化学工艺学1全解

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工工艺学,化学化工系,化学工程与工艺专业,周文超,化学工程与化学工艺的联系与区别？,化工工艺,化学工程与工艺,简称,研究范畴,两者相辅相承，密不可分,化学工艺,化学工程,以生产产品为目的,以强化过程为目的,工艺路线、流程,化学反响、单元操作,化工过程,两者密不可分，相互配合，可解决化工过程中的各种问题。,未反响物料循环,副产物综,合利用,专业必修课，研究生产工艺的学科，知识面宽，是化学根底理论知识在实际生产中的应用。,涉及到的学科：无机化学、物理化学、分析化学、化工原理、化工设计概论、化工设备。,涉及到的设备：换热装置、别离装置、反响装置、流体输送设备。,课程性质、学科根底,根本内容,第1章 概论,第2章 合成气,第3章 合成气衍生产品,第4章 无机大宗化学品,第5章 石油炼制,第6章,烃类裂解,第7章,烯烃为原料的化学品,第,8,章 芳烃为原料的化学品,第,9,章 绿色化学化工概论,课程任务,1.了解化学工业的特点和开展方向；了解化工工艺学的研究范畴；,2. 掌握典型产品的化工生产工艺流程、反响原理、影响因素、工艺条件确定、主要设备构造及其开展现状；,3. 通过学习典型产品的工艺，强化化工工程意识，培养理论联系实际的能力。,考核方法,1.,平时。包括出勤率、作业等。,2.,期末。闭卷。,3.,成绩,=60%,考试成绩,+40%,平时成绩,化学工艺学及其研究的内容,化学工业的分类及特征,化学工业的现状和开展方向,化学工艺学与化学工业的关系,化工原料及其工艺,化工工艺计算,第,1,章 概论,1.1,化学工艺学及研究内容,原料经过化学反响制取化工产品的科学,具体特征：原料必须经过化学反响制取产,品，且产品的性质、外形、构造均发生变化。,工艺学：研究由原料制取产品的科学,工艺学分类：,化学工艺学,and,机械工艺学,主要研究内容：利用各种原料生产化工产品的方法、原理、操作条件、工艺流程和设备,1.2,化学工业的分类及特征,化工原料的类型：自然矿藏、人工合成产品包括化工产品、生物资源等,化工产品的类型：到目前为止，已发现和人工合成的化工产品有,2000,多万,种；商品销售的有,8,万多种,；而与工农业、国防及人类生活密切相关的,4000,种,左右。,化学工业：借助于化学反响将原料制成化工产品的工业,化学工业的分类按学科分类,精细化工：医药、农药、染料、外表活性剂、催化剂、化装品等特定功能产品。,有机化工,：如烯烃、有机酸、醇、酯，芳烃等。,无机化工,：如无机酸、碱、盐及无机化肥,高分子化工：利用聚合和缩聚反响，合成橡胶、塑料、化纤,生物化工,：依靠微生物发酵、酶催化制取的产品如抗生素、有机溶剂、调味剂、食品添加剂等。,按原料性质和来源分类：石油化工、煤化工、生物化工、矿产化工、海洋化工,化学工业的特征,技术密集型工业,能源密集型工业,连续性和自动化程度高,大型化、综合化、精细化,治理三废、节能,1.3 化学工业的现状和开展方向,一化学工业现状,我国支柱型的产业；,但生产规模小、生产成本高、大型装置设备自给率低，产品品种少、功能化和差别率低，环境污染严重，能量消耗高。,二化学工业开展方向,1,、化工生产中加快研究、开发、利用高新科学技术产品。,2,、,最充分、最彻底的利用化工生产原料,最大限度地利用原料和最大限度地减少废物排放。,3,、化工生产过程,要实现高效、节能及智能化生产。,4、化工生产中大力开展绿色化工，生产过程中应做到“零排放,原子经济性反响,1991年，B.M.Trost，美国化学家,在化学反响中应使原料中的每一个原子,都结合到目标分子即产物中，不需要利用保,护基团或离子基团，因而不会有副产物或废,物生成。,淘汰污染环境和破坏生态平衡的产品，开发对生态环境友好产品。,利用反响选择性高的催化剂和工艺流程。,采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂。,将副产物和废物转化为有利用价值的产品。,实施废弃物再利用工程。,1.4,化学工艺学与化学工业的关系,严密联系，相互依存、相互促进，共同开展；,化学工艺学是化学工业的根底学科，化学工艺学的开展为化学工业的开展提供坚强的支撑；,化学工业的开展又可以促进化学工艺学的提高。,1.5,化工原料及其工艺,Click to add Title,1,石油及其加工工艺,1,Click to add Title,2,天然气及其加工工艺,2,Click to add Title,1,煤及其加工工艺,3,Click to add Title,2,化学矿及其加工工艺,4,Click to add Title,1,生物质加工工艺,5,石油化工自20世纪50年代开场蓬勃开展。,Click to add Title,1,石油及其加工工艺,1,三烯,乙烯、丙烯、丁二烯,石油制取,三苯,苯、甲苯、二甲苯,石油、天然气和煤制取,根本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥,工业等的产品大约有90来源于石油和天然气。,石油的组成,由分子量不同、组成和构造不同、数量众多的化合物构成的混合物，其中化合物的沸点：常温500。,链式饱和烃,环烷烃,芳香烃,硫化物 氮化物,含氧化合物,稠环烃类等,烃类化合物,非烃化合物,胶质和沥青质,石油的加工,利用原油中各组分沸点的差别进行分离,常压蒸馏,and,减压蒸馏,常减压蒸馏馏分油的进一步化学加工工程：,催化裂化、催化重整、催化加氢裂化、,烃类热裂解,一次加工,油品的加工,二次加工,馏分油的化学加工,调整烃类的组成,Click to add Title,2,天然气及其加工工艺,2,按组成分：干气甲烷体积含量在90%以上,湿气甲烷体积含量在90%以下,天然气：主要成分是,CH,4,分类：,按来源分：伴生气,天然气于石油伴生,非伴生气,单独的气田资源,煤层气瓦斯气: 吸附在煤上的甲烷,天然气水合物: 冻土带和海底甲烷与水组成,的笼形化合物,天然气的化工利用,制氢气,合成氨,热裂解制化工产品,经合成气路线制,燃料和化工产品,甲烷的氯化、硝化、,氨氧化和硫化,直接催化转化成化工产品,湿气中,C2C4,烷烃的利用,Click to add Title,1,煤及其加工工艺,3,H% O%含量顺序：泥煤褐煤 烟煤无烟煤,分类,成煤过程的程度不同：泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤,煤(coal),由含碳、氢的多种构造的大分子有机物和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成。,1、煤的干馏 (coal carbonization),煤的加工,高温干馏炼焦,低温干馏,煤干馏过程分类,在,隔绝空气,条件下加热煤，使其分解生成焦,炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程。,2、煤的气化 (coal gasification),生成的气体组成随固体燃料性质、气化剂种类、,气化方法、气化条件的不同而有差异。气化剂主要,是水蒸气、空气或氧气。,在高温(9001300)下使煤、焦炭或半焦,等固体燃料与气化剂反响，转化成主要含有H2、,CO等气体的过程。,3、煤的液化 (coal liquefaction),4、生成电石CaC,2,将煤与CaO在20002200及电弧炉作用下反,应生成 CaC2的过程。电石水解可生成乙炔此法占,乙炔来源的一半以上，由乙炔出发可生成一系列,化工产品。,煤经化学加工转化为液体燃料的过程。煤,液化可分为,直接液化和间接液化,两大类过程。,1.6,化工工艺计算,衡算系统的,物料衡算通式,输入物料的总质量,=,输出物料的总质量,+,系统内积累的物料质量,稳态流动反响过程的热量衡算,输入该系统的能量,=,输入物料的内能,U,in,+,环境传入的热量,Q,P,输出该系统的能量,=,输出物料的内能,U,out,+,系统对外做的功,W,U,in,+ Q,P,= U,out,+ W,转化率,产率,(,收率,),选择性,三者关系,Y=X,A,S,表达主、副反响,进展程度的大小,反映原料的利用,是否合理,1、现代化学工业有什么特点？,2、煤的干馏有哪几种形式？通过煤干馏可得到哪些化工根本原料？,3、石油的二次加工有哪几种过程？得到的产品各有什么特点？,4、转化率、产率、选择性的含义及三者之间的关系 ？,思 考 题,