化工工艺导论.ppt

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❖ 1.4 化工过程分析
工艺过程的选择与确定
(1) 化工过程 化学过程一般分为三个步骤。 a)原料处理 净化、浓缩、混合、粉碎等。 b)化学反应 获得产品的关键步骤。将原料转化为产品，应注重产率。 c) 产品精制 将得到的混合物产物进行分离和提纯,注重纯度。 a)和c)主要是物理操作过程,称之为“单元操作”；b)是化学变化过
(3) 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
❖ 1.3 化工生产过程
❖ 1.3.1 化工生产过程的分类及特点 ❖ 1）间歇过程；设备简单，工艺控制容易，条件波动小，适于
小批量生产 ❖ 2）连续过程；占地面积小，产量大设备复杂，操作条件严格，
适于现代化大生产
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❖1.3.2 化工原料、材料 原料 化工生产中能全部或部分转化为产品的物质。主要有： 1）原料分子全部转为产品；如合成氨 2）原料分子部分转为产品；如硝基苯 3）原料分子发生分解；部分产物为产品 煤、空石气油：、包硫括铁N矿2、、O盐2和、惰石性灰气石体、；氟水磷：灰最石廉、价各的种原有料色；金矿属物：矿 等；生物原料：粮食、树木、农产品废弃物等。 材料 化工生产中除原料外所需的其它物质。如催化剂 化工设备用材料 化工机械、设备制造所需材料，包括金属材料 （黑色、有色金属及其合金），非金属材料（玻璃、陶瓷、塑 料等）
❖ 1.1.1 分类： ❖ 无机化工 ❖ (1)基本无机化学工业; (2)无机精细化工; 无机盐、试剂等; ❖ (3)电化学工业; (4) 硅酸盐工业 ❖ 有机化工 ❖ (1) 炼油业; (2) 石油化工（包括三大合成）; (3) 有机精细化
工; (4) 食品工业: 饮料等; (5) 油脂工业等。
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❖ 2.2.3 合成氨生产的主要步骤
无论采取何种工艺合成氨,都有下列三个步骤。 一）原料气的制备 1）利用固体燃料（焦炭或煤）的燃烧分解水蒸气，空气和焦
炭、煤反应制得氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳等混合物， 后将氮、氢外其余气体清除，得到较纯的合成气。 2）利用液体燃料（如重油、轻油）高温裂解或水蒸气转化、 部分氧化等办法制得氢气、氮气和一氧化碳的合成气。 3）利用气体燃料如天然气、或采用水蒸气转化法，部分氧化 法制得原料气；或焦炉气、石油裂化气，采用深度冷冻制得 氢气等。
润较高；4）综合性强；5）企业大型化
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❖ 1.2 化学工业发展简史
❖ 侯氏制碱法：原理是依据离子反应会向着离子浓度减小的方 向进行。也就是高中教材所说的复分解反应应有沉淀,气体和 难电离的物质生成。
(1) NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
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❖ 2.2.3 合成氨生产的主要步骤
二）原料气的净化 合成气的净化包括脱硫、脱碳（脱CO2）、CO变换。 依据原料气的不同来源所含成分不太一致。如以煤、石油来
源合成气中含有一定量的硫化物（H2S及各种有机硫）、CO、 CO2或部分灰尘、焦油等杂质，容易引起管道设备阻塞、催化 剂中毒，需要除去。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 1.1.2 精细化学工业 ❖ 定义：简称“精细化工”，是生产精细化学品的工业通称。
由化学合成、剂型、商品化三个部分组成； ❖ 两个基本特征：小批量、多品种；特定功能、专用性质 ❖ 特点：1）多品种；2）综合生产流程和多功能生产装置；3）
高技术密集度；4）商品性强 ❖ 1.1.3 化学工业在国民经济中的作用 ❖ 多行业、多品种；合成氨，“三酸两碱” ❖ 1.1.4 化学工业特点 ❖ 1）投资较高；2）高度机械化、自动化的连续性生产；3）利
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❖1.3.3 动力及公用工程 化工企业消耗的动力主要是热能和机械能；公用工程是指
化工企业中各车间都需要的设施，包括水、电、氮气等供应及 全厂加热、冷却、动力、采暖、通风等设施。 ❖1.3.4 化工产品、副产品和半成品 产品 定义：化工原料经过单元过程和单元操作而制得的可作 为生产资料或生活资料的成品物质都是产品。 例如：三酸二碱、化肥、农药、塑料、油品、化纤、涂料、药 物等。 副产品 生产出次要的、有一定价值的产品叫副产品。计算主产 品成本和进行核算时应考虑副产品价格。 半成品 在生产目的产物过程中，得到的阶段产物可以作为某车 间的产品称为半成品。
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第二章 合成氨生产工艺
❖ 2.2 合成氨生产概述
❖ 2.2.1 重要性 是氮素工业的基础，1）是氮肥的原料；2）制 造其它有机物的原料，如胺、磺胺、腈等；3）含氮物进一 步生产染料、炸药、医药、塑料等；4）对工业技术的发展 至关重要，如高压技术、煤的气化、深冷技术、催化技术等。
❖ 2.2.2 原料 氨合成需要三份氢、一份氮。氢来源于水或碳氢 化合物，如天然气（CO和CH4）、焦炉气（H2、CH4、CO）、 炼厂气（碳四以下的烷烃、烯烃以及氢气和少量氮气）、石 油加工副产品。氮来自空气－空分法：冷却后的压缩空气适 当减压以进一步降低温度，使空气部分冷凝为液体；空气燃 烧和部分氧化法：使氧气反应而得到氮气。
程, 称之为“单元过程”。分离、提纯工程在化工生产中占有非常重 要的地位,占总投资的50~80%。 (2) 过程的选择 工艺路线有多条,如何选择应考虑：
a) 技术上的可行性 实验室研究结果≠可以用来设计生产过程度，因 为放大会带来许多误差,必须逐步放大和完善。
b) 经济上的合理性 要进行成本核算,一定要有利润,否则不能生产。 核算成本一定要全面,例如：原料费（包括运费）、动力费、工资、设 备折旧、维修、管理费、财务费用（利息等）、增值税（增值部分 17%）、所得税等。企业规模、管理水平不一样,各项所占比例也不一 样。化工业前2项为主要成本,约占70~80%。
化工工艺导论
化学与环境科学学院
目录
❖ 第一章 绪论 ❖ 第二章 合成氨生产工艺 ❖ 第三章 炼油工业 ❖ 第四章 硫酸工业 ❖ 第五章 纯碱工业 ❖ 第六章 酯类制造
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第一章 绪论
❖ 1.1 化学工业
❖ 定义：生产过程中化学方法占主要地位的制造工业,即原料经 化学反应转化为产品的生产过程。包括：冶金、建材、造纸、 皮革、各种化工业。