(2024年)專題07化學(xué)工藝流程教案

專題07化學(xué)工藝流程教案12024/3/26引言化學(xué)工藝流程基礎(chǔ)知識(shí)典型化學(xué)工藝流程分析化學(xué)工藝流程中的反應(yīng)原理與操作要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作技能培養(yǎng)化學(xué)工藝流程中的安全與環(huán)保問題contents目錄22024/3/2601引言32024/3/26專題背景與意義化學(xué)工藝流程是化學(xué)工程的重要組成部分，涉及原料的選取、加工、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。隨著化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，化學(xué)工藝流程的優(yōu)化與創(chuàng)新成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)的化學(xué)工程人才具有重要作用。42024/3/26

教學(xué)目標(biāo)與要求掌握化學(xué)工藝流程的基本概念和原理，了解流程設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。能夠分析和解決化學(xué)工藝流程中的實(shí)際問題，具備初步的設(shè)計(jì)和優(yōu)化能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，提高綜合素質(zhì)和適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的能力。52024/3/26采用課堂講授、案例分析、實(shí)驗(yàn)操作等多種教學(xué)方法，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。利用多媒體、仿真軟件等現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。鼓勵(lì)學(xué)生參與課外科技活動(dòng)和實(shí)踐項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。教學(xué)方法與手段62024/3/2602化學(xué)工藝流程基礎(chǔ)知識(shí)72024/3/26工藝流程圖是用圖形符號(hào)和文字說(shuō)明，表示工藝流程中所用設(shè)備和工藝管道的流程、配置和相互關(guān)系的圖樣。定義形象地表達(dá)了化工生產(chǎn)過(guò)程中的物料流程、設(shè)備、管道、閥門、儀表控制等內(nèi)容，是化工工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分。作用根據(jù)表達(dá)內(nèi)容的不同，工藝流程圖可分為全廠總工藝流程圖、物料流程圖（MBD）、管道和儀表流程圖（P&ID）等。分類工藝流程圖概述82024/3/26添加儀表控制點(diǎn)在需要控制或測(cè)量的位置，添加相應(yīng)的儀表控制點(diǎn)，如溫度計(jì)、壓力表、流量計(jì)等。連接管道和閥門根據(jù)工藝流程的要求，將設(shè)備和管道連接起來(lái)，并標(biāo)注管道規(guī)格、閥門類型和位置。繪制設(shè)備示意圖按照設(shè)備的形狀和大小，繪制出設(shè)備的簡(jiǎn)單示意圖，并標(biāo)注設(shè)備名稱和位號(hào)。確定工藝流程的路線根據(jù)生產(chǎn)要求和原料、產(chǎn)品的性質(zhì)，確定生產(chǎn)過(guò)程中的主要操作和流程路線。選擇適當(dāng)?shù)膱D形符號(hào)根據(jù)設(shè)備和管道的類型、規(guī)格，選擇相應(yīng)的圖形符號(hào)進(jìn)行表示。工藝流程圖繪制方法92024/3/26在化學(xué)工藝流程中，關(guān)鍵設(shè)備通常包括反應(yīng)器、塔器、換熱器、壓縮機(jī)等，這些設(shè)備的選擇和配置對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的效率和安全性至關(guān)重要。關(guān)鍵設(shè)備關(guān)鍵操作是指對(duì)生產(chǎn)過(guò)程有重大影響或需要特別注意的操作，如反應(yīng)條件的控制、原料的預(yù)處理、產(chǎn)品的后處理等。這些操作的正確執(zhí)行對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全具有重要意義。關(guān)鍵操作關(guān)鍵設(shè)備與操作102024/3/2603典型化學(xué)工藝流程分析112024/3/26原料氣的制備原料氣的凈化氨的合成氨的分離和提純合成氨工藝流程以煤、天然氣或重油為原料，通過(guò)氣化或重整反應(yīng)制備合成氣（H2和CO的混合氣）。在鐵觸媒催化劑作用下，將凈化后的原料氣在高溫高壓下合成氨。通過(guò)變換反應(yīng)將CO轉(zhuǎn)化為H2，同時(shí)通過(guò)脫硫、脫碳等工藝去除原料氣中的雜質(zhì)。通過(guò)冷凝、分離等工藝將合成氣中的氨分離出來(lái)，并通過(guò)精餾等方法提純。122024/3/26石油化工工藝流程對(duì)石油進(jìn)行脫鹽、脫水、脫硫等預(yù)處理，以去除雜質(zhì)。將預(yù)處理后的石油進(jìn)行常減壓蒸餾，分離出不同沸點(diǎn)的烴類組分。將重質(zhì)烴類組分在催化劑作用下進(jìn)行裂化反應(yīng)，生成輕質(zhì)烴類和少量烯烴。對(duì)裂化產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理，以去除不飽和烴和雜質(zhì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。原料預(yù)處理常減壓蒸餾催化裂化加氫處理132024/3/26將原鹽溶解在適量水中形成粗鹽水，然后通過(guò)過(guò)濾、沉淀等工藝去除雜質(zhì)，得到精制鹽水。鹽水精制電解食鹽水氯氫處理燒堿制備將精制鹽水通入電解槽中，在直流電作用下發(fā)生電解反應(yīng)，生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液。將氯氣和氫氣分別進(jìn)行冷卻、干燥和壓縮處理，得到液氯和液氫產(chǎn)品。將氫氧化鈉溶液蒸發(fā)濃縮后得到固體燒堿（NaOH），或者通過(guò)進(jìn)一步加工得到其他形態(tài)的燒堿產(chǎn)品。氯堿工業(yè)工藝流程142024/3/2604化學(xué)工藝流程中的反應(yīng)原理與操作要點(diǎn)152024/3/26闡述化學(xué)工藝流程中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)原理，包括反應(yīng)方程式、反應(yīng)條件、反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面的內(nèi)容。解釋催化劑在化學(xué)工藝流程中的作用，包括提高反應(yīng)速率、降低反應(yīng)活化能、改變反應(yīng)路徑等，以及催化劑的選擇和使用注意事項(xiàng)。反應(yīng)原理及催化劑作用催化劑作用反應(yīng)原理162024/3/26詳細(xì)介紹化學(xué)工藝流程中的關(guān)鍵操作要點(diǎn)，包括原料準(zhǔn)備、反應(yīng)條件控制、產(chǎn)物分離純化等方面的內(nèi)容。操作要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)化學(xué)工藝流程中需要注意的安全事項(xiàng)和環(huán)保要求，如防止泄漏、控制溫度壓力、處理廢氣廢水等。注意事項(xiàng)操作要點(diǎn)與注意事項(xiàng)172024/3/26常見故障列舉化學(xué)工藝流程中可能出現(xiàn)的常見故障，如反應(yīng)不完全、產(chǎn)物不純、設(shè)備堵塞等。處理方法針對(duì)每種故障，提供相應(yīng)的處理方法和解決方案，包括調(diào)整反應(yīng)條件、改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)、優(yōu)化操作程序等。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)預(yù)防故障的措施和重要性。常見故障及處理方法182024/3/2605實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作技能培養(yǎng)192024/3/26掌握化學(xué)工藝流程的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作技能，提高分析問題和解決問題的能力熟悉常見化學(xué)工藝流程的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?02024/3/26了解實(shí)驗(yàn)原理、目的、步驟和注意事項(xiàng)，準(zhǔn)備所需儀器和試劑。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)后處理按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，注意觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。清洗儀器、整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)面和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。030201實(shí)驗(yàn)步驟和操作要點(diǎn)212024/3/26對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值的差異，并解釋原因。討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題和解決方法，提出改進(jìn)意見和建議?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，加深對(duì)化學(xué)工藝流程的理解和掌握。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論222024/3/2606化學(xué)工藝流程中的安全與環(huán)保問題232024/3/26確保員工熟悉并掌握化學(xué)工藝流程中的安全操作規(guī)程，包括正確使用設(shè)備、佩戴個(gè)人防護(hù)用品、遵守防火、防爆等安全規(guī)定。嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程在工藝流程中設(shè)置必要的安全防護(hù)設(shè)施，如防火墻、防爆門、安全閥、泄壓裝置等，以降低事故發(fā)生的概率和減輕事故后果。配備安全防護(hù)設(shè)施針對(duì)可能發(fā)生的化學(xué)事故，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，明確應(yīng)急組織、通訊聯(lián)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)處置、醫(yī)療救護(hù)等方面的措施，確保在緊急情況下能夠迅速、有效地應(yīng)對(duì)。制定應(yīng)急預(yù)案安全防護(hù)措施及應(yīng)急處理242024/3/26合理利用資源對(duì)于可回收利用的廢棄物，如廢催化劑、廢溶劑等，應(yīng)優(yōu)先考慮進(jìn)行資源回收利用，減少資源浪費(fèi)。分類收集廢棄物根據(jù)廢棄物的性質(zhì)、成分和危害程度，對(duì)其進(jìn)行分類收集，避免不同性質(zhì)廢棄物相互混合產(chǎn)生更大的危害。無(wú)害化處理對(duì)于無(wú)法回收利用的廢棄物，應(yīng)采取無(wú)害化處理措施，如焚燒、填埋等，確保廢棄物不會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害。廢棄物處理與資源回收利用252024/3/26123通過(guò)優(yōu)化工藝流程、提高設(shè)備效率等方式，降低能源消耗和污染物排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。改進(jìn)工藝流程