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,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,*,化学工艺学,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,*,Chemical Technology,化学工艺学,东南大学成贤学院化工与制药工程系,前 言,化学是研究物质变化和化学反响的科学，是与材料、生命、信息、环境、能源、地球、空间和核科学等有密切穿插和渗透的中心科学。,化工是利用根底学科的原理，实现物质和能量的传递和转化，解决规模生产的方式和途径等过程问题的科学。,“化工？,怕 怕？,空气、水、土壤、食品等领域面临挑战,人的衣食住行离不开化学化工,化学化工是人类进步的“工具，如何用好,化学化工产业：附加值高，永久产业；,实例：,德国是全球化工生产大国，营业额位居欧洲首位、全球第四；,二战前期：德国化工产业污染大，产能高；,如今：蓝天白云、花草树木与厂房林立、管道纵横的设备和谐共存；,阿司匹林和香奈儿,5,号香水,发现并开展了绿色荧光蛋白,green fluorescent protein, GFP,美国伍兹霍尔海洋研究所的科学家下村修Osamu Shimomura,哥伦比亚大学的马丁沙尔菲Martin Chalfie,加利福尼亚大学圣迭戈分校的钱永健Roger Y. Tsien,2021年诺贝尔化学奖,PE的化学合成反响,n CH,2,=CH,2,催化剂,P,、,T,CH,2,=CH,2,n,PE,化学工艺思考问题,1.,乙烯单体的纯度、输送,2.反响过程所需温度、压力如何保持,3.,催化剂的选择以及添加量,4.产品的别离提纯，溶剂、催化剂的回收, ,PE生产工艺条件,聚合温度：适宜的温度范围为60-70 。,聚合压力：0.1-0.5MPa。,催化剂：Al(C2H5)3-TiCl4；,生产聚乙烯的乙烯的工艺过程包括：,引发剂的配制、聚合、别离、净化与枯燥、溶剂回收等。,重组分,三乙基铝,四氯化钛,乙烯,引发剂,配制,精制处理,水处理,水,聚乙烯成品,造粒,过滤,干燥,干燥,干燥,精制循环,稀释剂,闪,蒸,闪,蒸,去分馏,轻组分,湿聚合物,稀释,剂,反应器,精馏塔,分馏塔,回馏罐,PE,生产工艺流程,化学工艺学,在化学、物理和其它科学成就根底上，研究综合利用各种原料生产化工产品的原理、方法、流程和设备；,目的：经济性、创新性、平安性,该课程学习方法及要求,1、目标产品,2、工艺路线,3、反响热力学,4、反响动力学,5、特点吸热、放热；各步收率等,6、实现过程反响设备、适宜的传热传质方式、别离手段等,7、典型工艺,要求：,1、“广可利用任何相关学科的手段、方法解决问题；,2、“约特别强调必须以实验数据为根据。,总学时：,64,学时,总评成绩平时成绩包括作业、讨论、平时联系,期中考试成绩,期末考试成绩,平时成绩占20,期中考试成绩 20,期末考试成绩占60,化工热力学,传递过程原理,别离工程,反响工程,化学工艺学,化工专业实验,化学工程与工艺核心课程群的根本框架,1.1 化学工艺学的研究范畴,1.2 化学工业的开展、地位与作用,1.3 现代化学工业的特点和开展方向,1.4 化学工业的原料资源和主要产品,第,1,章 绪论,化学工业,(chemical industry),化学工艺 化学工程,chemical technology chemical engineering,1.1,化学工艺学的研究范畴,化学工艺,个性,研究具体过程,从原料到产品,化学工程,共性,单元操作,工程因素尤其是放大效应,两者相辅相承，密不可分,过程最优化,共同规律,化学工艺 (chemical technology or,chemical processing),将原料物质主要经过化学反响转变为产品的方法和过程,技术先进 经济合理 生产平安 环境无害,化 工 生 产 过 程,1.2 化学工业的开展、地位和作用,制陶、酿造、冶炼,制碱、制酸、煤化学、合成氨,石油化工,高分子化工：合成材料,新兴的化学工业,18,世纪以前,作坊式手工工艺,18,世纪初叶,建成了第一个典,型的化工厂,铅室法硫酸厂,18,世纪末期,路布,兰法制碱工艺出现,从18世纪到20世纪初期，以酸、碱为根底的无机化工初具规模；,同期，在德国首创了肥料工业和煤化学工业，人类进入了化学合成的时代,20世纪初，合成氨工艺有力地,促进了无机和有机化工的开展,自20世纪初期以来，石油化工的兴起,高分,子化工蓬勃开展起来 ,进入合成材料的时代,近年来，世界各国都高度视开展高新技术，复合结,构材料 、信息材料、纳米材料 等，生物化工产业,原料、方法和产品的多样性与复杂性,大型化、综合化、精细化率提高,多学科、生产技术密集型,能量合理利用，节能工艺和方法,资金密集，投资回收速度快，利润高,平安和环境保护,1.3 现代化学工业的特点和开展方向,特点,原料、方法和产品的多样性与复杂性,例：异丙醇胺的生产,联碱法：侯氏制碱法,原料：,产品：,主要反响方程式：,大型化、综合化、精细化率提高,例：纯碱的生产。,纯碱的用途：主要用于玻璃、肥皂、工业用水净,化、造纸、纺织、印染、制革、钢铁、有色金属冶炼等,联碱法生产工艺流程：,一次吸氨,加盐,冷却结晶,过滤别离,加热,二次吸氨,碳化塔碳酸化,冷却结晶,结晶煅烧,冷却,包装,结晶,枯燥,过滤别离,NaCl,母液,气体,CO,2,母液,NH,4,Cl,产品,返碱,纯碱产品,析出重碱母液,NH,3,CO,2,高新技术，缩短开发周期,最充分、最彻底地利用原料,大力开展绿色化工,化工过程要高效、节能和智能化,实施废弃物再生利用工程,1.3 现代化学工业的特点和开展方向,开展方向,.,化工生产中加快研究、开发、利用高新科学技术产品。,.化工生产原料应充分利用,在化工生产中提倡设计和开发“原子经济性反响，该概念是美国化学家B.M.Trost于1991年提出的，“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。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物排放。,.化工生产中大力开展绿色化工，生产过程中应做到“零排放,采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂。,利用反响选择性高的催化剂和工艺流程。,将副产物和废物转化为有利用价值的产品。,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。,实施废弃物再利用工程。,.,化工生产过程要实现高效、节能及智能化生产,(,例如生产中的,DCS,控制系统,),。,(5).,实施废弃物再生利用工程,例如废旧轮胎、废弃农作物、废塑料、废水、,废渣、废气等；,非自然资源,生物资源,矿物原料,1.4,原料资源,金属矿、非金属矿,化石燃料矿,动、植物体,“废料 “垃圾,生物质资源,高分子化工产品,有机化工产品,无机化工产品,1.4,主要产品,精细化工产品,生物化工产品,乙,烯,与丙烯共聚,乙丙橡胶,电缆、电线材料,氧化,乙醛,缩合,醋酸,辛醇、季戊四醇,2-,羟基丁醛,丁醇,酯化,丁酯,溶剂、,增塑剂,溶剂,药物、酯类、醋酸乙烯纤维维尼龙,增塑剂,齐聚、水合,高碳直链醇C11C18,合成洗涤剂,水合,乙醇,酯化,乙酸乙酯、其它酯类,溶剂及合成原,加氢脱水,丁二烯,合成橡胶,氢甲酰化,丙醛,丙酸,复原,正丙醇,溶剂,丙,烯,聚合,聚丙烯,合成纤维、塑料,氨氧化,合成纤维、,ABS,树脂、,AS,树脂、丁腈橡胶,丙烯酰胺,絮凝剂、水增稠剂、纸张处理剂,丙烯腈,与乙烯共聚,乙丙橡胶,次氯酸化,氯丙醇,环氧丙烷,丙二醇,聚酯塑料,聚氨酯塑料、外表活性剂,过氧化物环氧化,环氧丙烷、苯乙烯或异丁烯,高温氯化,氯丙烯,丙烯醇,1,，,4-,丁二醇,聚酯,甘油,医药、炸药,环氧氯丙烷,水解,环氧树脂,丁,二,烯,与苯乙烯共聚,丁苯橡胶,与丙烯腈共聚,丁腈橡胶,聚合,顺丁橡胶,与苯乙烯、丙烯腈共聚,ABS,塑料,氯化,2-,氯丁二烯,氯丁橡胶,与顺酐反响,四氢邻苯二甲酸酐,与HCN反响,己二腈,己二胺,尼龙,66,三聚环化,1,，,5,，,9-,环十二碳三烯,十二碳内酰胺尼龙12的单体,香料、增塑剂、阻燃剂、聚酯原料,乙酰氧基化、加氢、水解,1,，,4-,丁二醇,聚酯树脂,尼龙66聚己二酰己二胺,橡胶制品的应用领域,异,丁,烯,与异戊二烯共聚,丁基橡胶,氧化,甲基丙烯酸,甲基丙烯酸酯,有机玻璃,与甲醛反响,异戊二烯,异戊橡胶,水合,叔丁醇,香料原料、溶剂、医药中间体、,与甲醇反响,甲基叔丁基醚MTBE汽油添加剂,聚合,聚异丁烯,粘合剂、密封胶,有机玻璃,(,聚甲基丙烯酸甲酯,),正,丁,烯,聚合,聚丁烯,合成塑料,氧化,顺丁烯二酸酐,1,，,4-,丁二醇、增强塑料、农药,氧化,甲乙酮,溶剂,水合,仲丁醇,脱氢或氧化脱氢,丁二烯,正,丁,烷,脱氢,正丁烯,深加工产品见上,异构化,异丁烷,氧化,顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮,蒸汽裂解,乙烯、丙烯、丁二烯等,烷基化,烷基化汽油,脱氢,异丁烯,深加工产品见上,蒸汽裂解,乙烯、丙烯、丁二烯等,异,丁,烷,苯,加乙烯烷基化,乙苯,脱氢,苯乙烯,聚苯乙烯、丁苯橡胶、,ABS,树脂,加丙烯烷基化,异丙苯,苯酚,酚醛树脂、苯胺、壬基酚等,丙酮,双酚,A,聚碳酸酯、环氧树脂,加十二烯,十二烷基苯,合成洗涤剂,加氢,环己烷,己内酰胺,聚酰胺纤维,氯化,氯苯,染料中间体、医药,氧化,顺丁烯二酸酐,四氢呋喃、,1,，,4-,丁二醇,医药、聚氨酯,硝化,硝基苯,苯胺,二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂、,染料、医药、农药,聚氨酯纤维,甲,苯,硝化,硝基甲苯,染料中间体、炸药,歧化,苯、二甲苯,氧化,苯甲酸,染料中间体、医药、增塑剂,临氢脱烷基,苯,硝化、复原、光气化,甲苯二异氰酸酯,聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶,二甲苯,对二甲苯,氧化,对苯二甲酸,聚酯树脂、涤纶,间二甲苯,异构化,对二甲苯,氨氧化,间苯二腈,农药、聚酰胺纤维,邻二甲苯,氧化,邻苯二甲酸酐,医药、染料、增塑剂,萘,氧化,烷基萘,脱烷基,萘,氧化,乙,炔,加,HCl,氯乙烯,聚氯乙烯,水合,乙醛,乙酸,季戊四醇,醇酸树脂,巴豆醛,山梨酸,加醋酸,醋酸乙烯,合成纤维、涂料、粘合剂,加甲醛,1,，,4-,丁炔二醇,1,，,4-,丁二醇,四氢呋喃、,-,丁内酯、聚酯树脂,二聚,乙烯基乙炔,粘合剂,加氢,丁二烯,加,HCl,2-,氯丁二烯,氯丁橡胶,氯化,三氯乙烯、四氯乙烯,溶剂,加,HF,氟乙烯,聚合,聚氟乙烯,合成气,(CO+H,2,),补,N2,和变换,N2-H2,合成,氨、尿素等,改进的F-T合成,汽油、煤油、柴油等液体燃料,合成,甲醇,羰基合成,醋酸,氧化,甲醛,酚醛树脂、合成原料,与异丁烯合成,甲基叔丁基醚MTBE,与,CO,合成,甲酸甲酯,甲酸,加,CO,、,O,2,草酸二甲酯,乙二醇,草酸,同系化,乙醇,脱水,乙烯,合成,二甲醚,转化,转化,C2-C4,烯烃,汽油,柴油机燃料,END!,
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