化工簡介課件

化工簡介匯報(bào)人：王力指導(dǎo)老師楊紅老師匯報(bào)時(shí)間：2013.6.6Content1.化工的地位與發(fā)展史2.無機(jī)化工3.石油煉制與石油化工4.高分子合成材料5.天然氣化工與煤化工6.化學(xué)工程與工藝的科學(xué)基礎(chǔ)7.精細(xì)化工8.生物化工9.環(huán)境工程10.化工廠舉例我們現(xiàn)在的科研成果都將用于生產(chǎn)或是有實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用潛力的，這樣才產(chǎn)生價(jià)值。因此化學(xué)離不開化工，我們有必要了解一些化工知識(shí)。化工是指化學(xué)工業(yè)、化學(xué)工程和化學(xué)工藝的綜合?；さ姆秶粩鄶U(kuò)充，并形成新的名詞,如:環(huán)境化工、醫(yī)藥化工、化工自動(dòng)化、化工過程模擬、化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)、化工安全等?；さ膽?yīng)用廣泛。1.化工的地位與發(fā)展史化學(xué)工業(yè)（chemicalindustry）又稱化學(xué)加工工業(yè)，泛指生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的過程工業(yè)，涵蓋的范圍很廣?；瘜W(xué)工程研究以化學(xué)工業(yè)為代表的過程工業(yè)中有關(guān)的化學(xué)過程和物理過程的一般原理和共性規(guī)律，解決過程及裝置的開發(fā)、設(shè)計(jì)、操作及優(yōu)化的理論和方法問題?；瘜W(xué)工藝即化工技術(shù)或化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，指將原料物主要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程,包括實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的全部措施。化工在國民經(jīng)濟(jì)中的地位概括而言，化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中是工業(yè)革命的助手，發(fā)展農(nóng)業(yè)的支持，戰(zhàn)勝疾病的武器，改善生活的手段，與衣、食、住、行息息相關(guān)?；づc農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥：研制高效、低毒和安全的農(nóng)藥植物激素及生長調(diào)節(jié)劑其他：農(nóng)膜、土壤改良劑、飼料添加劑等?；づc國防火炸藥工業(yè)是廣義化學(xué)加工工業(yè)的重要組成部分，它的生產(chǎn)工藝及設(shè)備與一般化學(xué)工業(yè)，特別是燃料工業(yè)、制藥工業(yè)十分相近，具有相同的操作和過程。隨著火箭和導(dǎo)彈技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)推進(jìn)劑的要求也越來越高，要求化工提供能量和沖量更高的發(fā)射藥和推進(jìn)劑，以及能量更大、破壞力和殺傷力更強(qiáng)的猛炸藥。與國防有關(guān)的化工產(chǎn)品化工與能源一次能源：指從自然界獲得且可直接加以利用的熱源和動(dòng)力源，包括煤、石油、天然氣、油田氣等，林木秸稈等植物燃料，沼氣，核燃料，還有水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和太陽能等。二次能源：指從一次能源加工得到的便于利用的能量形式，除火電外，主要是指化學(xué)加工得到的汽油、柴油、煤油、重油、渣油和人造汽油等液體燃料，煤氣、液化石油氣等氣體燃料。化工與人類生活迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的1200多萬個(gè)化合物各自有其性質(zhì)和功能。農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、吃穿用、衣食住行無不緊密地依賴化學(xué)品，化工使人們生活更加豐富多彩?；づc醫(yī)藥制藥工業(yè)生物制藥化學(xué)合成制藥中藥制藥2.無機(jī)化工無機(jī)化學(xué)工業(yè)是相對(duì)于有機(jī)化學(xué)工業(yè)而言的龐大工業(yè)部門，它是發(fā)展最早的化工部門，在推動(dòng)化工技術(shù)的發(fā)展上作出過重要的貢獻(xiàn)。例如在過去，曾以硫酸產(chǎn)量的多少為標(biāo)志，來衡量一個(gè)國家化學(xué)工業(yè)的發(fā)達(dá)程度，但現(xiàn)在已讓位給乙烯了。無機(jī)化工的特點(diǎn)1、無機(jī)化工發(fā)展歷史長，對(duì)人類生存和科技發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用和影響。2、無機(jī)化工產(chǎn)品是重要的基本化工原料，產(chǎn)量大，通用性強(qiáng)。3、與有機(jī)化工產(chǎn)品相比，品種相對(duì)較少，生產(chǎn)過程相對(duì)簡單。4、新型無機(jī)化工產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，有些是高科技產(chǎn)品，如鋰離子電池材料等。主要無機(jī)化工產(chǎn)品和用途一、酸、堿（三酸、兩堿）二、化肥（氮肥、磷肥、鉀肥）三、無機(jī)鹽產(chǎn)品（電池原料、水處理劑等）四、無機(jī)非金屬材料（先進(jìn)陶瓷、炭材料、人造金剛石等）3.石油煉制與石油化工石油煉制是指將原油經(jīng)過分離和反應(yīng)，生產(chǎn)燃料油、潤滑油、化工原料及其它石油產(chǎn)品的過程。以石油和天然氣為原料進(jìn)行化學(xué)品的生產(chǎn)通常稱作石油化工。石油化工主要產(chǎn)品和用途

聚乙烯

乙二醇

氯乙烯

乙丙橡膠乙烯

聚合氧化

加氯工程塑料、氯綸纖維

丙烯電線、電纜塑料薄膜、成型制品滌綸、防凍劑、溶劑環(huán)氧乙烷二氯乙烷

共聚

聚丙烯

甘油

丙烯腈

苯酚丙烯

氧化氨氧化腈綸纖維、丁腈橡膠ABS樹脂苯烴化酚醛樹脂、錦綸、醫(yī)藥丙綸、膠片、樹AA脂制品異丙苯炸藥、醫(yī)藥、化妝用品丙烯醛

聚合丁二烯

溶劑、汽油添加劑重要化工原料

橡膠制品

塑料、農(nóng)藥

正丁烯

異丁烯正丁烷

苯乙烯

共聚丁苯橡膠

水合叔丁醇

氧化順丁烯二酸酐

氧化

乙酸

碳四烴芳烴產(chǎn)品石油芳香烴主要是指苯、甲苯和二甲苯。芳烴產(chǎn)品廣泛地用在石油化工和有機(jī)合成中，用于制造染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成橡膠、合成纖維等。石化工廠初餾塔常減壓裝置常壓塔減渣(催化、焦化)減壓塔煤油柴油加氫裂化催化裂化原油加熱爐加熱爐根據(jù)原油中各組份的沸點(diǎn)不同，將混合物切割成不同沸點(diǎn)的“餾份”。功能高分子材料

功能高分子材料既具有一般高分子的特性，又具有特殊功能，如光學(xué)功能、生物化學(xué)功能、表面化學(xué)功能、醫(yī)藥功能、導(dǎo)電功能等醫(yī)學(xué)高分子材料離子交換樹脂高分子液晶5.天然氣化工與煤化工天然氣化工是以天然氣為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的工業(yè)。天然氣通過凈化分離和裂解、蒸汽轉(zhuǎn)化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應(yīng)可制成合成氨、甲醇及其加工產(chǎn)品(甲醛、醋酸等)、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。天然氣（naturalgas）主要成分:甲烷，尚含有不同量的乙烷、丙烷和丁烷以及少量的戊烷以上的重組分，此外還可能含有硫化氫、二氧化碳、氮、氫氣等雜質(zhì)。烷經(jīng)合成氣的化學(xué)轉(zhuǎn)化與系列產(chǎn)品1.水蒸氣重整制合成氣(CH4+H2O→CO+3H2

）2.天然氣直接部分氧化制合成氣（CH4+1/2O2→CO+2H2)3.由合成氣生成甲醇的反應(yīng)式如下：4.在制得合成氣后，則可進(jìn)一步合成氨與尿素、甲醇、高級(jí)醇、汽油、柴油等5.由合成氣制甲酸的反應(yīng)式：CH3OH+CO→HCOOCH3HCOOCH3+H2O→HCOOH+CH3OH（水解）其總反應(yīng)為：CO+H2O→HCOOH6.通過天然氣的直接化學(xué)轉(zhuǎn)化，如氧化偶聯(lián)、選擇性氧化等可制成烯烴、甲醇、二甲醚等，進(jìn)而合成液體燃料等。煤化工是指以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程。主要包括煤的氣化、液化、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。我國煤儲(chǔ)存量較多，正在大力發(fā)展煤化工。煤化工的利用主要包括三個(gè)利用途徑：（1）煤的干餾；（2）煤的氣化制合成氣；（3）煤經(jīng)電石路線再分解得到乙炔，從而可得到乙炔下游系列產(chǎn)品。天然氣工廠煤化工廠1.化工單元操作及設(shè)備任何化工過程無論規(guī)模大小，都可以分為一系列基本操作，如流體輸送、過濾、加熱、冷卻、吸收、蒸餾、萃取等等。單元操作就是按照特定要求使物料發(fā)生物理變化的這些基本操作的總稱。2.化學(xué)反應(yīng)工程化學(xué)反應(yīng)工程主要研究內(nèi)容有兩方面，一是對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的研究，二是對(duì)反應(yīng)器中傳遞規(guī)律的研究。3.化工過程控制化工過程控制的目的在于保證化工裝備平穩(wěn)運(yùn)行、從而使生產(chǎn)過程平穩(wěn)、多出合格產(chǎn)品。通過測量變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用來達(dá)到。4.化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基本任務(wù)是研究技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的目標(biāo)是尋求技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合。自動(dòng)化系統(tǒng)化工廠8.生物化工定義：生物技術(shù)是在生物學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和生物化學(xué)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是由基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程四大先進(jìn)技術(shù)組成的新技術(shù)群。生物化工是生物學(xué)技術(shù)和化學(xué)工程技術(shù)相互融合的新型學(xué)科，它以生物來源的物質(zhì)為原料，通過生物活性物質(zhì)為催化劑使其轉(zhuǎn)化，或用其他生物技術(shù)進(jìn)行制備、純化，從而得到我們預(yù)期的產(chǎn)品。生物化工特點(diǎn)（1）以生物為對(duì)象，常以有生命的活細(xì)胞或酶為催化劑，創(chuàng)造必要的生化反應(yīng)條件，不依靠地球上的有限資源，著眼于再生資源的利用。（2）由于細(xì)菌不耐高溫，需在常溫常壓下連續(xù)化生產(chǎn)，工藝簡單，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。（3）定向地按人們的需要?jiǎng)?chuàng)造新物種、新產(chǎn)品和有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類物質(zhì)，開辟了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的生物制品的新途徑。（4）生物化工為生物技術(shù)提供了高效率的反應(yīng)器、新型分離介質(zhì)、工藝控制技術(shù)和后處理技術(shù)，擴(kuò)大了生物技術(shù)的應(yīng)用范圍。生物化工的應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)代生物制藥基因工程農(nóng)業(yè)生物技術(shù)與生物農(nóng)藥精細(xì)化工中應(yīng)用生物石油化工等10.化工廠舉例以最基本簡單的硫酸接觸法生產(chǎn)工藝為例生產(chǎn)硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。H2SO4SO3SO2S硫化物如FeS2沸騰爐：4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2S+O2=SO2

接觸室：2SO2+O2===2SO3

吸收塔：SO3+H2SO4=H2S2O7H2S2O7+H2O=2H2SO4粉碎-球磨機(jī)沸騰爐凈化室2、接觸氧化

主要反應(yīng)：2SO2+O22SO3催化劑加熱接觸室分好幾層，每一層都是獨(dú)立的，溫度和物料都是不同的。用V2O5做催化劑，填充在塔板里。因?yàn)榇朔磻?yīng)是可逆的，為了使轉(zhuǎn)換率最大，在不同反應(yīng)階段采用溫度不同。A—段入口溫度420℃，轉(zhuǎn)化率0%；B—段出口溫度572℃，轉(zhuǎn)化率71%；C—二段入口溫度500℃，轉(zhuǎn)化率61%；

D—二段出口溫度544℃，轉(zhuǎn)化率82%；E—三段入口溫度460℃，轉(zhuǎn)化率82%；F—三段出口溫度480℃，轉(zhuǎn)化率92%；G—四段入口溫度440℃，轉(zhuǎn)化率92%；H—四段出口溫度448℃，轉(zhuǎn)化率92%熱交換原理：熱交換氣中冷熱氣體的流向是相反的，冷的氣體（SO2、O2、N2）被預(yù)熱，而熱的氣體（SO3、SO2、O2、N2）被冷卻，這種方式能夠節(jié)約能源，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用。熱交換器接觸室，塔的體積和催化劑填充量都是根據(jù)反應(yīng)速率等參數(shù)計(jì)算出來的3、SO3的吸收

主要反應(yīng)：SO3+H2OH2SO4將經(jīng)過三段催化劑反應(yīng)后（轉(zhuǎn)化率高于90%）的混合氣體先通過中間吸收塔進(jìn)行第一次三氧化硫吸收，借以降低反應(yīng)混合氣體中三氧化硫濃度；然后再通入第四段催化劑，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成的三氧化硫最后經(jīng)第二吸收塔進(jìn)行二次吸收，從而提高二氧化硫的最終轉(zhuǎn)化率。吸收塔逆流原理：三氧化硫與水反應(yīng)，放出大量的熱，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸霧，酸霧的形成不利于氣體三氧化硫被進(jìn)一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，98.3%的濃硫酸從塔頂淋下，氣體由下往上，流向相反，充分接觸，吸收更完全，由此看來工業(yè)生產(chǎn)上特別重視生產(chǎn)的速度及原料的利用率。4、“三廢”處理1、尾氣吸收(1)SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O(2)SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2↑+H2O

2、污水處理

Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O制石膏

3、廢渣處理黃鐵礦礦渣可用來制造水泥、磚和煉鐵等。“廢熱”利用：（1）在沸騰爐旁設(shè)置“廢熱鍋爐”，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電；（2）在接觸室中設(shè)熱交換器，預(yù)熱SO2和O2。5.能量充分利用S，F(xiàn)eS2SO2脫鹽水高溫高壓水蒸汽發(fā)電換熱循環(huán)利用廢熱鍋爐或換熱器化工廠一般都有很多水或水蒸氣的管道，涂紅色油漆。6.化工自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)