化工工艺学基础知识

化工工艺学Chemical engineering

technics

化学工程与工艺专业

化工工艺学基刪

-1-1化学工业发展状况与趋势•1.2化工工艺学范畴与作用•13化工基本概念

•1.4化工原料准备

1.1化学工业发展状况与趋势

化学工业：泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。

化工工艺：指将原料物质经过化学反应转变为产品的方法与过程，包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。

化工工艺学：研究运用各种学科的知识，经济地、先进地将各种原材料生产出化工产品的技术、过程与方法，是化工产品生产的工程技术、诀窍和艺术。

亿1/!化学工业的地位与作•化学工业是国民经济的支柱产业之一•化学工业对人类影响深远

>■化学工业对其他行业的发展提供了基础•是国家规划重点产业之一

1.1.2a代化学工业发展趋势

2、向大型化、综合化.精细化发展

3.多学科合作.技术密集型生产

4＞能量合理利用与节能

5.资金密集投资回收快，利润高

6、安全与环保问题日益突出

•发展趋势

4、开发新技术.缩短新技术新工艺工业化周期，加快产品更新升级

2、最充分、彻底地利用原料

3、大力发展绿色化工

4、化工过程要高效.节能.智能化

1.1.3化学工业的原料与主要产品

•化学工业主要原料资源

1＞矿产资源

包括化学矿、煤炭、石油、天然气等

生物资源

主要是动植物资源

3、空气与水

4、海洋资源

常包括海水、海洋生物、海洋矿产等

5、工业副产品和废弃物

• 1.1.4化学工业主要产品分类

1.按使用原料分糜化工、石油化工.: 林产化工、天然药物

勰化工、矿产化工、生物Z ■

龙巒化吉钦幫萝化f、皮革化f'冶金化f'药物化硅酸盐、、无机酸纯祓、氯瞅无鬻辭U嗣、

5.按统计归口分

善盘舊丢F走郵号豔齋聚臺鬻I翦誇番览羊孵争藁舷. 3.菽产品归大类

无机化工、有机化工、高分子材料化工、精细化工

4.按产品行业和工业规模划分

硫酸.

1.2化工工艺学范畴与作用

.• 1.2.1化工工艺学研究内容

•生产工艺流程•生产工艺参数控制

•安全和环保措施

•贯穿以上内容的核心则是技术可行性和经济

性

11 >1工艺流程

'晶鑑劇豔敲所需的功

k 工艺流程图=如带控制点的工艺流程图，工q 艺物料图、物料平衡图、公用工程流程图、.辅助管道流程图、施工图等

・工艺流程简图：简单反映出物料流向、加h工步骤，了解操作单元，能量传递与利用.

■副产物与三废等

h工艺流程的组织：推论分析法、功能分析法、・形态分析法。

•2工艺参数

•工艺参数是化工工艺中的灵魂，用模块表示为

• 3安全与环保

丿安全是化工生产前提，必须保证人身安

全和设备正常运转，遵守卫生标准和要求

•环保则是化工生产可持续发展的必须。•安全与环保也是工艺学研究的主要内容。

4化工工艺的研究方法

•一般来说工艺研究方法有两个：

•A、从个别到一般，即从己有的个别生产，通过

化学工程的相关理论，归纳得到一些共性结论，

并可形成理论。

•B、从理论到实践，即由归纳的结论出发用来设

计和指导化工生产©

•研究5个板块：

■ 反应过程、原料、分离、产品后加工、三废治理1.2.2化工工艺学的地位作用

•化工工艺学是研究和指导化工生产的学科，

所以化工工艺与化学工程的发展紧密联系

在一起，相互依存，相互促进。

•任何化工企业都离不开懂化工工艺的技术人员。由此可见化工工艺学在化工生产中的地位和作用。

1.3化工基本概念

•1-3.1化工装置操作方式

优W1 畑礙孵容I踏蚂 |||^＞生产过程稳定、安全。通常大型化

工装置采• 2、间歇操作

按照反应的周期塞进彷

便于控制，对生耗小城量

鎚化工产品也比较方便。• 3＞半连续操作

介于以上二者之间容易准矚

,环保投

1.3.2化工过程主要效率指标

• 1、生产能力和生产强度•(1)生产能力：指一个设备、一套装置或一个

工厂在单位时间内生产的产品量或单位时间内处理的原科量©单位kg/hjc”為”d等

(2)生产强度：设备单位特征几何量的生产能力。单位汎kg/(hjn2)等

(3)有效生产周期

全年开工生产天数

开工因子=

•2、化学反应的效率-

•(1) ＞原子经济性__________________________ Pi—

AE=----------- xlOO%

£ FjMj F—反应物原料中各

类原子数. 4相应各类原子的相对质量。

(2)、环境因子合成效率ms

废物质量目标产物质量

•3、转化率、选择性、收率•(1)转化率

该反应物的起始量

• (2)选择性

_转化为目标产物的某反应物的量

二该反应物的转化总量

• (3)收率(产率)

丫二转化为目标产物的某反应物的量

该反应物的起始量

Y = SX

• 4、平衡转化率和平衡产率

、可逆反应平衡时达到的转化率和产率, 1 是可逆反应的极限值，工业实际产率都要■低于平衡产率。

■工艺学任务之一是通过热力学分析寻

li 找提高平衡产率的有利条件并计算平衡产

‘I 率。这也是实际工艺参数确定的因素之一。