油石腦油、渣油輕石腦油、渣油重石腦油、加氫裂化輕石腦油、加氫裂化重石腦油、拔頭油、芳烴抽余油、重整碳五)、餾程較寬(40~230℃)、分布差(缺少65~165℃的中間餾分)、混合差(頻繁切換原料罐使組分變化大)，使得裂解爐很難確定最佳裂解條件。
為解決這一問題將混合石腦油中的拔頭油、芳烴抽余油、重整碳五等相對輕質的組分在原料罐區分開儲存、分開輸送，實現輕質原料分儲、分裂以便確定其最佳裂解條件，達到目的產物收率的最大化。同時2018年大檢修后煉油區改善產品結構：混合石腦油中餾分和碳數明顯輕質化、烷烴含量增加；常一線、抽余油、加氫裂化輕石腦油等裂解性能差的組分降低；將常減壓的重石腦油干點控制在195℃，提高其中正構烷烴比例；優化加氫裂化操作嚴格控制加氫尾油BMCI(芳烴指數)值不大于13。在裂解原料結構優化的同時，各原料的比例也得到了優化。石腦油等優質原料的比例有所增加，加氫尾油等劣質原料的比例下降。乙烯裝置原料比例見下表。
裝置能耗指標進一步優化
01
蒸汽系統優化
影響乙烯裝置蒸汽系統能耗的主要因素有：透平凝汽量、減溫減壓蒸汽量、蒸汽放空量。
展開 煤氣化是個熱化學過程，以煤為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸汽等做氣化劑，在高溫條件下通過化學反應將煤中的可燃成分轉化成一氧化碳、二氧化碳和氫氣等氣體產品。甲醇合成的主要反應為一氧化碳與氫氣反應生成甲醇，在CO2存在時，也發生二氧化碳和氫氣合成甲醇反應。目前普遍采用低溫合成甲醇工藝技術，主要為ICI工藝和魯奇工藝。甲醇制烯烴技術是最核心的一個技術，Mobil、BASF、Exxon、UOP這幾大公司都在研發，應用最廣泛的無疑是大連化物所技術。這叫什么呢？其實與中國互聯網出現BAT巨頭的道理是一樣的，中國有巨大的市場，同時還有一個親爹。
乙烯裂解原料比較
石腦油裂解的一般規律：直餾石蠟基石腦油裂解時乙烯收率最高，異構烷烴裂解時，乙烯收率較低，甲烷收率較高。芳烴含量高的石腦油不宜作為乙烯生產原料，一般要求芳烴含量不大于10%。
當裂解原料氫含量低于13%時，可能達到的乙烯收率將低于20%，通常裂解深度以裂解液體產品的氫含量不低于8%為限。一般要求石腦油中烷烴含量至少在65%。一般規律是干點越高，芳烴含量越高，烷烴含量下降，乙烯收率減少，因此輕質石腦油的乙烯收率和經濟效益都比較好。
石腦油的用途很廣泛，分別利用更能達到效益最大化。目前有三種方法用于石腦油制乙烯的原料優化：1）吸附分離技術（UOP-MaxEne），采用吸附分離，通過5A分子篩將輕質直餾汽油中分離出正、異構組分。2）切割輕餾分石腦油。3）采用芳烴抽提技術。這三種方法都是“宜芳則芳、宜烯則烯”思路的一種體現。
展開 解決措施
1
調整裂解氣壓縮機五段吸入負荷
為降低裂解氣壓縮機五段吸入負荷，一是優化高、低壓脫丙烷塔操作，適當降低高壓脫丙烷塔再沸量，將碳三組分下移至低壓脫丙烷塔系統，降低高壓脫丙烷塔碳三組分切割比。二是查詢設計數據，發現高壓脫丙烷塔塔釜測溫熱電偶設計插深與現場實際不符，現場實際插深為150mm，比設計插深少100mm，造成實際測量值偏低，后臺將塔釜溫度補償提高5℃。
經上述調整后，高壓脫丙烷塔碳三組分切割比降至2：1，碳三組分進入壓縮機五段吸入比例降低，裂解氣壓縮機實際轉速無法達到設定值情況得到了明顯改善。
2
緩解壓縮機段間結焦速率
3.2.1原料優化
2019年11月，通過優化裂解原料，降低原料中異構烴類、環烷烴及芳烴類含量，汽油收率由19.75%降至17.2%，乙烯收率由29.68%提升值30.82%，不飽和烴類生成量減少，裂解氣壓縮機段間壓差升高趨勢得到一定程度緩解。
下一步計劃改變目前混合碳四、輕烴共裂解方案，利用現有的油田輕烴預熱流程，將原料碳四與輕烴分別預熱后進行單獨裂解。
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<p>從巴氏殺菌、裝瓶與罐裝技術催生 “現代” 加工食品，到如今冷藏、冷凍及凍干技術造就 “方便食品”，食品加工已發展成為一個規模龐大的全球性產業 —— 其核心驅動力是實現食品的安全保鮮，以滿足長期儲存與全球分銷的需求。</p><p><br></p><p>許多加工食品包含多種配料，這些配料需經過預處理、混合，再通過一種或多種工藝處理，以確保在保質期內食用安全。為滿足這些需求，食品加工企業依賴一系列機械
<p>從巴氏殺菌、裝瓶與罐裝技術催生 “現代” 加工食品，到如今冷藏、冷凍及凍干技術造就 “方便食品”，食品加工已發展成為一個規模龐大的全球性產業 —— 其核心驅動力是實現食品的安全保鮮，以滿足長期儲存與全球分銷的需求。</p><p><br></p><p>許多加工食品包含多種配料，這些配料需經過預處理、混合，再通過一種或多種工藝處理，以確保在保質期內食用安全。為滿足這些需求，食品加工企業依賴一系列機械
藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
聚氨酯發泡制程示意圖
轉注成型是一種廣泛應用于橡膠加工產業的制程，而發泡橡膠則常被用來生產汽車、電子、建筑等產品。但是當橡膠加入發泡劑時，其制程會變得與傳統轉注成型的有點不同。如下圖所示，一熱固性預填料被放入料槽后，再由柱塞施加壓力讓橡膠流進加熱的模穴中。
Moldex3D模流分析之發泡參數設定10個月前
藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
發泡參數設定
在發泡參數設定頁應詳細輸入發泡設定的信息。射出控制由體積百分比 (%)： 表示熔膠與產生的氣體混合的總澆注體積比例到整個模穴體積的指定比例時停止澆注。射出控制由射出體積 (cm3)：表示熔膠與產生的氣體混合的總澆注體積到指定體積時停止澆注。
藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
聚氨酯發泡制程示意圖
轉注成型是一種廣泛應用于橡膠加工產業的制程，而發泡橡膠則常被用來生產汽車、電子、建筑等產品。但是當橡膠加入發泡劑時，其制程會變得與傳統轉注成型的有點不同。如下圖所示，一熱固性預填料被放入料槽后，再由柱塞施加壓力讓橡膠流進加熱的模穴中。
通過加深對石油資源分子水平上的認識，并深入研究石油及其分子組成的轉化規律，借助計算機與信息化技術可以優化原料組成、有針對性地開發最合適的催化劑并設計一系列合理反應路徑和反應條件，達到原料、催化劑以及工藝的最佳匹配。
總的來說，未來的研究方向是開發性能更高、功能更多功能、成本更低的SA-TIMs，具體闡述如下:
（1）原料組分優化；
（2）開發新型雜化微觀結構；
（3）新型組分結構設計；
（4）實驗表征與計算機技術的高度融合
透過聚氨酯發泡模擬分析，用戶就能夠更了解制造過程并準確地預測充填和發泡階段的動態行為、確認注塑條件與原料注入的優化控制，并藉此優化產品設計，更容易評估和決定適合的生產條件。
圖五 PU化學發泡成型制程的應用案例
近年來模內裝飾的注塑成型生產雖已普及，但仍面臨許多油墨沖刷、皺折變形等成型工藝的挑戰，造成產品開發的成本攀升與時程延宕。
藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
聚氨酯發泡制程示意圖
轉注成型是一種廣泛應用于橡膠加工產業的制程，而發泡橡膠則常被用來生產汽車、電子、建筑等產品。但是當橡膠加入發泡劑時，其制程會變得與傳統轉注成型的有點不同。如下圖所示，一熱固性預填料被放入料槽后，再由柱塞施加壓力讓橡膠流進加熱的模穴中。
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緩解壓縮機段間結焦速率
3.2.1原料優化
2019年11月，通過優化裂解原料，降低原料中異構烴類、環烷烴及芳烴類含量，汽油收率由19.75%降至17.2%，乙烯收率由29.68%提升值30.82%，不飽和烴類生成量減少，裂解氣壓縮機段間壓差升高趨勢得到一定程度緩解
