化學(xué)工藝基礎(chǔ)(2.12.8)

1、第二章 第二章第二章 化學(xué)工藝基礎(chǔ)化學(xué)工藝基礎(chǔ)2.1 化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用化學(xué)工業(yè)原料資源及其加工利用 化工原料根據(jù)物質(zhì)化工原料根據(jù)物質(zhì)來源來源可分為無機原料和有可分為無機原料和有機原料兩大類。機原料兩大類。 我國化學(xué)礦資源豐富，探明儲量的有我國化學(xué)礦資源豐富，探明儲量的有20多種，多種，如磷礦、硫鐵礦、自然硫、鉀長石、含鉀頁如磷礦、硫鐵礦、自然硫、鉀長石、含鉀頁巖、明礬石、硼礦、天然堿、化工灰?guī)r、重巖、明礬石、硼礦、天然堿、化工灰?guī)r、重晶石、芒硝、硝鈉石、蛇紋石、鉀礦、金紅晶石、芒硝、硝鈉石、蛇紋石、鉀礦、金紅石、鎂鹽、溴、碘、沸石等。石、鎂鹽、溴、碘、沸石等。 重點介紹：磷礦、硫鐵

2、礦、硼礦。重點介紹：磷礦、硫鐵礦、硼礦。l2.1.1無機化學(xué)礦及其加工無機化學(xué)礦及其加工 煤煤(coal) 由含碳、氫的多種結(jié)構(gòu)的大分子有機物由含碳、氫的多種結(jié)構(gòu)的大分子有機物和少量硅、鋁、鐵、鈣、鎂的無機礦物質(zhì)組成和少量硅、鋁、鐵、鈣、鎂的無機礦物質(zhì)組成 成煤過程的程度不同分為成煤過程的程度不同分為 泥煤、褐煤、煙煤和無泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤煙煤 H% O%含量順序含量順序: 泥煤泥煤褐煤褐煤 煙煤煙煤無煙煤無煙煤煤及其加工利用煤及其加工利用 高溫干餾（煉焦），低溫干餾，高溫干餾（煉焦），低溫干餾， 煤氣化煤氣化 和煤液化（直接液化和煤液化（直接液化 間接液化）間接液化） 煤的間接液化是將

3、煤預(yù)先制成合成氣（煤的間接液化是將煤預(yù)先制成合成氣（CO+），然），然后通過催化作用將合成氣轉(zhuǎn)化為烴類燃料、含氧化合物燃后通過催化作用將合成氣轉(zhuǎn)化為烴類燃料、含氧化合物燃料的過程。料的過程。加工利用方法加工利用方法煤的加工利用途徑煤的加工利用途徑2.1.1 石油及其加工利用 原油是指從油田中開采出來沒有經(jīng)過加工處理的原油是指從油田中開采出來沒有經(jīng)過加工處理的石油，它是一種有氣味的棕黑色或黃褐色黏稠液石油，它是一種有氣味的棕黑色或黃褐色黏稠液體。體。 石油化工自石油化工自20世紀(jì)世紀(jì)50年代開始蓬勃發(fā)展年代開始蓬勃發(fā)展 基本有機化工、高分子化工、精細化工及氮肥工基本有機化工、高分子化工、精細化工

4、及氮肥工業(yè)等的產(chǎn)品中大約有業(yè)等的產(chǎn)品中大約有90%來源于石油和天然氣來源于石油和天然氣石油及其加工利用石油及其加工利用基本有機化工高分子化工精細化工氮肥工業(yè)產(chǎn)品90%來源于石油和天然氣90%左右的有機化工產(chǎn)品上游原料歸結(jié)為：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）石油三苯（苯、甲苯、二甲苯）乙炔和萘甲醇石油、天然氣、煤石油石油的組成的組成 l 由分子量不同、組成和結(jié)構(gòu)不同、數(shù)量眾多的化合物構(gòu)成由分子量不同、組成和結(jié)構(gòu)不同、數(shù)量眾多的化合物構(gòu)成的的混合物混合物，其中化合物的沸點從常溫到，其中化合物的沸點從常溫到500以上以上l 石油中的化合物分為石油中的化合物分為 烴類烴類 、非烴類、膠質(zhì)和瀝青三大類。、非烴

5、類、膠質(zhì)和瀝青三大類。由碳和氫化合物形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分。由碳和氫化合物形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分。約占約占95%-99%；含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在；含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油中應(yīng)盡量除去。石油中應(yīng)盡量除去。 烴類化合物烴類化合物 非烴化合物非烴化合物 膠質(zhì)和瀝青質(zhì)膠質(zhì)和瀝青質(zhì) 鏈?zhǔn)斤柡蜔N鏈?zhǔn)斤柡蜔N 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 芳香烴芳香烴 硫化物硫化物 氮化物氮化物 含氧化合物含氧化合物 稠環(huán)烴類等稠環(huán)烴類等石油石油的分類的分類 不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于例相差很大，但主要屬于烷烴、

6、環(huán)烷烴、芳烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱通常以烷烴為主的石油稱烷基石烷基石油（石蠟基石油）；油（石蠟基石油）；以環(huán)烷烴、芳香烴為主以環(huán)烷烴、芳香烴為主的石油稱的石油稱環(huán)烷基石油（瀝青基石油）；環(huán)烷基石油（瀝青基石油）；介于介于二者之間的稱為二者之間的稱為中間基石油。中間基石油。原油一般不能直接使用，需要進行一次加工和二次加工，加工原油一般不能直接使用，需要進行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。后可提高其利用率。（1 1）一次加工）一次加工 一次加工方法主要包括一次加工方法主要包括常壓蒸餾和減壓蒸餾常壓蒸餾和減壓蒸餾。蒸餾是。蒸餾是一種利用液體混合物中各組分揮

7、發(fā)度的差別（沸點不同）進一種利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別（沸點不同）進行分離的方法，是一種沒有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱物理過程，行分離的方法，是一種沒有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱物理過程，主要設(shè)備是主要設(shè)備是蒸餾塔蒸餾塔。 根據(jù)目的不同，根據(jù)目的不同，常減壓蒸餾流程常減壓蒸餾流程分為燃料型、燃料分為燃料型、燃料- -潤滑油型潤滑油型和燃料和燃料- -化工型化工型- -潤滑油型三種。潤滑油型三種。石油的加工方法石油的加工方法 （2 2）二次加工）二次加工 原料經(jīng)過常減壓蒸餾只能切割成幾個餾分，生原料經(jīng)過常減壓蒸餾只能切割成幾個餾分，生產(chǎn)的燃料品種數(shù)量有限，不能滿足需求，而且直接產(chǎn)的燃料品種數(shù)量有限，

8、不能滿足需求，而且直接作為化工原料使用的也只是塔頂出來的氣體。作為化工原料使用的也只是塔頂出來的氣體。 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。四種。石油的加工方法石油的加工方法 石油加工方法：石油加工方法：原油一般不能直接使用，需要進行一次加工和二次加工，原油一般不能直接使用，需要進行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。加工后可提高其利用率。（1 1）一次加工）一次加工 一次加工方法主要包括一次加工方法主要包括常壓蒸餾和減壓蒸餾常壓蒸餾和減壓蒸餾。蒸餾是一種利用液體混合物中各組分揮發(fā)度

9、的差別蒸餾是一種利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別（沸點不同）進行分離的方法，是一種沒有化學(xué)反應(yīng)（沸點不同）進行分離的方法，是一種沒有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱物理過程，主要設(shè)備是蒸餾塔。的傳質(zhì)、傳熱物理過程，主要設(shè)備是蒸餾塔。 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。四種。 催化重整（催化重整（catalytic reforming）：是在珀催化劑作用下）：是在珀催化劑作用下加熱汽油餾分（石腦油），使其中的加熱汽油餾分（石腦油），使其中的烴類分子重新烴類分子重

10、新排列形成排列形成新分子的工藝過程。新分子的工藝過程。 催化重整的原料是石腦油，在催化重整的過程中，主要催化重整的原料是石腦油，在催化重整的過程中，主要發(fā)生環(huán)烷烴脫氫、烷烴脫氫環(huán)化等生成芳烴的反應(yīng)，還有烷發(fā)生環(huán)烷烴脫氫、烷烴脫氫環(huán)化等生成芳烴的反應(yīng)，還有烷烴的異構(gòu)化和加氫裂化等反應(yīng)。烴的異構(gòu)化和加氫裂化等反應(yīng)。石油的加工方法石油的加工方法 石油石油的分類的分類 不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱通常以烷烴為主的石油稱烷基石烷基石油（

11、石蠟基石油）；油（石蠟基石油）；以環(huán)烷烴、芳香烴為主以環(huán)烷烴、芳香烴為主的石油稱的石油稱環(huán)烷基石油（瀝青基石油）；環(huán)烷基石油（瀝青基石油）；介于介于二者之間的稱為二者之間的稱為中間基石油。中間基石油。 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。四種。 催化裂化催化裂化(catalytic cracking):催化裂化是在催化劑作用下催化裂化是在催化劑作用下加熱重質(zhì)餾分油，使加熱重質(zhì)餾分油，使大分子烴類化合物裂化大分子烴類化合物裂化而轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量而轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量

12、的汽油，并副產(chǎn)柴油、鍋爐燃油、液化氣和氣體等產(chǎn)品。的汽油，并副產(chǎn)柴油、鍋爐燃油、液化氣和氣體等產(chǎn)品。 催化裂化裝置常用反應(yīng)器有固定床、移動床和流化床三類，催化裂化裝置常用反應(yīng)器有固定床、移動床和流化床三類，目前多采用流化床反應(yīng)器目前多采用流化床反應(yīng)器。石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。四種。 催化裂化催化裂化(catalytic cracking):催化裂化是在催化劑作用下催化裂化是在催化劑作用下加熱重質(zhì)餾分油，使加熱重

13、質(zhì)餾分油，使大分子烴類化合物裂化大分子烴類化合物裂化而轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量而轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的汽油，并副產(chǎn)柴油、鍋爐燃油、液化氣和氣體等產(chǎn)品。的汽油，并副產(chǎn)柴油、鍋爐燃油、液化氣和氣體等產(chǎn)品。 催化裂化裝置常用反應(yīng)器有固定床、移動床和流化床三類，催化裂化裝置常用反應(yīng)器有固定床、移動床和流化床三類，目前多采用流化床反應(yīng)器目前多采用流化床反應(yīng)器。石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。四種。 催化加氫裂化催化加氫裂化(catalytic hy

14、drocracking):催化加催化加氫裂化是在催化劑及高氫壓下加熱氫裂化是在催化劑及高氫壓下加熱重質(zhì)油重質(zhì)油，使其發(fā)，使其發(fā)生一系列加氫和裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成航空煤油、柴油、生一系列加氫和裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成航空煤油、柴油、汽油（或重整原料）和氣體等產(chǎn)品的加工過程，它汽油（或重整原料）和氣體等產(chǎn)品的加工過程，它是是催化裂化技術(shù)催化裂化技術(shù)的改進。的改進。石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。四種。 催化加氫裂化催化加氫裂化(cat

15、alytic hydrocracking): 優(yōu)點：優(yōu)點：催化加氫裂化不僅可以防止如催化裂化過程中催化加氫裂化不僅可以防止如催化裂化過程中大量積大量積炭炭的生成，還可以將原油中的氮、氧、硫等原子的有機化合的生成，還可以將原油中的氮、氧、硫等原子的有機化合物雜質(zhì)通過加氫從原料中除去，并且可以使反應(yīng)過程中生成物雜質(zhì)通過加氫從原料中除去，并且可以使反應(yīng)過程中生成的的不飽和烴不飽和烴轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為飽和烴飽和烴。 石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解加氫裂化和

16、烴類熱裂解四種。四種。 烴類熱裂解烴類熱裂解(heat breakdown of hydrocarbon):不用催化劑，不用催化劑，將烴類加熱到將烴類加熱到750900使其發(fā)生裂解。使其發(fā)生裂解。 烴類熱裂解的烴類熱裂解的主要目的主要目的是生產(chǎn)乙烯，同時可得丙烯、丁二是生產(chǎn)乙烯，同時可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯、二甲苯、乙苯等芳烴及其他化工烯以及苯、甲苯、二甲苯、二甲苯、乙苯等芳烴及其他化工原料，是石油化工必不可少的加工過程。原料，是石油化工必不可少的加工過程。 對裂解后產(chǎn)物進行冷凝，得到，得到裂解氣和裂解汽油裂解氣和裂解汽油兩大類混合兩大類混合物。物。石油的加工方法石油的加工方法 根

17、據(jù)沸程的不同，將石油分類根據(jù)沸程的不同，將石油分類 2. 油油品的概念品的概念 l石腦油（輕汽油）石腦油（輕汽油） 50140l汽油汽油 140200l航空煤油航空煤油 140230l煤油煤油 180310l柴油柴油 260350l潤滑油潤滑油 350520l重、渣油重、渣油 5201 1、天然氣定義：、天然氣定義： 埋藏在地下的古生物經(jīng)過億萬年埋藏在地下的古生物經(jīng)過億萬年高溫和高壓高溫和高壓等作用形成的可等作用形成的可燃性的氣體，是一種無色無毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)燃性的氣體，是一種無色無毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源保的優(yōu)質(zhì)能源 。2 2、組成：、組成： 混合混合天然氣的天然

18、氣的主要成分是甲烷主要成分是甲烷，另有少量乙烷、丙烷、丁烷，另有少量乙烷、丙烷、丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮以及微量惰性氣體。此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮以及微量惰性氣體。天然氣及其加工方法天然氣及其加工方法 3 3、天然氣的分類天然氣的分類 ： 與石油伴生的稱為油田伴生氣（油田氣）；與煤田伴生的稱與石油伴生的稱為油田伴生氣（油田氣）；與煤田伴生的稱為煤田伴生氣（煤層氣）。為煤田伴生氣（煤層氣）。、干氣：主要成分是、干氣：主要成分是CH4，其次是，其次是C2H6，C3H8和和C4H10，含有少量含有少量C5以上重組分，還有以上重組分，還有CO2、N2、H2S和和NH3等。等。

19、加壓沒有液體產(chǎn)生，天然氣井和煤田伴生氣屬于干氣。加壓沒有液體產(chǎn)生，天然氣井和煤田伴生氣屬于干氣。、濕氣：主要成分為甲烷和乙烷等低碳烷烴，還含有輕汽油。、濕氣：主要成分為甲烷和乙烷等低碳烷烴，還含有輕汽油。稍加壓縮就有液體汽油析出。油田伴生氣屬于濕氣。稍加壓縮就有液體汽油析出。油田伴生氣屬于濕氣。 天然氣及其加工方法天然氣及其加工方法 4 4、天然氣的用途天然氣的用途 ： 目前天然氣化工用途主要用于生產(chǎn)合成氨的原料氣、目前天然氣化工用途主要用于生產(chǎn)合成氨的原料氣、合成甲醇原料氣合成甲醇原料氣 、制備羰基合成的合成氣和裂解生、制備羰基合成的合成氣和裂解生產(chǎn)有機化工原料。產(chǎn)有機化工原料。 天然氣及其

20、加工方法天然氣及其加工方法 糠醛的生產(chǎn)糠醛的生產(chǎn)2C2H10O5 H2O淀粉淀粉C12H22O11( (麥芽糖麥芽糖) )H2O2C6H12O6( (葡萄糖）葡萄糖）C6H12O6酵母酵母2CH3CH2OH + 2CO2乙醇的生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn) 生物質(zhì)及其加工利用生物質(zhì)及其加工利用HC CHC5H10O5CC糠醛糠醛 OCHO + 3 + 3 H2O 廢塑料制成液體燃料。 其他再生資源開發(fā)利用l再生資源的開發(fā)利用再生資源的開發(fā)利用l空氣和水空氣和水產(chǎn)品分離與精制產(chǎn)品分離與精制 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 原料預(yù)處理原料預(yù)處理 2.2 2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程化工生產(chǎn)過程達到所

21、需狀態(tài)和規(guī)格達到所需狀態(tài)和規(guī)格反應(yīng)類型、反應(yīng)器反應(yīng)類型、反應(yīng)器得到符合規(guī)格的產(chǎn)品得到符合規(guī)格的產(chǎn)品回收利用副產(chǎn)物回收利用副產(chǎn)物 組織工藝流程原則組織工藝流程原則 技術(shù)先進、安全可靠、經(jīng)濟指標(biāo)合理。 原料和能量利用充分合理 單元操作適宜，設(shè)備選型合理 工藝流程連續(xù)化、自動化。 安全促使得當(dāng)，“三廢”治理有效。2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程2.2 化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)過程及流程化工生產(chǎn)工藝流程組織化工生產(chǎn)工藝流程組織 推論分析法推論分析法從從“目標(biāo)目標(biāo)”出發(fā)對不同功能的單元進行邏輯組出發(fā)對不同功能的單元進行邏輯組合合化工工藝過程的化工工藝過程的 “洋蔥洋蔥”模型模型反應(yīng)器反應(yīng)器

22、分離與再循環(huán)分離與再循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)換熱網(wǎng)絡(luò)公用工程公用工程化工生產(chǎn)工藝流程組織化工生產(chǎn)工藝流程組織 功能分析法功能分析法分析每個單元的基本功能和屬性，列出不同方案分析每個單元的基本功能和屬性，列出不同方案不同功能單元的實施方法不同功能單元的實施方法不同設(shè)備型式不同設(shè)備型式不同流程方案不同流程方案化工生產(chǎn)工藝流程組織化工生產(chǎn)工藝流程組織 形態(tài)分析法形態(tài)分析法對不同流程方案精確分析評價，擇優(yōu)汰劣對不同流程方案精確分析評價，擇優(yōu)汰劣原原 則則l 是否滿足所要求的技術(shù)指標(biāo)是否滿足所要求的技術(shù)指標(biāo)l 經(jīng)濟指標(biāo)的先進性經(jīng)濟指標(biāo)的先進性l 環(huán)境、安全和法律環(huán)境、安全和法律l 技術(shù)資料的完整性和可信度技術(shù)資料的

23、完整性和可信度2.3 化工過程的主要效率指標(biāo) l 生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度l 化學(xué)反應(yīng)的效率化學(xué)反應(yīng)的效率合成效率合成效率l 轉(zhuǎn)化率選擇性轉(zhuǎn)化率選擇性 收率收率l 平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率生產(chǎn)能力一個設(shè)備、一套裝置或一個工廠在單位時間一個設(shè)備、一套裝置或一個工廠在單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量或處理的原料量內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量或處理的原料量單位單位 千克千克/ /時時（kg/h） 噸噸 / /天天 (t/d) 萬噸萬噸/年年 (10kt/a)設(shè)計能力：設(shè)計能力：在最佳條件下可以達到的最大生產(chǎn)能力在最佳條件下可以達到的最大生產(chǎn)能力設(shè)備設(shè)備的單位體積（或面積）的生產(chǎn)能力的單位體積（或

24、面積）的生產(chǎn)能力單位：單位： kg/hm3，t/dm3kg/hm2，t/dm2 生產(chǎn)強度生產(chǎn)強度催化劑的生產(chǎn)強度：催化劑的生產(chǎn)強度：單位時間、單位體積（質(zhì)量）催化劑所得產(chǎn)品量單位時間、單位體積（質(zhì)量）催化劑所得產(chǎn)品量轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率選擇性表達主、副反應(yīng)進行程度的大選擇性表達主、副反應(yīng)進行程度的大小，反映原料的利用是否合理小，反映原料的利用是否合理選擇性選擇性從產(chǎn)物角度來描述反應(yīng)過程的效率從產(chǎn)物角度來描述反應(yīng)過程的效率單程收率單程收率 總收率總收率 平衡轉(zhuǎn)化率平衡產(chǎn)率平衡轉(zhuǎn)化率平衡產(chǎn)率轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率的關(guān)系轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率的關(guān)系 收率收率 產(chǎn)率產(chǎn)率2.4 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響反

25、應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響 可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系溫度的影響溫度的影響 化學(xué)平衡化學(xué)平衡l吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)H0，K值隨著溫度升高而增值隨著溫度升高而增大大,有利于平衡產(chǎn)率增加有利于平衡產(chǎn)率增加l放熱反應(yīng)放熱反應(yīng) H0，K值隨著溫度升高而減值隨著溫度升高而減小，降低溫度使平衡產(chǎn)率增加小，降低溫度使平衡產(chǎn)率增加2.4工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 工藝技術(shù)管理工作的目標(biāo)除了保證完成目的產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量外還要努力降低消耗。 消耗定額：指的是生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的各種原料及輔助材料水、燃料、電力和蒸汽量等。 原料消耗定額根據(jù)計算依據(jù)不同分為理論消耗定額和實際

26、消耗定額兩種。 理論消耗定額：是以化學(xué)方程式的化學(xué)計量為基礎(chǔ)計算的消耗定額為理論消耗定額。2.4工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 原料消耗定額：生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的原料量。即生產(chǎn)1噸100%的產(chǎn)品所消耗的原料量。 實際過程的原料消耗定額絕不可能低于理論消耗定額。 公用工程公用工程是指化工廠必不可少的供水、供熱、冷凍、供電和供氣等條件。 公用工程消耗定額：公用工程消耗定額：是指對在生產(chǎn)過程中所消耗的水、燃料、電力等制定的消耗指標(biāo)。 2.4工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 化工生產(chǎn)中減低消耗的措施有化工生產(chǎn)中減低消耗的措施有：選擇性能好的催化劑。工藝參數(shù)控制在適宜范圍，減少副反應(yīng)，提高選擇性和生產(chǎn)

27、強度；提高生產(chǎn)技術(shù)水平，加強設(shè)備維修，減少泄漏；加強生產(chǎn)人員責(zé)任心，減少物料浪費現(xiàn)象和防止出現(xiàn)生產(chǎn)事故。2.5化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 質(zhì)量是產(chǎn)品的靈魂質(zhì)量是產(chǎn)品的靈魂，沒有質(zhì)量，再低的成本也是徒勞的。成本控制是在質(zhì)量控制下的成本控成本控制是在質(zhì)量控制下的成本控制，制，沒有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，成本控制就會失去方向，也談不上成本控制。 國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2.5化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （1）國家標(biāo)準(zhǔn)）國家標(biāo)準(zhǔn)：在全國范圍內(nèi)適用，其他各級標(biāo)準(zhǔn)不得與國家標(biāo)準(zhǔn)相抵觸。國家標(biāo)準(zhǔn)分為強制國家標(biāo)準(zhǔn)分為強制性國標(biāo)和推薦性國標(biāo)。性國標(biāo)和推

28、薦性國標(biāo)。 （2） 強制性國標(biāo)強制性國標(biāo)：是保障人體健康、人身和財產(chǎn)安全，以法律及行政法規(guī)規(guī)定強制執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)。2.5化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 化工產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的常見指標(biāo)項目化工產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的常見指標(biāo)項目 （1）外觀：一般包括化工產(chǎn)品在常溫時的狀態(tài)、）外觀：一般包括化工產(chǎn)品在常溫時的狀態(tài)、顏色及臭味等。顏色及臭味等。 （2）主要成分或有效成分含量）主要成分或有效成分含量 化工原料主要成分含量表示方法有多種，?；ぴ现饕煞趾勘硎痉椒ㄓ卸喾N，常用的是以其中主要成分所占的重量百分數(shù)表示。用的是以其中主要成分所占的重量百分數(shù)表示。2.5化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)

29、量標(biāo)準(zhǔn)化工生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 化工產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的常見指標(biāo)項目化工產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的常見指標(biāo)項目（3）比重和密度）比重和密度 液體化工產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中常有密度或比重的指標(biāo)。逐漸改為液體化工產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中常有密度或比重的指標(biāo)。逐漸改為使用使用“相對密度相對密度”。（4）熔點和凝固點）熔點和凝固點 固體物質(zhì)在常壓下由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時的溫度即為該物質(zhì)固體物質(zhì)在常壓下由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時的溫度即為該物質(zhì)的熔點。物質(zhì)越純，物質(zhì)發(fā)生相變的溫度變化范圍越窄。的熔點。物質(zhì)越純，物質(zhì)發(fā)生相變的溫度變化范圍越窄。 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中熔點也是衡量物質(zhì)純度的一個重要物理指標(biāo)。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中熔點也是衡量物質(zhì)純度的一個重要物理指標(biāo)。2.

30、6 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響 溫度的影響溫度的影響 反應(yīng)速率反應(yīng)速率l總是隨溫度的升高而增加總是隨溫度的升高而增加l 不可逆反應(yīng)，產(chǎn)物生成速率隨溫度的升高而加快不可逆反應(yīng)，產(chǎn)物生成速率隨溫度的升高而加快l 可逆吸熱反應(yīng)，凈速率隨溫度的升高而增高可逆吸熱反應(yīng)，凈速率隨溫度的升高而增高l 可逆放熱反應(yīng)，在最佳反應(yīng)溫度下凈反應(yīng)速率最大可逆放熱反應(yīng)，在最佳反應(yīng)溫度下凈反應(yīng)速率最大2.6 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響 濃度的影響濃度的影響l 反應(yīng)物濃度越高，越有利于平衡向產(chǎn)物方向移動反應(yīng)物濃度越高，越有利于平衡向產(chǎn)物方向

31、移動使廉價易得的反應(yīng)物過量，提高價貴難得反應(yīng)物的使廉價易得的反應(yīng)物過量，提高價貴難得反應(yīng)物的利用率利用率l 反應(yīng)物濃度愈高，反應(yīng)速率愈快反應(yīng)物濃度愈高，反應(yīng)速率愈快2.6 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響反應(yīng)條件對化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的影響 壓力的影響壓力的影響l 壓力對有氣相物質(zhì)參加的反應(yīng)平衡影響很大壓力對有氣相物質(zhì)參加的反應(yīng)平衡影響很大分子數(shù)增加的反應(yīng)，降低壓力可以提高平衡產(chǎn)率分子數(shù)增加的反應(yīng)，降低壓力可以提高平衡產(chǎn)率分子數(shù)減少的反應(yīng)，提高壓力可以提高平衡產(chǎn)率分子數(shù)減少的反應(yīng)，提高壓力可以提高平衡產(chǎn)率分子數(shù)不變的反應(yīng)，壓力對平衡產(chǎn)率無影響分子數(shù)不變的反應(yīng)，壓力對平衡產(chǎn)率無影響l 一定的壓力

32、范圍內(nèi)加壓，對加快反應(yīng)速率有一定好一定的壓力范圍內(nèi)加壓，對加快反應(yīng)速率有一定好處，但壓力過高，反而不經(jīng)濟處，但壓力過高，反而不經(jīng)濟l 惰性氣體的存在，降低反應(yīng)物的分壓，對反應(yīng)速率惰性氣體的存在，降低反應(yīng)物的分壓，對反應(yīng)速率不利，但有利于分子數(shù)增加的反應(yīng)的平衡不利，但有利于分子數(shù)增加的反應(yīng)的平衡2.7催化劑的性能及使用催化劑的性能及使用 提高反應(yīng)速率和選擇性提高反應(yīng)速率和選擇性 改進操作條件改進操作條件 催化劑有助于開發(fā)新的反應(yīng)過程，發(fā)展催化劑有助于開發(fā)新的反應(yīng)過程，發(fā)展新的化工技術(shù)新的化工技術(shù) 催化劑在能源開發(fā)和消除污染中可發(fā)揮催化劑在能源開發(fā)和消除污染中可發(fā)揮重要作用重要作用催化劑的基本特征

33、催化劑的基本特征催化劑是參與了反應(yīng)的，但反應(yīng)終了時，催化劑是參與了反應(yīng)的，但反應(yīng)終了時， 催化劑本身未發(fā)生化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量的變化催化劑本身未發(fā)生化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量的變化 催化劑只能縮短達到化學(xué)平衡的時間（即催化劑只能縮短達到化學(xué)平衡的時間（即加速作用），但不能改變平衡加速作用），但不能改變平衡 催化劑具有明顯的選擇性，特定的催化劑催化劑具有明顯的選擇性，特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)只能催化特定的反應(yīng) 催化劑的催化劑的3 3個基本特征個基本特征催化劑的分類催化劑的分類 按催化反應(yīng)體系的物相均一性按催化反應(yīng)體系的物相均一性 均相催化劑均相催化劑 非均相催化劑非均相催化劑 按反應(yīng)類別按反應(yīng)類別 加氫、脫

34、氫、氧化、裂化、水合、聚加氫、脫氫、氧化、裂化、水合、聚合、烷基化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、羰基合、烷基化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、羰基化、鹵化化、鹵化 按反應(yīng)機理按反應(yīng)機理 氧化還原型催化劑、酸堿催化劑氧化還原型催化劑、酸堿催化劑 按使用條件下的物態(tài)按使用條件下的物態(tài) 金屬催化劑、氧化物催化劑、硫化物金屬催化劑、氧化物催化劑、硫化物催化劑、酸催化劑、堿催化劑、絡(luò)合催化劑、酸催化劑、堿催化劑、絡(luò)合物催化劑和生物催化劑物催化劑和生物催化劑工業(yè)催化劑的使用性能工業(yè)催化劑的使用性能 活性活性 選擇性選擇性 壽命壽命 壽命的影響因素壽命的影響因素l 化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性l 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性l 力學(xué)性能穩(wěn)定性力學(xué)性能穩(wěn)

35、定性 耐毒性耐毒性失活原因失活原因： 超溫過熱，使催化劑表面發(fā)生燒結(jié)，晶型轉(zhuǎn)變超溫過熱，使催化劑表面發(fā)生燒結(jié)，晶型轉(zhuǎn)變或物相轉(zhuǎn)變；或物相轉(zhuǎn)變； 原料氣中混有毒物雜質(zhì)，使催化劑中毒原料氣中混有毒物雜質(zhì)，使催化劑中毒； 有污垢覆蓋催化劑表面有污垢覆蓋催化劑表面催化劑的失活和再生催化劑的失活和再生再生再生： 暫時性中毒是可逆的，當(dāng)原料中除去毒暫時性中毒是可逆的，當(dāng)原料中除去毒物后，催化劑可逐漸恢復(fù)活性物后，催化劑可逐漸恢復(fù)活性 永久性中毒則是不可逆的。催化劑積碳永久性中毒則是不可逆的。催化劑積碳可通過燒碳再生可通過燒碳再生無論是暫時性中毒后的再生，還是積碳無論是暫時性中毒后的再生，還是積碳后的再生，

36、均會引起催化劑結(jié)構(gòu)的損傷，后的再生，均會引起催化劑結(jié)構(gòu)的損傷，致使活性下降致使活性下降催化劑的失活和再生催化劑的失活和再生2.6 反應(yīng)過程的物料衡算和熱量衡算基礎(chǔ)反應(yīng)過程的物料衡算和熱量衡算基礎(chǔ) 輸入物料的總質(zhì)量輸入物料的總質(zhì)量 = = 輸出物料的總質(zhì)量輸出物料的總質(zhì)量 + + 系統(tǒng)內(nèi)積累的物料質(zhì)量系統(tǒng)內(nèi)積累的物料質(zhì)量 衡算系統(tǒng)的物料衡算通式衡算系統(tǒng)的物料衡算通式間歇操作過程的物料衡算間歇操作過程的物料衡算以每批生產(chǎn)時間為基準(zhǔn)以每批生產(chǎn)時間為基準(zhǔn)輸入物料量：每批投入的所有物料質(zhì)量的總和輸入物料量：每批投入的所有物料質(zhì)量的總和（包括反應(yīng)物、溶劑、充入的氣體、催化劑等）（包括反應(yīng)物、溶劑、充入的氣體、催化劑等）輸出物料量：該批卸出的所有物料質(zhì)量的總和輸出物料量：該批卸出的所有物料質(zhì)量的總和（包括目的產(chǎn)物、副產(chǎn)物、剩余反應(yīng)物、抽出（包括目的產(chǎn)物、副產(chǎn)物、剩余反應(yīng)物、抽出的氣體、溶劑、催化劑等）的氣體、溶劑、催化劑等）投入料總量與卸出料總