化学工艺学-教案讲义

化学工艺学-教案讲义 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章绪论

内容项

化学工业的范围和分类

化学工业的现状和发展方向

化学工艺学与化学工业的关系

一、化学工业的范围和分类

化学工业：借助于化学反应将原料制成化工产品的工业

化工原料的类型：自然矿藏、人工合成产品包括化工产品等等

化工产品的类型：到目前为止，已发现和人工合成的化工产品有2000多万种；商品销售的有8万多种；而与工农业、国防及人类生活密切相关的4000种左右。

目前我国县以上化工企业7000多家，从业人员400多万，能生产4.5万种化工产品，化肥、合成氨染料产量居世界第一；硫酸、纯碱、农药的产量居世界第二。每年为国家创造2000多亿元的税收，是我国的经济支柱产业。

化学工业的分类（按学科分类）

①.无机化工：如无机酸、碱、盐及无机化肥

②.有机化工：如烯烃、有机酸、醇、酯，芳烃等

③.高分子化工：利用聚合和缩聚反应，合成橡胶、塑料、化纤。

④.精细化工：医药、农药、染料、表面活性剂、催化剂、化妆品等特定功能产品。

⑤.生物化工：依靠微生物发酵、酶催化制取的产品如抗生素、有机溶剂、调味剂、食品添加剂等。

二、化学工业的现状、特点和发展方向

1.化学工业现状：

是我国支柱型的产业；但生产规模小、生产成本高、大型装置设备自给率低，产品品种少、功能化和差别率低，环境污染严重，能量消耗高。

2.现代化学工业特点：

原料、生产方法和生产产品的多样性与复杂性

现代化学工业生产的大型化、综合化及精细化

化工生产中多学科合作，生产技术密集

重视生产中能量的合理利用，积极采用先进的科学技术和节能工艺

化学工业属于资金密集，投资回收率快利润高产业

化工生产中易燃、易爆、有毒及污染

3.现代化学工业发展的方向：

⑴.化工生产中加快研究、开发、利用高新科学技术产品。

⑵.化工生产原料应充分利用

在化工生产中提倡设计和开发“原子经济性反应”，该概念是美国化学家B.M.Trost于1991年提出的，“在化学反应中应使原料中的每一个原子都结合到目标分子即产物中，不需要利用保护基团或离子基团，因而不会有副产物或废物生成”。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物排放。

⑶.化工生产中大力发展绿色化工，生产过程中应做到“零排放”

采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂

利用反应选择性高的催化剂和工艺流程

将副产物和废物转化为有利用价值的产品

淘汰污染环境和破坏生态平衡的产品，开发对生态环境有好产品

实施废弃物再利用工程

⑷.化工生产过程要实现高效、节能及智能化生产

三、化学工艺学与化学工业的关系

1.化学工艺学的分类：无机化工工艺学；有机化工工艺学；高分子化工工艺学；酿造工艺学；水泥工艺学；精细化工工艺学；生物化工工艺学等各种工艺学

2.化学工艺学与化学工业关系：

化学工艺学与化学工业的发展紧密联系，两者相互依存、相互促进，共同发展，化学工艺学是化学工业的基础学科，化学工艺学的发展可为化学工业的发展提供坚强的支撑；而化学工业的发展又可以促进化学工艺学的提高。

第二章化工资源及初步加工

内容项

2-1 化学矿

2-2 煤炭

2-3 石油

2-4 天然气

2-5 其他化工资源

化工资源包括以下几种

1.矿产资源

2.海洋资源

3.动物资源

4.植物资源

5.空气和水

6.农林牧渔产品及其他副产物

2-1 化学矿

中国化学矿资源：中国化学矿资源丰富。已探明储量的有20多个矿种。中国化学矿资源的特点和分布：

1.资源比较丰富，但分布不均。

2.高品位矿储量比较少。

3.选矿比较困难。

矿资源利用对策

1.加强矿石采选技术的研究，走人工富集的道路

2.加强矿产的综合利用技术研究，尽量从综合体或复盐中提炼出有用的副产品以提高开采企业的经济效益

3.针对中国现有矿藏品位低，运输费用高，因而经济效益不好的现实状况，国家允许从国外进口高品位的矿石。

2-2 煤炭

中国煤炭资源比石油和天然气丰富，可供开采的量为114500亿吨，占世界可供开采量的12.6%，据世界第三位。2005年的开采量达21.9亿吨，据世界第一位。

煤炭在20世纪50年代前，曾是制取有机化学品的主要资源。有机化学工业是以煤－电石－乙炔为基础建立起来的。20世纪50年代后，逐渐被石油和天然气取代。

有机化学工业主要由石油和天然气为原料制得。但随着石油资源的日益枯竭，煤化工和天然气化工将会取代石油化工，或为获取有机化学品的主要来源，有机化学工业也会发生质的飞跃。

一.煤的种类和特征

1.煤的种类（三类）

a.腐植煤由高等植物形成的煤，在自然界中分布最广。又可细分为泥炭，褐煤，烟煤和无烟煤。

b.残植煤由高等植物中稳定组分富集而形成的煤。在自然界中分布不广，储量也不大。

c.腐泥煤主要由湖沼，泻湖中的藻类等浮游生物在还原环境下经过腐败而形成的。储量不多，研究也比较少，可细分为藻煤，胶泥煤和油页岩等。

2.煤的特征

a.腐植煤类和腐泥煤类的主要特征见表2-2-01

b.各种腐植煤的特征，腐植煤又可细分为泥炭，褐煤，烟煤和无烟煤四大类：（1）泥炭，又称草炭，呈棕褐色或黑褐色。

（2）褐煤，大多呈褐色或暗褐色

（3）烟煤，呈灰黑色至黑色

（4）无烟煤，俗称白煤或红煤，呈灰黑色，有金属光泽。

（5）其他

各种腐殖煤主要特征

二.煤的化学组成或分子结构