化工工藝基礎(chǔ)第1章

化工工藝基礎(chǔ)第1章2024/3/29化工工藝基礎(chǔ)第1章第一章化工工藝學基礎(chǔ)

1.1化學工業(yè)發(fā)展狀況與趨勢1.2化工工藝學范疇與作用1.3化工基本概念1.4化工原料準備化工工藝基礎(chǔ)第1章1.1化學工業(yè)發(fā)展狀況與趨勢

化學工業(yè)：泛指生產(chǎn)過程中化學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)過化學反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法與過程，包括實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的全部化學的和物理的措施。

化工工藝學：研究運用各種學科的知識，經(jīng)濟地、先進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)。化工工藝基礎(chǔ)第1章1.1.1化學工業(yè)的地位與作用化學工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一化學工業(yè)對人類影響深遠化學工業(yè)對其他行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)是國家規(guī)劃重點產(chǎn)業(yè)之一化工工藝基礎(chǔ)第1章1.1.2現(xiàn)代化學工業(yè)發(fā)展趨勢現(xiàn)代化工特點1、原料、生產(chǎn)方法和產(chǎn)品的多樣性與復雜性2、向大型化、綜合化、精細化發(fā)展3、多學科合作、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、實施廢物再生工程化工工藝基礎(chǔ)第1章1.1.3化學工業(yè)的原料與主要產(chǎn)品化學工業(yè)主要原料資源1、礦產(chǎn)資源包括化學礦、煤炭、石油、天然氣等2、生物資源主要是動植物資源3、空氣與水4、海洋資源常包括海水、海洋生物、海洋礦產(chǎn)等5、工業(yè)副產(chǎn)品和廢棄物化工工藝基礎(chǔ)第1章

1.1.4化學工業(yè)主要產(chǎn)品分類

1、按使用原料分

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、天然藥物和天然產(chǎn)物化工。

2、按產(chǎn)品的用途和產(chǎn)品形態(tài)分

國防化工、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

3、按產(chǎn)品歸大類

無機化工、有機化工、高分子材料化工、精細化工

4、按產(chǎn)品行業(yè)和工業(yè)規(guī)模劃分

硫酸、硝鹽、無機酸純堿、氯堿、無機鹽、基本有機原料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、涂料、膠粘劑、合成樹脂、化學纖維、合成橡膠、感光材料和磁性材料、日用化學品、表面活性劑、化學試劑、催化劑、助劑、陶瓷和無機非金屬材料、水泥、玻璃、生物化工、專用精細化學品、塑料加工、橡膠加工、化學冶煉、化工機械等。

5、按統(tǒng)計歸口分

基本化工原料、化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、有機化學品、日用化學品、合成材料、化纖、橡膠制品、塑料制品和專用化學品等大宗門類?；すに嚮A(chǔ)第1章1.2化工工藝學范疇與作用1.2.1化工工藝學研究內(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)濟性化工工藝基礎(chǔ)第1章

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。化工工藝基礎(chǔ)第1章

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)化工工藝基礎(chǔ)第1章

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)備正常運轉(zhuǎn)，遵守衛(wèi)生標準和要求環(huán)保則是化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的必須。安全與環(huán)保也是工藝學研究的主要內(nèi)容。化工工藝基礎(chǔ)第1章4化工工藝的研究方法一般來說工藝研究方法有兩個：A、從個別到一般，即從已有的個別生產(chǎn)，通過化學工程的相關(guān)理論，歸納得到一些共性結(jié)論，并可形成理論。B、從理論到實踐，即由歸納的結(jié)論出發(fā)用來設(shè)計和指導化工生產(chǎn)。研究一個生產(chǎn)過程可分為5個板塊：反應(yīng)過程、原料、分離、產(chǎn)品后加工、三廢治理化工工藝基礎(chǔ)第1章1.2.2化工工藝學的地位作用化工工藝學是研究和指導化工生產(chǎn)的學科，所以化工工藝與化學工程的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，相互依存，相互促進。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在化工生產(chǎn)中的地位和作用?；すに嚮A(chǔ)第1章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：產(chǎn)品質(zhì)量均一，工藝控制指標容易實現(xiàn)自動化操作，由計算機控制，設(shè)備能滿負荷運轉(zhuǎn)，勞動生產(chǎn)率高，勞動強度小，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)的周期來進行。優(yōu)點：投料容易準確，反應(yīng)物便于控制，對生產(chǎn)小批量多品種比較方便，對復配型精細化工產(chǎn)品也比較方便。缺點：勞動強度大，環(huán)保投資高。3、半連續(xù)操作介于以上二者之間化工工藝基礎(chǔ)第1章1.3.2化工過程主要效率指標1、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度（1）生產(chǎn)能力：指一個設(shè)備、一套裝置或一個工廠在單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量或單位時間內(nèi)處理的原料量。單位kg/h,kt/a,t/d等

（2）生產(chǎn)強度：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

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2、化學反應(yīng)的效率——合成效率（1）、原子經(jīng)濟性

Pi—目標產(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)境因子化工工藝基礎(chǔ)第1章

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）化工工藝基礎(chǔ)第1章

4、平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率

可逆反應(yīng)平衡時達到的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，是可逆反應(yīng)的極限值，工業(yè)實際產(chǎn)率都要低于平衡產(chǎn)率。工藝學任務(wù)之一是通過熱力學分析尋找提高平衡產(chǎn)率的有利條件并計算平衡產(chǎn)率。這也是實際工藝參數(shù)確定的因素之一?；すに嚮A(chǔ)第1章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)程為重心的各項技術(shù)規(guī)程的執(zhí)行情況，總結(jié)經(jīng)驗，改進生產(chǎn)技術(shù)；開展合理化建議活動，組織技術(shù)措施的實施。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、標準和計量管理。這都是化工工藝人員在企業(yè)所從事的主要工作化工工藝基礎(chǔ)第1章1.3.4化工技術(shù)經(jīng)濟化工技術(shù)經(jīng)濟指標生產(chǎn)經(jīng)濟指標和宏觀指標生產(chǎn)經(jīng)濟指標有設(shè)備、原材料、染料動力利用程度的各項指標。宏觀指標有產(chǎn)品成本、利稅、利潤等化工工藝基礎(chǔ)第1章

宏觀指標（1）產(chǎn)品成本產(chǎn)品成本利潤稅收銷售成本銷售費用工廠成本管理費用車間費用原料消耗公用工程費人工工資車間費基本折舊費化工工藝基礎(chǔ)第1章

（2）建設(shè)投資費用包括工程費、工程建設(shè)其他費用、預備費。（3）總投資

包括建設(shè)投資費用、流動資金、建設(shè)期利息（4）產(chǎn)值產(chǎn)值=單價×產(chǎn)量（5）折舊年折舊費化工工藝基礎(chǔ)第1章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)能也是提高化學品經(jīng)濟效益的有效手段。化工工藝基礎(chǔ)第1章1.4化工原料的準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。原料品味、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。對原料需要進行一定的預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)的原料預處理的方式不同。化工工藝基礎(chǔ)第1章1.4.1固體原料處理1、粉碎和團聚2、固體物料的凈化純化3、固體干燥4、固體混合和混料5、粉塵防護化工工藝基礎(chǔ)第1章1.4.2氣體原料處