化學工藝學1全解

化工工藝學化學化工系化學工程與工藝專業(yè)周文超化學工程與化學工藝的聯(lián)系與區(qū)分？化工工藝化學工程與工藝簡稱研究范疇兩者相輔相承，密不行分化學工藝化學工程以生產(chǎn)產(chǎn)品為目的以強化過程為目的工藝路線、流程化學反響、單元操作化工過程兩者密不行分，相互協(xié)作，可解決化工過程中的各種問題。未反響物料循環(huán)副產(chǎn)物綜合利用專業(yè)必修課，爭論生產(chǎn)工藝的學科，學問面寬，是化學根底理論學問在實際生產(chǎn)中的應用。涉及到的學科：無機化學、物理化學、分析化學、化工原理、化工設計概論、化工設備。涉及到的設備：換熱裝置、分別裝置、反響裝置、流體輸送設備。課程性質(zhì)、學科根底根本內(nèi)容第1章概論第2章合成氣第3章合成氣衍生產(chǎn)品第4章無機大宗化學品第5章石油煉制第6章烴類裂解第7章烯烴為原料的化學品第8章芳烴為原料的化學品第9章綠色化學化工概論課程任務1.了解化學工業(yè)的特點和進展方向；了解化工工藝學的爭論范疇；2.把握典型產(chǎn)品的化工生產(chǎn)工藝流程、反響原理、影響因素、工藝條件確定、主要設備構(gòu)造及其進呈現(xiàn)狀；3.通過學習典型產(chǎn)品的工藝，強化化工工程意識，培育理論聯(lián)系實際的力量?？己朔椒?.尋常。包括出勤率、作業(yè)等。2.期末。閉卷。3.成績=60%考試成績+40%尋常成績●化學工藝學及其爭論的內(nèi)容●化學工業(yè)的分類及特征●化學工業(yè)的現(xiàn)狀和進展方向●化學工藝學與化學工業(yè)的關(guān)系●化工原料及其工藝●化工工藝計算第1章概論1.1化學工藝學及爭論內(nèi)容原料經(jīng)過化學反響制取化工產(chǎn)品的科學具體特征：原料必需經(jīng)過化學反響制取產(chǎn)品，且產(chǎn)品的性質(zhì)、外形、構(gòu)造均發(fā)生變化。工藝學：爭論由原料制取產(chǎn)品的科學工藝學分類：化學工藝學

and機械工藝學主要爭論內(nèi)容：利用各種原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法、原理、操作條件、工藝流程和設備1.2化學工業(yè)的分類及特征●化工原料的類型：自然礦藏、人工合成產(chǎn)品包括化工產(chǎn)品、生物資源等●化工產(chǎn)品的類型：到目前為止，已覺察和人工合成的化工產(chǎn)品有2023多萬種；商品銷售的有8萬多種；而與工農(nóng)業(yè)、國防及人類生活親密相關(guān)的4000種左右?！窕瘜W工業(yè)：借助于化學反響將原料制成化工產(chǎn)品的工業(yè)●化學工業(yè)的分類〔按學科分類〕④精細化工：醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、外表活性劑、催化劑、化裝品等特定功能產(chǎn)品。②有機化工：如烯烴、有機酸、醇、酯，芳烴等。①無機化工：如無機酸、堿、鹽及無機化肥③高分子化工：利用聚合和縮聚反響，合成橡膠、塑料、化纖⑤生物化工：依靠微生物發(fā)酵、酶催化制取的產(chǎn)品如抗生素、有機溶劑、調(diào)味劑、食品添加劑等。按原料性質(zhì)和來源分類：石油化工、煤化工、生物化工、礦產(chǎn)化工、海洋化工化學工業(yè)的特征技術(shù)密集型工業(yè)能源密集型工業(yè)連續(xù)性和自動化程度高大型化、綜合化、精細化治理三廢、節(jié)能1.3化學工業(yè)的現(xiàn)狀和進展方向〔一〕化學工業(yè)現(xiàn)狀我國支柱型的產(chǎn)業(yè)；但生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)成本高、大型裝置設備自給率低，產(chǎn)品品種少、功能化和差別率低，環(huán)境污染嚴重，能量消耗高?！捕郴瘜W工業(yè)進展方向1、化工生產(chǎn)中加快爭論、開發(fā)、利用高新科學技術(shù)產(chǎn)品。2、最充分、最徹底的利用化工生產(chǎn)原料最大限度地利用原料和最大限度地削減廢物排放。3、化工生產(chǎn)過程要實現(xiàn)高效、節(jié)能及智能化生產(chǎn)。4、化工生產(chǎn)中大力進展綠色化工，生產(chǎn)過程中應做到“零排放”原子經(jīng)濟性反響1991年，，美國化學家在化學反響中應使原料中的每一個原子都結(jié)合到目標分子即產(chǎn)物中，不需要利用保護基團或離子基團，因而不會有副產(chǎn)物或廢物生成?！裉蕴廴经h(huán)境和破壞生態(tài)平衡的產(chǎn)品，開發(fā)對生態(tài)環(huán)境友好產(chǎn)品。●利用反響選擇性高的催化劑和工藝流程?！癯惺軣o毒、無害的原料、溶劑和催化劑?！駥⒏碑a(chǎn)物和廢物轉(zhuǎn)化為有利用價值的產(chǎn)品?！駥嵤U棄物再利用工程。1.4化學工藝學與化學工業(yè)的關(guān)系嚴密聯(lián)系，相互依存、相互促進，共同進展；化學工藝學是化學工業(yè)的根底學科，化學工藝學的進展為化學工業(yè)的進展供給頑強的支撐；化學工業(yè)的進展又可以促進化學工藝學的提高。1.5化工原料及其工藝ClicktoaddTitle1石油及其加工工藝1ClicktoaddTitle2天然氣及其加工工藝2ClicktoaddTitle1煤及其加工工藝3ClicktoaddTitle2化學礦及其加工工藝4ClicktoaddTitle1生物質(zhì)加工工藝5石油化工自20世紀50年月開頭蓬勃進展。ClicktoaddTitle1石油及其加工工藝1三烯——乙烯、丙烯、丁二烯石油制取三苯——苯、甲苯、二甲苯石油、自然氣和煤制取根本有機化工、高分子化工、精細化工及氮肥工業(yè)等的產(chǎn)品大約有90％來源于石油和自然氣。石油的組成由分子量不同、組成和構(gòu)造不同、數(shù)量眾多的化合物構(gòu)成的混合物，其中化合物的沸點：常溫—500℃。

鏈式飽和烴環(huán)烷烴芳香烴

硫化物氮化物含氧化合物

稠環(huán)烴類等烴類化合物非烴化合物膠質(zhì)和瀝青質(zhì)石油的加工利用原油中各組分沸點的差別進行分離常壓蒸餾and減壓蒸餾常減壓蒸餾餾分油的進一步化學加工工程：催化裂化、催化重整、催化加氫裂化、烴類熱裂解一次加工——油品的加工二次加工——餾分油的化學加工,調(diào)整烴類的組成ClicktoaddTitle2天然氣及其加工工藝2按組成分：干氣〔甲烷體積含量在90%以上〕濕氣〔甲烷體積含量在90%以下〕自然氣：主要成分是CH4分類：按來源分：伴生氣——自然氣于石油伴生非伴生氣——單獨的氣田資源煤層氣〔瓦斯氣〕:吸附在煤上的甲烷自然氣水合物:凍土帶和海底甲烷與水組成的籠形化合物天然氣的化工利用制氫氣合成氨熱裂解制化工產(chǎn)品經(jīng)合成氣路線制燃料和化工產(chǎn)品甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化直接催化轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品濕氣中C2—C4烷烴的利用ClicktoaddTitle1煤及其加工工藝3H%O%含量挨次：泥煤>褐煤>煙煤>無煙煤分類成煤過程的程度不同：泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤煤(coal)由含碳、氫的多種構(gòu)造的大分子有機物和少量硅、鋁、鐵、鈣、鎂的無機礦物質(zhì)組成。1、煤的干餾(coalcarbonization)

煤的加工①高溫干餾〔煉焦〕②低溫干餾煤干餾過程分類在隔絕空氣條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦爐氣的過程。2、煤的氣化(coalgasification)

生成的氣體組成隨固體燃料性質(zhì)、氣化劑種類、氣化方法、氣化條件的不同而有差異。氣化劑主要是水蒸氣、空氣或氧氣。在高溫(900～1300℃)下使煤、焦炭或半焦等固體燃料與氣化劑反響，轉(zhuǎn)化成主要含有H2、CO等氣體的過程。3、煤的液化(coalliquefaction)

4、生成電石CaC2

將煤與CaO在2023～2200℃及電弧爐作用下反應生成CaC2的過程。電石水解可生成乙炔〔此法占乙炔來源的一半以上〕，由乙炔動身可生成一系列化工產(chǎn)品。煤經(jīng)化學加工轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤液化可分為直接液化和間接液化兩大類過程。1.6化工工藝計算衡算系統(tǒng)的物料衡算通式輸入物料的總質(zhì)量=輸出物料的總質(zhì)量+系統(tǒng)內(nèi)積存的物料質(zhì)量穩(wěn)態(tài)流淌反響過程的熱量衡算輸入該系統(tǒng)的能量=輸入物料的內(nèi)能Uin

+環(huán)境傳入的熱量QP輸出該系統(tǒng)的能量=輸出物料的內(nèi)能Uout

+系統(tǒng)對外做的功WUin