化工单元操作课件
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化工单元操作
化工单元操作的实际应用
• 石油化工、化肥、制药等行业的生产过程中广泛应用 • 单元操作的研究和应用推动化工行业的发展 • 单元操作的优化和创新提高化工产品的竞争力
化工单元操作0的2基本原理与方
法
流体力学原理在化工单元操作中的应用
流体力学原理的基本概念
• 流体的性质和状态 • 流体的运动和受力 • 流体的流动和传热
优化效果的评价和反馈
• 生产成本的降低和产品质量的提高 • 生产效率和资源利用率的提高 • 安全和环保性能的改善
化工单元操作过程中的节能技术与应用
节能技术的类型和特点
• 热能回收和综合利用技术 • 工艺过程的优化和控制技术 • 设备的高效和节能技术
节能技术的应用和实践
• 某石油化工企业的节能改造案例分析 • 节能技术的推广和应用前景 • 节能技术对化工生产的影响和贡献
化工单元操作的发展对行业的影响与挑战
化工单元操作的发展对行业的影响
• 提高化工行业的整体技术水平和竞争力 • 推动化工行业的结构调整和转型升级 • 促进化工行业与环境保护和社会可持续发展的协调发展
化工单元操作的发展面临的挑战
• 技术突破和创新能力的提升 • 政策法规和市场环境的支持和引导 • 企业管理和人才培养的加强和改进
• 单元操作是生产工艺中的基本环节 • 单元操作的优化和创新推动生产工艺的改进 • 单元操作的稳定性和可靠性影响生产过程的顺利进行
化工单元操作的重要性和实际应用
化工单元操作在化工生产中的重要性
• 单元操作是化工生产的基础和核心 • 单元操作的优化和创新提高生产效率和降低成本 • 单元操作的稳定性和可靠性保证生产过程的顺利进行
• 化工单元操作设备的选型原则 • 满足工艺要求：设备的性能、容量和操作条件应满足生产工艺 的要求 • 确保安全可靠：设备应具有足够的安全性能和可靠性，保证生 产过程的顺利进行 • 考虑经济性和维护性：设备的投资、运行和维护成本应尽可能 低，设备的寿命应尽可能长
• 石油化工、化肥、制药等行业的生产过程中广泛应用 • 单元操作的研究和应用推动化工行业的发展 • 单元操作的优化和创新提高化工产品的竞争力
化工单元操作0的2基本原理与方
法
流体力学原理在化工单元操作中的应用
流体力学原理的基本概念
• 流体的性质和状态 • 流体的运动和受力 • 流体的流动和传热
优化效果的评价和反馈
• 生产成本的降低和产品质量的提高 • 生产效率和资源利用率的提高 • 安全和环保性能的改善
化工单元操作过程中的节能技术与应用
节能技术的类型和特点
• 热能回收和综合利用技术 • 工艺过程的优化和控制技术 • 设备的高效和节能技术
节能技术的应用和实践
• 某石油化工企业的节能改造案例分析 • 节能技术的推广和应用前景 • 节能技术对化工生产的影响和贡献
化工单元操作的发展对行业的影响与挑战
化工单元操作的发展对行业的影响
• 提高化工行业的整体技术水平和竞争力 • 推动化工行业的结构调整和转型升级 • 促进化工行业与环境保护和社会可持续发展的协调发展
化工单元操作的发展面临的挑战
• 技术突破和创新能力的提升 • 政策法规和市场环境的支持和引导 • 企业管理和人才培养的加强和改进
• 单元操作是生产工艺中的基本环节 • 单元操作的优化和创新推动生产工艺的改进 • 单元操作的稳定性和可靠性影响生产过程的顺利进行
化工单元操作的重要性和实际应用
化工单元操作在化工生产中的重要性
• 单元操作是化工生产的基础和核心 • 单元操作的优化和创新提高生产效率和降低成本 • 单元操作的稳定性和可靠性保证生产过程的顺利进行
• 化工单元操作设备的选型原则 • 满足工艺要求：设备的性能、容量和操作条件应满足生产工艺 的要求 • 确保安全可靠：设备应具有足够的安全性能和可靠性，保证生 产过程的顺利进行 • 考虑经济性和维护性：设备的投资、运行和维护成本应尽可能 低，设备的寿命应尽可能长
《化工单元操作》干燥与干燥设备课件
化工单元操作
干 燥与干燥设备
9.1.1 概 述 去湿: 将固体物料中所含的湿分（水或有机溶剂）去除至规
定指标的操作。
去湿方法： 机械去湿法 ——能耗少、费用低，但湿分去除不彻底
物理去湿法 ——受吸湿剂的平衡浓度的限制，且只适用
于脱除微量湿分
干燥方法 ——固体物料的去湿主要采用干燥的方法
干燥过程: 利用热能除去固体物料中湿分（水或 其他 溶剂）的单元操作。
机理
质量传递：湿分的转移,由固相 到气相，以蒸汽分压为推动力
热量传递： 由气相到固相， 以温度差为推动力
分类： 操作压力
常压干燥 真空干燥
操作方式
间歇干燥 连续干燥
加热方式
传导干燥 对流干燥 辐射干燥
介电加热干燥
对流干燥：
利用热空气和湿物料作相对运动，气体的热量传递给 湿物料，使湿物料的湿分汽化并传递到气体中，并被带走。 对流干燥是动量、热量、质量传递同时进行的传递过程。
9.4.3 湿分在湿物料中的传递机理
（1）湿物料分类
① 多孔性物料：如催化剂颗粒，砂子等。主要特征：
▲水分存在于物料内部大小不同的细孔和通道中； ▲湿分移动主要靠毛细管作用力 ▲这类物料的临界含水量较低，降速段一般分为两个阶段。
②非多孔性物料，如肥皂、浆糊、骨胶等。主要特征：
▲ 结合水与固相形成了单相溶液 ▲ 湿分靠物料内部存在的湿分差以扩散的方式进行迁移 ▲ 这类物料的干燥曲线的特点是恒速阶段短，临界含水量
▲ 非多孔性湿物料的降速干燥过程较符合扩散理论。
（3）毛细管理论 ▲ 主要论点：
多孔性物料具有复杂的网状结构的孔道，水分在多 孔性物料中的移动主要依靠毛细管力。
多孔性物料的干燥过程较好地符合这一理论。
干 燥与干燥设备
9.1.1 概 述 去湿: 将固体物料中所含的湿分（水或有机溶剂）去除至规
定指标的操作。
去湿方法： 机械去湿法 ——能耗少、费用低，但湿分去除不彻底
物理去湿法 ——受吸湿剂的平衡浓度的限制，且只适用
于脱除微量湿分
干燥方法 ——固体物料的去湿主要采用干燥的方法
干燥过程: 利用热能除去固体物料中湿分（水或 其他 溶剂）的单元操作。
机理
质量传递：湿分的转移,由固相 到气相，以蒸汽分压为推动力
热量传递： 由气相到固相， 以温度差为推动力
分类： 操作压力
常压干燥 真空干燥
操作方式
间歇干燥 连续干燥
加热方式
传导干燥 对流干燥 辐射干燥
介电加热干燥
对流干燥：
利用热空气和湿物料作相对运动，气体的热量传递给 湿物料，使湿物料的湿分汽化并传递到气体中，并被带走。 对流干燥是动量、热量、质量传递同时进行的传递过程。
9.4.3 湿分在湿物料中的传递机理
（1）湿物料分类
① 多孔性物料：如催化剂颗粒，砂子等。主要特征：
▲水分存在于物料内部大小不同的细孔和通道中； ▲湿分移动主要靠毛细管作用力 ▲这类物料的临界含水量较低，降速段一般分为两个阶段。
②非多孔性物料，如肥皂、浆糊、骨胶等。主要特征：
▲ 结合水与固相形成了单相溶液 ▲ 湿分靠物料内部存在的湿分差以扩散的方式进行迁移 ▲ 这类物料的干燥曲线的特点是恒速阶段短，临界含水量
▲ 非多孔性湿物料的降速干燥过程较符合扩散理论。
（3）毛细管理论 ▲ 主要论点：
多孔性物料具有复杂的网状结构的孔道，水分在多 孔性物料中的移动主要依靠毛细管力。
多孔性物料的干燥过程较好地符合这一理论。
化工单元操作项目8结晶任务1认识结晶3课件
量无水乙醇洗涤产品，抽滤。将产品转移至干净的表面皿上，
用吸水纸吸干，称量，计算收率（回收母液）。
项目8 结晶 / 任务1 认识结晶
《化工单元操作》第16页，共19页。
任务实施
任务导入
任务描述
任务目标
相关知识
任务实施
任务评价
知识拓展
提 纯 硫 酸 铜
硫酸铜与硝酸铜的溶解度
温度（K）
273 293 313 333 353 373
项目8 结晶 / 任务1 认识结晶
《化工单元操作》 第8页，共19页。
相关知识
任务导入
任务描述
任务目标
相关知识
任务实施
任务评价
知识拓展
二、重结晶
1.溶解度 物质溶解性的大小用溶解度来表示。在一定温度下，某种物质在100g水(或其它溶 剂)里达到饱和状态时所溶解的克数，叫做这种物质的溶解度。
2.过饱和溶液 并不是所有盐类的饱和溶液在冷却后都能自发地把多余的溶质分离出来。例如，当把硫酸钠、硫代硫 酸钠、醋酸钠和醋酸铅等饱和溶液小心谨慎地、不加摇动地冷却，结果是多余的溶质仍然能保留在溶 液中，并不分离出来，在这时候，溶液中所含溶质的量，已经超过它的溶解度，这样的溶液，叫做过 饱和溶液。
1.出勤情况 2.遵章守纪 3.主动学习 4.完成作业 5.独立探究问题
1.考勤表 2.学生及教师观察 3.课堂笔记 4.课前准备 5.个人或小组作业
1.信息搜集与加工 2.分工协作 3.观点表达 4.理解沟通
1.乐于请教和帮助同学 2.小组活动协调和谐 3.协作教师教学管理 4.学生及教师观察
1.创新思维 2.创新技能
五水硫酸铜 23.1 32.0 44.6 61.8 83.8 114.0
化工单元操作技术培训资料PPT课件
填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、往复振动筛板塔 和脉冲萃取塔。
在化工生产中: 把物料冷却在大气温度以上时，可以用空气或循环水作为
冷却介质； 冷却温度在15℃以上，可以用地下水； 冷却温度在0～15℃之间，可以用冷冻盐水。
1、冷却操作时，冷却介质不能中断，否则会造 成积热，系统温度、压力骤增而引起爆炸。开车时， 应先通冷却介质；停车时，应先停物料，后停冷却系 统。
2、中闪点液体： -18℃≤闪点<23℃
如苯（闪点为-11℃）、乙醇（闪点为12℃）等；
3、高闪点液体： 23℃≤闪点<61℃
如丁醇（闪点：35℃）、氯苯（闪点：28℃）等。
4 易燃固体、自燃物品、遇湿易燃物品
易燃固体
易被外部火源点燃
燃烧迅速
散发有毒烟雾、气体。
自燃点低
自燃物品
空气中易氧化放出热量 自行燃烧。
有毒，易燃，具麻醉性；远离火种、热源；严禁撞击、摩擦；严禁身体直接触！
●理化性质： 无色透明液体，有特殊香味，比重0.88，沸点80.1℃，闪点–15～10℃，爆炸极限范围1.3～9.5％，易蒸
发，不溶于水，苯蒸气与空气的相对密度2.8mg/m3 ●危险特性：
易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物；遇明火、高热极易燃烧爆炸，与氧化剂接触发生强烈反应，易 产生和聚集静电有燃烧爆炸危险；蒸气比空气重，沿地面扩散并易积存于低洼处，遇火源会着火回燃 ●健康危害：
● 干燥的热源 ● 干燥方式 ● 操作方式 ● 干燥过程安全控制与危险性分析
● 结晶过程采用搅拌装置重要作用 ● 结晶过程的搅拌器应注意要点
● 萃取方法 主要有单级和多级。
● 萃取设备主要性能 为两液相提供充分混合与充分分离的条件，使两液相之间
在化工生产中: 把物料冷却在大气温度以上时，可以用空气或循环水作为
冷却介质； 冷却温度在15℃以上，可以用地下水； 冷却温度在0～15℃之间，可以用冷冻盐水。
1、冷却操作时，冷却介质不能中断，否则会造 成积热，系统温度、压力骤增而引起爆炸。开车时， 应先通冷却介质；停车时，应先停物料，后停冷却系 统。
2、中闪点液体： -18℃≤闪点<23℃
如苯（闪点为-11℃）、乙醇（闪点为12℃）等；
3、高闪点液体： 23℃≤闪点<61℃
如丁醇（闪点：35℃）、氯苯（闪点：28℃）等。
4 易燃固体、自燃物品、遇湿易燃物品
易燃固体
易被外部火源点燃
燃烧迅速
散发有毒烟雾、气体。
自燃点低
自燃物品
空气中易氧化放出热量 自行燃烧。
有毒，易燃，具麻醉性；远离火种、热源；严禁撞击、摩擦；严禁身体直接触！
●理化性质： 无色透明液体，有特殊香味，比重0.88，沸点80.1℃，闪点–15～10℃，爆炸极限范围1.3～9.5％，易蒸
发，不溶于水，苯蒸气与空气的相对密度2.8mg/m3 ●危险特性：
易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物；遇明火、高热极易燃烧爆炸，与氧化剂接触发生强烈反应，易 产生和聚集静电有燃烧爆炸危险；蒸气比空气重，沿地面扩散并易积存于低洼处，遇火源会着火回燃 ●健康危害：
● 干燥的热源 ● 干燥方式 ● 操作方式 ● 干燥过程安全控制与危险性分析
● 结晶过程采用搅拌装置重要作用 ● 结晶过程的搅拌器应注意要点
● 萃取方法 主要有单级和多级。
● 萃取设备主要性能 为两液相提供充分混合与充分分离的条件，使两液相之间
《化工单元操作》教学课件—06蒸发 结晶
各种物质的溶解度数据可以由实验测定，或从有关手册中查得。
• 2．过饱和度和过饱和曲线 （1）过饱和度 同一温度下，过饱和溶液和饱和溶液间的浓度差称为过饱和度。 不饱和的溶液经过冷却降温达到饱和时的温度称为饱和温度。 过饱和度表示溶液呈过饱和的程度，也是结晶过程不可缺少的推动力。过饱和度的大
小直接影响着晶核的生成和晶体的生长，溶液的过饱和度越大，则一旦过饱和状态被破坏， 结晶析出的速率就越大，结晶的产量就越多。可见，创造溶液的过饱和状态是结晶操作的 必要条件，如何控制溶液的过饱和程度也是结晶操作最关键的问题之一。
''' 值的大小与二次蒸汽在管道中的流速、物性及管道尺寸等有关。根据经验，一般 取 ''' 为0.5～1.5℃
第三节 多效蒸发 一、多效蒸发的操作原理
。
利用减压的方法使后一效蒸发器的操作压力和溶液的沸点均较前一效蒸发器的低， 使前一效蒸发器引出的二次蒸汽作为后一效蒸发器的加热蒸汽，且后一效蒸发器的
故蒸发时产生的蒸汽也是水蒸汽。
热源蒸汽习惯上称为生蒸汽或一次蒸汽； 为了区别这两种蒸汽
从蒸发器汽化生成的水蒸气称为二次蒸汽。
•
蒸发分类
1.按加热方式：直接加热和间接加热；
2.按加热情况：自然蒸发和沸腾蒸发； 自然蒸发——加热温度低于溶液沸点，只在溶液表面发生汽化。
沸腾蒸发——加热温度等于溶液沸点，溶液内部和表面同时发生汽化。 3.按蒸发器的效数：单效蒸发和多效蒸发
• 二、单效蒸发的计算 单效蒸发计算的主要内容有：水分蒸发量；加热蒸气消耗量；蒸发器的传热面积。
计算的依据是：物料衡算、热量衡算和传热速率方程。
1．水分蒸发量 W 的计算
根据物料衡算衡算，蒸发前后溶质的量不变
《化工单元操作》课件
《化工单元操作》PPT课件
化工单元概述
基本概念
了解化工单元的定义和基本要 素。
种类和分类
探索不同类型的化工单元及其 分类方式。
工艺流程
了解化工单元的工艺流程和相 互关系。
化工单元的操作
1
运行控制
学习如何有效控制和管理化工单元的运行。
2
装置操作
分析传统和现代化工单元的操作方法和技巧。
3
安全措施
了解化工单元操作中的安全要求和预防措施。
强调化工单元操作在生产中的关键作用。
2 操作人员的要求
描述化工单元操作人员需要具备的技能和素质。
3 行业发展趋势
展望化工行业的未来发展方向和趋势。
化工单注意事项
了解现场操作和安全事故处理的注意事项。
化工单元的维护和检修
巡检和维护
学习如何进行化工单元的巡检和定 期维护。
故障排除和检修
解决化工单元出现的故障以及检修 过程。
保养和更新
保护化工单元并进行必要的更新和 改进。
结束语
1 操作的重要性
化工单元概述
基本概念
了解化工单元的定义和基本要 素。
种类和分类
探索不同类型的化工单元及其 分类方式。
工艺流程
了解化工单元的工艺流程和相 互关系。
化工单元的操作
1
运行控制
学习如何有效控制和管理化工单元的运行。
2
装置操作
分析传统和现代化工单元的操作方法和技巧。
3
安全措施
了解化工单元操作中的安全要求和预防措施。
强调化工单元操作在生产中的关键作用。
2 操作人员的要求
描述化工单元操作人员需要具备的技能和素质。
3 行业发展趋势
展望化工行业的未来发展方向和趋势。
化工单注意事项
了解现场操作和安全事故处理的注意事项。
化工单元的维护和检修
巡检和维护
学习如何进行化工单元的巡检和定 期维护。
故障排除和检修
解决化工单元出现的故障以及检修 过程。
保养和更新
保护化工单元并进行必要的更新和 改进。
结束语
1 操作的重要性
《化工单元操作》流体流动与输送课件
P1 - P2 = ( - )gR R = R sinα
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
化工单元操作PPT
汽蚀
1）回收有价值的分散物质 例如从某些类型干燥器出来的气体及从结晶机出来 的晶浆中都带有一定量的固体颗粒，必须回收这些悬浮的颗粒作为产品。 2）净化分散介质以满足后继生产工艺的要求 例如某些催化反应的原料气中夹 带有会影响催化剂活性的杂质，因此，在气体进入反应器之前，必须除去其中 尘粒状的杂质。 3）环境保护和安全生产 为了保护人类生态环境，要求排放的废气或废液浓度 达到排放标准；很多含碳物质及金属细粉与空气形成爆炸物，必须除去这些物 质以消除隐患。
KA2 60
n
e
Ve
Q 60nV 60 KA2 (60n en2 ) Ven
Q 60n KA2 60 465 A Kn
n
Q＝-λS·(dt/dr)=-λ·2πrL·(dt/dr)
Q＝2πLλ(t1-t2)/ln(r2/r1) 或Q＝(t1-t2)λSm/b 其中 b＝r2-r1,Sm＝2πrmL,rm＝(r2-r1)/ln(r2/r1) 当r2/r1<2时,rm＝(r2＋r1)/2
q值
q/(q+1)
>1
+
1
∞
0<q<1
0
0
+
<0
q线在x-y图上的位置
ef1(↗) ef2(↑) ef3(↖) ef4(←) ef5(↙)
间歇蒸馏流程图
QI QO QL (0 1)
注意：作热量衡算时，由于焓是相对值，与温 度基准有关，故应说明基准温度。习惯上选0℃ 为基温，并规定0℃时液态的焓为零。
三. 静压强的表示方法 绝对压强（ata）：以绝对真空为基准量得的 压强；
表压强（atg）：以大气压强为基准量得的压 强。
化工单元操作 在生产中的应用
化工单元操作和安全教育课件
1.输送设备的安全注意事项
皮带、刮板、链斗、斗式提升机 这类输送设备连续往返运转，可 连续加料，连续卸载。存在的危 险性主要有设备本身发生故障以 及由此造成的人身伤害。
2 .气力输送系统的安全注意 事项
气力输送即风力输送，它主要凭借 真空泵或风机产生的气流动力以实 现物料输送，常用于粉状物料的输 送。气力输送系统除设备本身故障 损坏外，最大的安全问题是系统的 堵塞和由静电引起的粉尘爆炸。
使用无机物作为载体时，操作时特别注意在熔融的硝 酸盐浴中，如加热温度过高、或硝酸盐漏入加热炉燃 烧室中或有机物落入硝酸盐浴内，均能发生燃烧或爆 炸。水、酸类物质流入高温盐浴或金属浴中，会产生 爆炸。采用金属浴加热，操作时还应防止金属蒸气对 人体的危害
④电加热
电加热即采用电炉或电感进行加热。是 比较安全的一种加热方式，一旦发生事 故，尚可迅速切断电源。
化工单元操作和安全
第一节、准备工作
1、原料存放
气体：瓶装气体物料应在库房内一定部 位储存。
液体：易燃液体严禁同酸、碱混放。桶 装物体一般采用225L的标准桶，每桶约 200公斤。
固体：对于怕水和易燃、易爆的固体原 料，不应在车间储存。
2、备料
计算：主要是指投料量的计算。 称重：确认原料的重量。 复核：对原料的名称、含量、重量和投
1、主要危险性
载体加热的主要危险性在于载体物质本 身的危险特性，在操作中必须予以充分 重视。
2、安全要点
油类作载体加热时，应将加热炉设于车间外面，将热 油输送到需要加热的设备内循环使用。油循环系统应 严格密闭，不准热油泄漏，要定期检查和清除油锅、 油管上的沉积物。
使用二苯混合物作载体加热时，特别注意不得混入杂 质（如水等），也不准混入易燃易爆杂质，否则在升 温过程中极易产生爆炸危险。
化工单元操作基础知识ppt
压力容器分类
定义 分类 管道规格 钢号
8.1 压 力 管 道
定义
从广义上理解，所谓压力管道，应当是指所有承 受内压或外压的管道，无论其管内介质如何。但从 我国颁发《压力管道安全管理与监察规定》以后， “压力管道”便成为受监察管道的专用名词。在 《压力管道安全管理与监察规定》第二条中将压力 管道定义为：“在生产、生活中使用的可能引起燃 爆或中毒等危险性较大的特种设备”。
化工生产过程的核心。
前处理过程 又称预处理过程，在进行化学反应之前，
对原料进行各种预处理，以便为反应过程创造最适宜的工 艺条件，如适宜的物料状态、纯度以及它应具有的温度、 压强等。
后处理过程 化学反应后，对产物或中间产物需要进
行必要的后处理，以便获得合格的最终产品或中间产物。
单元操作和反应
单元操作 指具有物理变化特点的基本加工过程
压力容器
工作压力(PW)≥0.1MPa(不含液体静压力)。 内直经(非圆形截面积指最大尺寸)≥0.15M且容积V≥0.025M3 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度大于等于标准沸点的液体。
压力容器分类
0.1MPa≤P<1.6MPa P≥100MPa
1.6MPa≤P<10MPa 10MPa≤P<100MPa
2. 蝶阀(符号D)
蝶阀原理
蝶阀，也叫蝴蝶阀, 顾名思义, 它的关键性部件好似蝴蝶 迎风, 自由回旋 。 是用圆盘式启闭件往复回转90°左右 来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。
蝶阀具有轻巧的特点 , 比其他阀门要节省材料, 结构简单, 开闭迅速, 切断和节流都能用, 流体阻力小, 操作省力。蝶 阀, 可以做成很大口径。能够使用蝶阀的地方, 最好不要 使闸阀, 因为蝶阀比闸阀经济, 而且调节性好。
《化工单元操作》课件
化学反应工程原理
要点一
总结词
描述化学反应工程的基本原理，包括化学反应动力学、化 学反应器设计和优化等。
要点二
详细描述
化学反应工程是研究化学反应过程和反应器的科学分支， 对于化工单元操作中的反应过程具有指导意义。化学反应 动力学是研究化学反应速率和反应机理的科学，对于反应 过程的优化和控制具有重要意义；而化学反应器设计和优 化则是基于化学反应动力学原理进行的，旨在提高反应效 率、降低能耗和减少副产物等。
传热原理
总结词
描述热量传递的基本原理，包括热传导、热对流和热辐射等。
详细描述
传热是化工单元操作中的常见过程，涉及到热量从高温向低温的传递。热传导是基于分子热运动进行热量传递的 方式，热对流是由于流体流动引起的热量传递，而热辐射则是通过电磁波传递热量的方式。这些传热方式在化工 单元操作中都有广泛的应用。
01
用于分离不同物料的设备
沉降器
02
利用颗粒物料的重力沉降原理进行分离。
过滤器
03
利用滤布等介质将液体与固体颗粒分离。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
化工单元操作的工艺流程与优化
工艺流程设计
01
工艺流程设计的基 本原则
确保生产过程高效、安全、环保 ，同时满足产品质量和产量的要 求。
02
化工单元操作的基本原理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
流体流动原理
总结词
描述流体流动的基本原理，包括牛顿粘 性定律、层流和湍流、流动类型等。
VS
详细描述
流体流动是化工单元操作中的重要原理之 一。它涉及到流体的性质、流动状态以及 流动过程中的各种现象和规律。牛顿粘性 定律是描述流体内部摩擦力与速度梯度关 系的原理，层流和湍流是描述流体流动状 态的原理，而流动类型则涉及到流体在管 道中的流动形态。
化工单元操作
• 式中 ρ --------流体的密度，kg/m3；
•
m --------流体的质量，kg；
•
V --------流体的体积，m3。在研究流体流动
时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度
为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。
•
严格说来，真实流体都是可压缩流体,不可压缩流
体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实
研究内容
单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。
研究方向
2020/3/24
高效率、低能耗、环保； 开发新的单元操作 单元操作集成工艺与技术。
0.2 单位制与单位换算
• 一、基本单位与导出单位 • 基本单位：选择几个独立的物理量，根据
方便 原则规定单位； • 导出单位：由有关基本单位组合而成。 • 单位制度的不同，在于所规定的基本单位 及单位 大小不同。
• 连续性方程式（质量守恒） • 柏努利方程式（能量守恒） • 这是两个非常重要的方程式，请大家注意。
2020/3/24
1.2.1 流量
• 单位时间内流过管道任一截面的流体 量称为流量。若流体量用体积来计算， 称为体积流量，以Vs表示，其单位为 m3/s；若流体量用质量来计算，则称为 质量流量，以ws表示，其单位为kg/s。
•
p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2；
•
M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol；
•
T -------- 气体的绝对温度，K；
•
R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
计算
2020/3/24
1.1.2 流体的静压强
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计算
化工单元操作
1.1.2 流体的静压强
• 一. 静压强
• 流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强， 或称为静压强。其表达式为
•
•
• 式中 p -------- 流体的静压强，Pa；
• N；
FV------- 垂直作用于流体表面上的力，
•
A -------- 作用面的面积，m2。
研究内容
单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。
研究方向
高效率、低能耗、环保；
开发新的单元操作
单元操作集成工艺与技术。
化工单元操作
0.2 单位制与单位换算
• 一、基本单位与导出单位 • 基本单位：选择几个独立的物理量，根据方便
原则规定单位； • 导出单位：由有关基本单位组合而成。 • 单位制度的不同，在于所规定的基本单位及单位
上表所列各单元操作皆归属传递过程，于是，传 递过程成为统一的研究对象，也是联系各单元操作的 一条主线。三传一反构成各种工艺制造过程，三传又 有彼此类似的规律可以合在一起研究，形成传递过程 这门学科，是单元操作在理论方面的深入发展
化工单元操作
0.4 化工原理课程的两条主线
2、研究方法论 必要性 化工原理是一门工程学科，对一些过程作出
• 当然，当生产提出新的要求而需要工程技术人员发展新 的单元操作时，已有的单元操作发展的历史将对如何根 据一个物理或物理化学的原理发展一个有效的过程，如 何调动有利的并克服不利的工程因素发展一种新设备， 提供有用的借鉴。
化工单元操作
离心泵
化工单元操作
换热器
化工单元操作
旋风分离器
化工单元操作
填料塔
我国法定单位制为国际单位制（即SI制） 化工单元操作
0.2 单位制与单位换算
三、单位换算
物理量的单位换算
换算因数：同一物理量，若单位不同其数值就不 同，二者包括单位在内的比值称为换算因数（见 附录二中）
经验公式的单位换算
经验公式是根据实验数据整理而成的，式中各符 号只代表物理量的数字部分，其单位必须采用指 定单位。
•
m --------流体的质量，kg；
•
V --------流体的体积，m3。在研究流体流
动时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度
为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。
• 严格说来，真实流体都是可压缩流体,不可压缩流 体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实流 体的一种简化。本章中如不加说明均指不可压缩流体。
热量衡算为例说明能量衡算过程。
Q IQ O Q L (0 1 )
注意：作热量衡算时，由于焓是相对值，与温 度基准有关，故应说明基准温度。习惯上选0℃ 为基温，并规定0℃时液态的焓为零。
化工单元操作
0.4 化工原理课程的两条主线
1、传递过程（从物理本质上说又下列三种）
(1)动量传递过程（单相或多相流动）； (2)热量传递过程——传热 (3)质量传递过程——传质
化工单元操作 在生产中的应用
化工单元操作
绪论
化工单元操作
0.1 化工生产与单元操作
• 1. 化工生产过程
原料预处理
化学反应
物理过程 单元操作
化学反应过程 反应器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产物后处理
物理过程 单元操作
化工单元操作
0.1 化工（制药）生产与单元操作
2 . 单元操作（Unit Operation） 单元操作按其遵循的基本规律分类：
（1）遵循流体动力学基本规律的单元操作：包括流体输送、 沉降、过滤、固体流态化等；
（2）遵循热量传递基本规律的单元操作：包括加热、冷却、 冷凝、蒸发等；
（3）遵循质量传递基本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、 萃取、结晶、干燥、膜分离等；
化工单元操作
0.1 化工（制药）生产与单元操作
3 单元操作的研究内容与方向：
化工单元操作
1.1.1 重要概念
• 二. 气体密度 • 一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。但是，在压力和
温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 • 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状
态方程来计算密度。由
• p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； • M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； • T -------- 气体的绝对温度，K； • R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
化工单元操作
板式塔
化工单元操作
第一章 流体流动
流体流动规律是化工原理课程的重要基础， 主要原因有以下三个方面： （1）流动阻力及流量计算 （2）流动对传热、传质及化学反应的影响 （3）流体的混合效果
化工单元操作
1.1.1 重要概念
• 一. 密度
• 定义: 单位体积流体的质量称为密度.公式:
• 式中 ρ --------流体的密度，kg/m3；
化工单元操作
0.3 物料衡算与能量衡算
一、物料衡算 物料衡算的步骤
1、画出流程示意图，标出物料流向与流量、组成等； 2、用虚线划出衡算范围； 3、定出衡算基准； 4、列出衡算式并求解。
化工单元操作
0.3 物料衡算与能量衡算
二、能量衡算
机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子能 等统称能量，化工生产中常以热量为主，下面以
大小不同。
化工单元操作
0.2 单位制与单位换算
二、常用单位制
国际单位制 SI制
基本单位：7个，化工中常用有5个，即长度 （米），质量（千克），时间（秒），温度 （K），物质的量（摩尔）
物理单位制 CGS制
基本单位：长度（厘米cm），质量（克g）， 时间（秒s）
基本单位：长度（米），重量或力（千克力 工程单位制 kgf），时间（秒）
如实的、逼真的数学描述几乎是不可能的。采用直接的 数学描述和方程求解的方法将是十分困难的。因此，探 求合理的研究方法是发展这门工程学科的重要方面。
(1)试验研究方法（经验方法） 优点、不足 (2)数学模型方法（半理论半经验方法） 必要性、广
泛被应用
化工单元操作
0.5 化工原理课程所回答的问题
• （1）如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进 行“过程和设备”的选择，以适应指定物系的特征，经济 而有效地满足工艺要求 （2）如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的 情况下，如何组织实验以取得必要的设计数据。 （3）如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操 作发生故障时如何寻找故障的缘由。