第一章 项目一教学《化工工艺概论》

认识化学工业的地位、作用和发展
化学工业的地位和作用
交通运输 工业农业
国防军事
化学工业
信息产业 航空航天
化学工业与人类生活息息相关
世界主要地区2001-2009化学工业增长情况
我国石油化工产业2010年发展状况
项目一
化学工业的地位与作用及发展
化学工业在国民经济中占有重要 的地位，它与许多部门有密切的 关系。化学工业既为农业、轻工 业、重工业和国防工业等提供生 产资料，也为人民生活提供化工 产品。化学工业的发展在一定程 度上可以反映出一个国家的工业 水平和科学铁工业的发展促进了炼焦工业，从 炼焦副产品煤焦油中提取多种有机芳香族化合物， 并以其为原料制染料、医药、香料、炸药等产品， 形成了以煤焦油为基础的有机合成工业。 20世纪初，美国标准石油公司采用裂化方法将 重质油加热转化为相当汽油馏分的轻质油。促进了 石油化工的发展。 20世纪中叶，有机化工产品80%-90%是以石油或 天然气为原料生产的，三大合成材料的原料几乎全部 来自石油化工。由于化工原料的变化，引发了化学工 业产业结构的变革，带动精细化工的发展。
新合成方法：声化学合成、微波电介质热效应合成、电化学合成、 等离子体化学合成、力化学固相合成、冲击波化学合成、手性合成、 利用太阳能进行化学合成、超临界状态下化学合成、室温和低热温度 下化学合成及光化学合成等。 新的催化技术：配位催化、相转移催化、超强酸超强碱催化、杂多 酸催化、胶束催化、氟离子催化、钛化合物催化、纳米粒子催化、光 催化、晶格氧选择氧化及非晶态合金加氢催化等。
化学工业发展历史
自20世纪40年代以来，化工已经成为世界各国
工业发展的重点。80年代以来，随社会的发展、生
产工艺技术的改进，提高人民生活水平，化工产品
出现多样化、功能化、精细化的特点。成为化学工 业的起点，化学工业由发展基础化工转向重点发展 精细化学工业，使化学工业发展达到了一个新的历 史时期。
化学工业发展历史
化工发展分析
三、新型环保与能源技术 燃料电池是21世纪首先的洁净、高效发电技术，将进入家庭、办公 楼、交通和大型电站等领域；在纳米材料基础上发展起来的光催化技 术和超临界流体技术基础发展的超临界水氧化将是未来环保技术的发 展方向。此外，还有贮能技术、热泵技术、热管技术、催化燃烧技术、 再生资源利用技术、洁净煤技术、热化学循环由水分解为Ｈ2和Ｏ2、 固体废物回收技术等。 四、多功能化工设备 新型化工设备将在一个设备中实现不同功能，达到高选择、高转化 率、节能和减少污染的目的。如甲烷部分氧化为CO和Ｈ2生产中，存 在着热力学限制，而增加压力又使甲烷平衡转化率下降。若采用膜反 应器，使化学反应与分离在同一设备中完成，可克服热力学限制，在 较低温度中获得较高的甲烷转化率
我国的化学工业
旧中国的化学工业基础十分薄弱，仅有沿海、 沿江的几个小化工企业。新中国成立后，先后吉化、 太化和兰化三大化工基地；相继又建成了北京燕山、 山东齐鲁、上海金山、南京扬子等一大批石油化工
联合企业。
化学工业发展历史
化学工业发展历史
世界化学工业
美国是当今世界上最发达的国家 , 也是世界上最 大的化学品生产国，1997年化工总产值3917亿美元， 居世界第一位 . 表 1 一 4 列举了 1997 年我国与世界几个 化学工业发达国家的劳动生产率比较情况. 表1一4化学工业劳动生产率万元／人年 美国 日本 德 国 英国 法国 意大利 中国
化学工业发展历史 化学工业发展简史
远在几千年前，手工作业的陶瓷、冶炼、酿造、染色等古 老的化学工业过程已被人们掌握。
19世纪中叶，在德国首创了肥料工业和煤化学工业，人类 进入了化学合成的时代 。 1942年我国制碱专家侯德榜先生成功发明了制碱并联产氯 化铵的新工艺——侯氏制碱法，不仅提高了食盐的利用率， 又减少了环境污染 。 石油化学工业的发展
技术上最先进、经济上最合理的生产途径的学科。
生产不同的化学产品
生产相同产品但原料不同
}
要采用不同的加工工艺
一、化学工艺的研究范畴和特点
化学工艺内容
1)基本有机、无机、高分子、精细化工分支中的典型反应原理和
工艺； 2)化工基础原料的典型生产过程； 3)确定工艺参数的方法和组织工艺流程的原则； 4)反应过程的物料和热量衡算； 5)结合产品学习反应器选型知识； 6)化工设计概论。 化学工程（化工原理）是研究化学过程和物理过程的共同规律
化工发展分析
人类与化工的关系十分密切，在现代生活中，几乎随 时随地都离不开化工产品，从衣、食、住、行等物质生活， 到文化艺术、娱乐等精神生活，都需要化工产品为之服务。 有些化工产品在人类发展历史中，起着划时代的重要作用。 它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。
我国化工行业总体发展形势良好，但仍然存在问题， 其中最突出的来自贸易环境变化、产能过剩、国际油价持 续高位运行和全球对环境保护的要求越来越高4个方面。
化学工业发展趋势
积极利用和开发高新技术、加快产品更新 换代和技术进步 开发应用绿色化工技术、加快循环经济步 伐 提高化学工业信息化水平 清洁生产与节能减排
化工发展分析
一、化学合成技术：为使化学合成选择性好、产率高、原子利用率高、
反应速度快、反应条件温和，目前已发展了一系列新的合成方法与技 术：
化工发展分析
五、绿色化学技术
用物理和化学的技术和方法去设计、研制对人类健康、社会安全、 生态环境无害的化学品和工艺，其目的是不再使用有毒、有害物质， 不再产生废物，从源头阻止化学污染，从而确保化工清洁生产。 自有史以来,化学工业一直是同发展生产力,保障人类社会生活必需 品和应付战争等过程密不可分的.为了满足这些方面的需要,它最初是 对天然物质进行简单加工以生产化学品,后来是进行深度加工和仿制, 以至创造出自然界根本没有的产品.它对于历史上的产业革命和当代的 新技术革命等起着重要作用,足以显示出其在国民经济中的重要地位. 当今化工的快速发展可以使一些传统的基本化工产品的生产装置,日 趋大型化,以降低成本.与此同时,由于新技术革命的兴起,对化学工业提 出了新的要求,推动了化学工业的技术进步,发展了精细化工,超纯物质, 新型结构材料和功能材料. 新技术革命中蓬勃发展的若干领域，以自 己强大的生命力，对化工提出了更高的要求，从而把化工推向前进。
38.14 52.72
21.70
24.08
32.68
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化学工业发展历史
1999年我国化学工业（包括石油加工及炼焦业、化学原料及化 学品制造业、医药品制造业、化学纤维制造业、橡胶制品业和塑 料制品业，下同）总产值达到12506.57亿元（约合1510亿美元）， 占全国工业总产值的17.2％。我国化学工业产值占世界化学工业 产值10.0％，仅次于美国和日本，居世界第三位。 化学工业由于其自身固有的特点与国民经济可持续发展有着密 切的关系。 支柱产业的环境问题 在众多化工产品中，有很大一部分是易燃、易爆、腐蚀和有毒 有害的危险化学品。在化学品的整个生命周期，从原料的开采、 加工、生产、储存、运输、销售直至化学品的使用和处臵过程中 都可能向环境释放有害物质，对人类健康和环境带来不利影响。 化学工业使用石油、煤、天然气、水、空气以及矿石、燃料油、 液化石油气和电力等作为能源和原材料，是原材料和能源消耗大 户，因此，对不可再生资源的供应有重要影响。
化工发展分析
新蒸馏技术 分离与反应偶合－反应蒸馏，分离与分离偶合－吸附蒸 馏，加盐蒸馏、分子蒸馏、膜蒸馏等。 新结晶技术 熔融结晶、加压结晶等。 其他 变压吸附、深冷分离与低温蒸馏、毛细管电泳等。 制备、加工及其他技术 纳米技术可生产超强纳米碳管纤维，其重量为钢的1/6， 而强度比钢大100倍。复合材料技术可制备出智能材料、 超导材料、稳身材料和耐高温、高强度、高硬度、抗腐蚀 的材料。其他先进技术还有高聚物改性技术、复合材料技 术、精细加工技术、材料成型技术、化工模拟技术、复配 技术、计算机化工应用技术、超高温低温技术和高真空超 高压技术等。
高分子化学工业 （包括合成塑料、合成橡胶、合成纤维等） 精细化学品加工工业
了解化学工业的分类及特点
农药杀虫剂
化肥
橡胶轮胎
乳化炸药生产设备
沥青
认识化学工业的特点
现代化学工业的特点
原料路线、生产方法和产品品种的多方案性与复杂性
用同一种原料可以制造多种不同的化工产品；
《化工工艺概论》
课程内容
项目一：认识化学工业 化学工业与其他工业的区别
认识化学工业的地位、作用及发展
了解化学工业的分类及特点 了解化学工业的责任与关怀
项目一 认识化学工业
本 章 重 点
化学工业及其地位
化学工业分类
化学工业的责任与关怀
清洁生产
一、化学工艺的研究范畴和特点
化学工业（化学加工工业）：

化工发展分析
二、高新分离技术 采用高新分离技术可以使产品纯度提高，其质量提高体 现在使用价值增加和经济效益提高；分离越彻底，向环境 排放物越少，副产物处理更方便；高分离技术使产品收率 提高，也提高了经济效益；有些分离技术（如膜分离）是 在无相变情况下实现的，具有节能、减污特性。新分离技 术有： 膜分离技术 液膜分离、渗透气化膜分离、反渗透膜分离、电渗、超 滤、微滤、纳滤、聚滤、气体膜分离等。 超临界流体技术 SCF萃取、SCF重结晶、SCF干燥、SCF色谱。
了解化学工业的分类及特点
化学工业又称化学加工工业。有以下几种分类方法 （1）按原料分：石油化学工业、煤化学工业、 生物化学工业、农林化学工业 （2）按产品吨位分：大吨位产品和精细化学品 （3）按化学特性分：无机化学工业、有机化学工业 （4）我国统计的方法分类：合成氨及肥料工业、硫酸 工业、制碱工业、无机物工业等。 广义定义：泛指生产过程中化学方法占主要地位的制 造工业，即经过反应过程实现原料向产品的转换的生产 部门。 狭义定义：把冶金、石油产品、建筑材料、纸张、皮 革、食糖和食用化学品等的生产均列为其他工业部门。