第1章-化工工藝學(xué)基礎(chǔ)-PPT幻燈片

1.1化學(xué)工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢

化學(xué)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)。

化工工藝：指將原料物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法與過程，包括實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的全部化學(xué)的和物理的措施。

化工工藝學(xué)：研究運(yùn)用各種學(xué)科的知識，經(jīng)濟(jì)地、先進(jìn)地將各種原材料生產(chǎn)出化工產(chǎn)品的技術(shù)、過程與方法，是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的工程技術(shù)、訣竅和藝術(shù)。1.1.1化學(xué)工業(yè)的地位與作用化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一化學(xué)工業(yè)對人類影響深遠(yuǎn)化學(xué)工業(yè)對其他行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)是國家規(guī)劃重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一1.1.2現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展趨勢現(xiàn)代化工特點(diǎn)

1、原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性與復(fù)雜性

2、向大型化、綜合化、精細(xì)化發(fā)展

3、多學(xué)科合作、技術(shù)密集型生產(chǎn)

4、能量合理利用與節(jié)能

5、資金密集投資回收快，利潤高

6、安全與環(huán)保問題日益突出發(fā)展趨勢

1、開發(fā)新技術(shù)、縮短新技術(shù)新工藝工業(yè)化周期，加快產(chǎn)品更新升級

2、最充分、徹底地利用原料

3、大力發(fā)展綠色化工

4、化工過程要高效、節(jié)能、智能化

5、實(shí)施廢物再生工程1.2化工工藝學(xué)范疇與作用1.2.1化工工藝學(xué)研究內(nèi)容生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝參數(shù)控制安全和環(huán)保措施貫穿以上內(nèi)容的核心則是技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性

1工藝流程

工藝流程是將原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品所需的功能單元按加工順序組合起來的。流程表示方法有兩類：

工藝流程圖:如帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，工藝物料圖、物料平衡圖、公用工程流程圖、輔助管道流程圖、施工圖等工藝流程簡圖：簡單反映出物料流向、加工步驟，了解操作單元，能量傳遞與利用，副產(chǎn)物與三廢等工藝流程的組織：推論分析法、功能分析法、形態(tài)分析法。

2工藝參數(shù)工藝參數(shù)是化工工藝中的靈魂，用模塊表示為原料準(zhǔn)備工藝參數(shù)反應(yīng)工藝參數(shù)分離工藝參數(shù)產(chǎn)品商品化工藝參數(shù)三廢治理的“原料”三廢三廢三廢三廢反應(yīng)工藝參數(shù)分離副產(chǎn)品無害化物質(zhì)工藝參數(shù)

3安全與環(huán)保

安全是化工生產(chǎn)前提，必須保證人身安全和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，遵守衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和要求環(huán)保則是化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的必須。安全與環(huán)保也是工藝學(xué)研究的主要內(nèi)容。4化工工藝的研究方法一般來說工藝研究方法有兩個(gè)：A、從個(gè)別到一般，即從已有的個(gè)別生產(chǎn)，通過化學(xué)工程的相關(guān)理論，歸納得到一些共性結(jié)論，并可形成理論。B、從理論到實(shí)踐，即由歸納的結(jié)論出發(fā)用來設(shè)計(jì)和指導(dǎo)化工生產(chǎn)。研究一個(gè)生產(chǎn)過程可分為5個(gè)板塊：反應(yīng)過程、原料、分離、產(chǎn)品后加工、三廢治理1.2.2化工工藝學(xué)的地位作用

化工工藝學(xué)是研究和指導(dǎo)化工生產(chǎn)的學(xué)科，所以化工工藝與化學(xué)工程的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，相互依存，相互促進(jìn)。任何化工企業(yè)都離不開懂化工工藝的技術(shù)人員。由此可見化工工藝學(xué)在化工生產(chǎn)中的地位和作用。1.3化工基本概念1.3.1化工裝置操作方式1、連續(xù)操作優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量均一，工藝控制指標(biāo)容易實(shí)現(xiàn)自動化操作，由計(jì)算機(jī)控制，設(shè)備能滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，勞動生產(chǎn)率高，勞動強(qiáng)度小，生產(chǎn)過程穩(wěn)定、安全。通常大型化工裝置采用連續(xù)式。2、間歇操作生產(chǎn)按照反應(yīng)的周期來進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：投料容易準(zhǔn)確，反應(yīng)物便于控制，對生產(chǎn)小批量多品種比較方便，對復(fù)配型精細(xì)化工產(chǎn)品也比較方便。缺點(diǎn)：勞動強(qiáng)度大，環(huán)保投資高。3、半連續(xù)操作介于以上二者之間1.3.2化工過程主要效率指標(biāo)1、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度（1）生產(chǎn)能力：指一個(gè)設(shè)備、一套裝置或一個(gè)工廠在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量或單位時(shí)間內(nèi)處理的原料量。單位kg/h,kt/a,t/d等

（2）生產(chǎn)強(qiáng)度：設(shè)備單位特征幾何量的生產(chǎn)能力。單位kg/(h.m3),kg/(h.m2)等

（3）有效生產(chǎn)周期

2、化學(xué)反應(yīng)的效率——合成效率（1）、原子經(jīng)濟(jì)性

Pi—目標(biāo)產(chǎn)物分子中各類原子數(shù)；

Fi—反應(yīng)物原料中各類原子數(shù)；

M—相應(yīng)各類原子的相對質(zhì)量。

（2）、環(huán)境因子

3、轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率（1）轉(zhuǎn)化率（2）選擇性（3）收率（產(chǎn)率）

4、平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率

可逆反應(yīng)平衡時(shí)達(dá)到的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，是可逆反應(yīng)的極限值，工業(yè)實(shí)際產(chǎn)率都要低于平衡產(chǎn)率。工藝學(xué)任務(wù)之一是通過熱力學(xué)分析尋找提高平衡產(chǎn)率的有利條件并計(jì)算平衡產(chǎn)率。這也是實(shí)際工藝參數(shù)確定的因素之一。1.3.3化工工藝管理化工工藝管理內(nèi)容：組織制定、執(zhí)行化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程及其他以此為重心的各項(xiàng)規(guī)章制度；督促和檢查以生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程為重心的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)程的執(zhí)行情況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)；開展合理化建議活動，組織技術(shù)措施的實(shí)施。具體是：工藝操作規(guī)程、安全操作規(guī)程、全面質(zhì)量管理、技術(shù)管理、標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量管理。這都是化工工藝人員在企業(yè)所從事的主要工作1.3.4化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)

化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和宏觀指標(biāo)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有設(shè)備、原材料、燃料動力利用程度的各項(xiàng)指標(biāo)。宏觀指標(biāo)有產(chǎn)品成本、利稅、利潤等

宏觀指標(biāo)（1）產(chǎn)品成本產(chǎn)品成本利潤稅收銷售成本銷售費(fèi)用工廠成本管理費(fèi)用車間費(fèi)用原料消耗公用工程費(fèi)人工工資車間費(fèi)基本折舊費(fèi)

（2）建設(shè)投資費(fèi)用包括工程費(fèi)、工程建設(shè)其他費(fèi)用、預(yù)備費(fèi)。（3）總投資

包括建設(shè)投資費(fèi)用、流動資金、建設(shè)期利息（4）產(chǎn)值產(chǎn)值=單價(jià)×產(chǎn)量（5）折舊年折舊費(fèi)1.3.5化工節(jié)能

化工行業(yè)屬高能耗行業(yè)，消耗的大部分是一次性能源。節(jié)能是世界工業(yè)發(fā)展方向，化工節(jié)能勢在必行。節(jié)能也是提高化學(xué)品經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。1.4化工原料的準(zhǔn)備

化工原料與輔助材料會直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)能力。原料品位、輔料等會影響產(chǎn)品成本、性能，甚至產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。原料對工藝路線、反應(yīng)過程、分離過程、三廢處理等具有決定性作用。對原料需要進(jìn)行一定的預(yù)處理以滿足工藝要求，并盡可能做要能量合理利用。不同形態(tài)的原料預(yù)處理的方式不同。1.4.1固體原料處理1、粉碎和團(tuán)聚2、固體物料的凈化純化3、固體干燥4、固體混合和混料5、粉塵防護(hù)1.4.2氣體原料處理原料氣除塵氣體凈化精制氣體干燥輸送與計(jì)量安全衛(wèi)生1.4.3液體原料處理純化與凈化液體原料干燥液體原料輸送與計(jì)量液體原料混合汽化和預(yù)熱安全防護(hù)1.4.4催化劑準(zhǔn)備催化劑基本特征催化劑分類工業(yè)催化劑使用中的有關(guān)問題工藝學(xué)學(xué)習(xí)要求本課程主要著眼