化學(xué)工業(yè)與化學(xué)工程11

1、Foundations of Chemical Engineering化學(xué)工程基礎(chǔ)化學(xué)工程基礎(chǔ)課程簡(jiǎn)介課程內(nèi)容：l化學(xué)工業(yè)與化學(xué)工程l流體流動(dòng)過(guò)程l傳熱l吸收l(shuí)精餾l新型分離技術(shù)l反應(yīng)器基本原理l干燥化學(xué)工程基礎(chǔ)課程簡(jiǎn)介教學(xué)時(shí)間：72學(xué)時(shí)(54理論+18實(shí)驗(yàn))考核方式：考試成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)10%（作業(yè)+考勤+課堂）期中考試10%實(shí)驗(yàn)20%（考勤+操作+實(shí)驗(yàn)報(bào)告）期末考試60%化工基礎(chǔ)課程簡(jiǎn)介教材：李德華編著.化學(xué)工程基礎(chǔ)(第二版)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007，7推薦參考書(shū)：1 譚天恩等編.化工原理(上、下)(第三版).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.82 梁斌，段天平，唐盛偉.化學(xué)反應(yīng)工程，

2、北京：科學(xué)出版社，20103 李德華.化學(xué)工程基礎(chǔ)全程導(dǎo)學(xué)與習(xí)題詳解，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010化工基礎(chǔ)課程簡(jiǎn)介學(xué)習(xí)方法：課前預(yù)習(xí)30分鐘課堂精力，認(rèn)真聽(tīng)講，作筆記。課后及時(shí)復(fù)習(xí)(1小時(shí))，獨(dú)立完成作業(yè)。實(shí)驗(yàn)課積極調(diào)動(dòng)眼、手、腦，加深理解，及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第一章教學(xué)基本要求 了解化學(xué)工業(yè)及化學(xué)工程基礎(chǔ)課程的發(fā)展、性質(zhì)、地位和作用；了解化工生產(chǎn)過(guò)程的構(gòu)成，單元操作的內(nèi)容、分類以及研究?jī)?nèi)容；了解實(shí)驗(yàn)室研究與化工生產(chǎn)之間的差別，以及化工過(guò)程開(kāi)發(fā)的基本步驟；理解化學(xué)工程學(xué)常用的幾個(gè)基本概念，掌握化工過(guò)程的物料衡算與能量衡算的基本計(jì)算步驟；掌握量綱與量綱一致性、單位與單位一致性以及相互換算。1化學(xué)

3、工業(yè)與化學(xué)工程1.1化學(xué)工業(yè)概述Foundations of Chemical Engineering-Chemical Industry & Chemical Engineering化學(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展 化學(xué)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)了無(wú)機(jī)、有機(jī)、物化等課程后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)生產(chǎn)和加工化學(xué)產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)知識(shí)，則必須了解化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)基本知識(shí)，以及化學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論和技術(shù)?；瘜W(xué)工業(yè)是以天然物質(zhì)或其他物質(zhì)為原材料，利用這些物質(zhì)的性質(zhì)或形態(tài)變化(化學(xué)或物理變化)，或以這些物質(zhì)組合，加工成對(duì)國(guó)計(jì)民生有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品的一種工業(yè)?；瘜W(xué)工業(yè)的重要性及其發(fā)展 化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)工業(yè)，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)中最具活力，有

4、待開(kāi)發(fā)且競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)的一個(gè)部門。為農(nóng)業(yè)提供化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜等；為輕紡、建材、冶金、國(guó)防、軍工及其他工業(yè)提供各種配套原材料；為微電子、信息、生物工程、航天技術(shù)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供新型化工材料和新產(chǎn)品；為人們的衣、食、住、行提供各種化工產(chǎn)品?；瘜W(xué)工業(yè)與其他工業(yè)有著廣泛的聯(lián)系，它們之間相互依存、相互促進(jìn)。當(dāng)前，化學(xué)工業(yè)在世界范圍內(nèi)正發(fā)生日新月異的變化，其發(fā)展的速度和規(guī)模都相當(dāng)大，且產(chǎn)品已滲入國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)化學(xué)工業(yè)已發(fā)展成為具有化學(xué)肥料、塑料、合成纖維、合成橡膠、酸、堿、染料、油漆、農(nóng)藥和無(wú)機(jī)鹽類等行業(yè)比較完整的化學(xué)工業(yè)體系。許多化工產(chǎn)品增長(zhǎng)速度非常迅速，如化肥、農(nóng)藥、塑料、純堿等?；瘜W(xué)工業(yè)的

5、分類及其特點(diǎn) 按化學(xué)工業(yè)使用的原料來(lái)劃分煤化工；石油化工；天然氣化工；海洋化工；礦產(chǎn)化工；生物化工；林產(chǎn)化工；天然藥品和天然產(chǎn)物化工；核化工；電化工。按產(chǎn)品用途和產(chǎn)品形態(tài)等劃分國(guó)防化工；環(huán)境化工；食品化工；日用化工；農(nóng)用化工；能源化工；信息化工；材料化工；皮革化工；冶金化工；藥物化工；硅酸鹽化工；建筑化工?；瘜W(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) 按產(chǎn)品歸大類劃分無(wú)機(jī)化工：主要有硫酸、硝酸、鹽酸（三酸）、純堿、燒堿（兩堿）、合成氨和化肥。其他還有金屬鹽，無(wú)機(jī)鹽、無(wú)機(jī)酸、工業(yè)氣體等。有機(jī)化工：主要有乙烯、丙烯、丁二烯（三烯）、苯、甲苯、二甲苯（三苯）、乙炔、萘、合成氣。高分子化工：主要有合成塑料、合成橡膠、合成纖

6、維（三大合成材料）、橡膠制品、涂料及膠粘劑等。精細(xì)化工:農(nóng)藥、染料、涂料(包括油漆及油 墨)、顏料、試劑和高純物、信息用化學(xué)品(包括感光材料、磁性材料等能接受電磁波的化學(xué)品)、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產(chǎn)的藥品(原藥)和日用化學(xué)品、功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。生物化工：產(chǎn)品中有的是大宗化工產(chǎn)品，例如乙醇、丙酮、丁醇、甘油、檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸等；有的是精細(xì)化工產(chǎn)品，例如各種氨基酸、酶制劑、核酸、生物農(nóng)藥、飼料蛋白等:還有許多醫(yī)藥產(chǎn)品是必須用生物化工方法來(lái)生產(chǎn)，像各種抗生素、維生素、甾體激素、疫苗等。化學(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) 按產(chǎn)品行業(yè)和工業(yè)規(guī)模劃分硫酸

7、；硝鹽；無(wú)機(jī)酸；純堿；氯堿；無(wú)機(jī)鹽；基本有機(jī)原料；化學(xué)肥料；農(nóng)藥；醫(yī)藥；染料；顏料；涂料；膠粘劑；合成樹(shù)脂；化學(xué)纖維；合成橡膠；感光材料和磁性材料；日用化學(xué)品；表面活性劑；化學(xué)試劑；催化劑；助劑；陶瓷和無(wú)機(jī)非金屬材料；水泥；玻璃；生物化工；專用精細(xì)化學(xué)品以及塑料加工；橡膠加工；化學(xué)礦冶煉；化工機(jī)械等?；瘜W(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) 按統(tǒng)計(jì)歸口分為基本化工原料；化肥；農(nóng)藥；醫(yī)藥；有機(jī)化學(xué)品；日用化學(xué)品；合成材料；化纖；橡膠制品；塑料制品；專用化學(xué)品?；瘜W(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) 按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)分類手冊(cè)確定的化學(xué)及有關(guān)產(chǎn)業(yè)包括生產(chǎn)基本化工產(chǎn)品的企業(yè)和以化學(xué)方法為主進(jìn)行產(chǎn)品加工的企業(yè)，以及與石油煉制有關(guān)的企業(yè)。

8、在我國(guó)目前大致分為：基本化學(xué)工業(yè)、化肥工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)和其他化學(xué)工業(yè)。即所謂“大化工”?；瘜W(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) 化學(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) -主要化工行業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品 (1)化學(xué)礦：鹽礦;硫礦;磷礦；鉀鹽礦；鋁土礦；硼礦；錳礦；鈦礦；鋅礦；鋇礦；天然沸石；硅藻土、膨潤(rùn)土。此外，還有鉻鐵礦；赤鐵礦；黃銅礦；方鉛礦；鎳黃鐵礦；輝鉬礦；天青石；鈮鐵礦等。其中磷礦和硫鐵礦是化學(xué)礦山產(chǎn)量最大的兩個(gè)產(chǎn)品。磷礦是生產(chǎn)磷肥、磷酸、單質(zhì)磷、磷化物和磷酸鹽的原料。硫鐵礦用于制硫酸，世界上硫酸總產(chǎn)量的一半以上用于生產(chǎn)磷肥和氮肥。(2)酸、堿：三酸（硫酸、鹽酸、硝酸）、二堿（燒堿、純堿）(3)無(wú)機(jī)鹽：磷酸、碳酸鉀、小蘇打

9、、無(wú)水硫酸鈉、氰化鈉等。(4)化肥：氮肥、磷肥、鉀肥。化學(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) -主要化工行業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品 (5)化學(xué)農(nóng)藥：殺蟲(chóng)雙、青蟲(chóng)靈等。(6)電石：電石可作為聚氯乙烯等工業(yè)的原料。(7)熱固性塑料和工程塑料：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等，聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹(shù)脂、尼龍1010、尼龍6、尼龍66等。(8)合成橡膠：順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等。(9)染料：硫化染料、直接染料、酸性染料、堿性染料、活性染料、分散染料、陽(yáng)離子染料等。(10)涂料：天然樹(shù)脂漆、酚醛樹(shù)脂漆、醇酸樹(shù)脂漆、氨基樹(shù)脂漆、聚酯漆、聚氨酯漆、有機(jī)硅漆等。(11)增塑劑：鄰苯二甲酸酯、對(duì)苯二甲酸二

10、辛酯、已二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯、氯化石蠟、磷酸酯等?；瘜W(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) -主要化工行業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品 (12)橡膠加工助劑：防老劑、促進(jìn)劑。(13)工業(yè)表面活性劑：陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型、兩性型等。(14)造紙化學(xué)品：脫墨劑、助留劑、助濾劑、表面處理劑、漿內(nèi)施膠劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、涂布膠黏劑、分散劑等。(15)感光材料：電影膠片、照相膠片、特種膠片、彩色相紙等。(16)磁性記錄材料：磁帶、磁盤等。(17)橡膠加工：輪胎、運(yùn)輸帶、膠管、膠鞋、炭黑等?；瘜W(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) -主要化工行業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品與化工行業(yè)相關(guān)的部門包括：石油化工、塑料制品、化學(xué)纖維、煉焦化學(xué)、日用化工、皮革工業(yè)及醫(yī)藥等。精

11、細(xì)化工大致分類：醫(yī)藥和獸藥；農(nóng)藥；粘合劑；染料和顏料；表面活性劑和合成洗滌劑；塑料、合成纖維和橡膠用助劑；香料；感光材料；試劑和高純物；食品和飼料添加劑；石油用化學(xué)品；造紙用化學(xué)品；功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)；化妝品；催化劑；生化酶；無(wú)機(jī)精細(xì)化學(xué)品。茂名化工廠武漢石油化工廠化學(xué)工業(yè)的分類及其特點(diǎn) -化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)（1）增長(zhǎng)速度快；（2）化工科研和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用高；（3）化工產(chǎn)品、工藝路線、技術(shù)創(chuàng)造性上競(jìng)爭(zhēng)激烈；（4）大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)和技術(shù)的復(fù)雜性促使化學(xué)工業(yè)投資加大；（5）新工藝的投入、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及設(shè)備的腐蝕，致使化學(xué)工業(yè)的工廠壽命縮短、報(bào)廢快；（6）在資金足夠的條件下，化

12、工產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的自由度大；（7）市場(chǎng)需求在產(chǎn)品過(guò)剩與短缺之間循環(huán)變化；（8）運(yùn)輸便利、均相及價(jià)值高的化工產(chǎn)品貿(mào)易具有國(guó)際性；（9）化學(xué)工業(yè)與整個(gè)工業(yè)相輔相成，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著支柱作用?；ぎa(chǎn)品的市場(chǎng)及其前景 對(duì)化工產(chǎn)品的需求依賴于產(chǎn)品用途的開(kāi)拓和市場(chǎng)消費(fèi)的程度。某些產(chǎn)品已在數(shù)量和質(zhì)量方面達(dá)到飽和。預(yù)計(jì)近年精細(xì)化工產(chǎn)品將會(huì)高速增長(zhǎng)。精細(xì)化工已經(jīng)列為十一五期間優(yōu)先發(fā)展的六大領(lǐng)域之一，并將功能涂料及水性涂料，染料新品種及其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，重要化工中間體綠色合成技術(shù)及新品種，電子化學(xué)品，高性能水處理化學(xué)品，造紙化學(xué)品，油田化學(xué)品，功能型食品添加劑，高性能環(huán)保型阻燃劑，表面活性劑，高性能橡塑助劑等列為十一五

13、期間精細(xì)化工技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。表1-2 2001年我國(guó)精細(xì)化工各門類狀況門類企業(yè)數(shù)/個(gè)生產(chǎn)能力/(萬(wàn)噸/年)產(chǎn)品品種數(shù)/個(gè)產(chǎn)值/(億元/年)飼料添加劑100010017752食品添加劑5001801500126表面活性劑600851857121水處理化學(xué)品20022014010造紙化學(xué)品100204004皮革化學(xué)品210152207油田化學(xué)品150120105022膠黏劑7504703000110生物化工300290532220電子化學(xué)品130212006纖維素衍生物707.5605丙烯酸及其酯327.2232聚丙烯酰胺608.2607.6氣霧劑4001.941000250我國(guó)化工行業(yè)概

14、貌1997年，化工企業(yè)有5501個(gè)，大型企業(yè)536個(gè)，生產(chǎn)各種規(guī)格產(chǎn)品達(dá)37000種， 我國(guó)化工行業(yè)概貌2000-2007年，每年化工系統(tǒng)投資增長(zhǎng)20%，收入增長(zhǎng)30%。目前，我國(guó)化肥、合成氨、純堿、硫酸、染料、合成纖維世界第一；農(nóng)藥、燒堿、輪胎世界第二；原油加工、乙烯、涂料世界第三；原油、合纖單體、合成橡膠、合成樹(shù)脂世界前列。聚丙烯膜產(chǎn)量世界第一；再生膠世界第一；表1-32005年世界最大的10座乙烯聯(lián)合裝置 萬(wàn)噸/年 排名公司名稱裝置地點(diǎn)生產(chǎn)能力1諾瓦化學(xué)公司加拿大艾伯塔省若夫爾281.22阿拉伯石化公司沙特朱拜勒225.03?？松梨诨瘜W(xué)公司美國(guó)得克薩斯州貝敦219.74雪佛龍菲利普斯化

15、學(xué)公司美國(guó)得克薩斯州斯威尼186.85陶氏化學(xué)公司荷蘭泰爾訥曾180.06英力士(Ineos)烯烴和聚合物公司美國(guó)得克薩斯州巧克力拜尤175.27等星化學(xué)公司美國(guó)得克薩斯州Channelview175.08延布石化公司沙特延布170.59陶氏化學(xué)公司美國(guó)得克薩斯州弗里波特164.010殼牌化學(xué)公司美國(guó)路易斯安那州諾科155.6我國(guó)化工行業(yè)概貌2005、3（世界上）單線生產(chǎn)能力最大的乙烯聯(lián)合裝置上海賽科900kta乙烯裝置開(kāi)車成功。總投資27.48億美元。中海殼牌800kta乙烯裝置于2006年1月投產(chǎn)。 表1-42006年世界合成氨產(chǎn)量分布美國(guó)1000加拿大520墨西哥291南美856（其中特立尼達(dá)453）西歐1218東歐3333.4非洲1560.2亞太地區(qū)8720（中國(guó)4938）世界17600噸我國(guó)化工行業(yè)概貌合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質(zhì)油和煤等，我國(guó)生產(chǎn)合成氨的主要原材料有煤、天然氣和重油。目前我國(guó)不同造氣工藝使用原料所占的比例分別是：原煤占66%左右；天然氣占22%左右；重油占12%左右。目前世界最大單系列合成氨裝置是委內(nèi)瑞拉 FertiNitro公司的130萬(wàn)t/a裝置。俄羅斯約有35套合成氨