精细化工单元操作过程与设备
《化工单元操作》课程标准
前言一课程基本信息课程代码020219课程类型理论实践课课程性质必修课课程属类化工技术类课程部门化工系开课单位化工原理教研室课程名称化工单元操作英文名称chemicalengineeringunitoperation计划课时120课程学分10分曾用名称化工基础适用专业应用化工技术有机化工生产技术高聚物生产技术精细化学品生产技先修课程高等数学物理物理化学机械制图计算技术建议选用教材化工单元操作何灏彦主编化工单元操作实训何灏彦主编化工单元过程课程设计王明辉主编二课程性质化工单元操作是应用化工技术专业的一门专业核心课其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景依据操作原理的共性分成为若干单元操作过程学习各单元操作的基本原理基本计算典型设备及生产中的操作控制方法
模块五 蒸发 教学目的：掌握蒸发的基本概念和单效蒸发的原理。 基本要求：掌握蒸发的定义、类型、流程和单效蒸发的原理。 重点与难点：蒸发的流程与原理。 教学内容：5.1蒸发设备 5.2单效蒸发 考核要求：掌握蒸发的基本概念、蒸发流程和单效蒸发的原理。 思考题（作业）： 模块六 干燥 教学目的：了解干燥的基本概念和原理，掌握干燥过程的计算和干燥器的选型。 基本要求：掌握湿空气的性质及湿度图。掌握干燥过程的物料衡算、热量衡算和恒定干燥 条件下干燥时间的计算。了解各种干燥器的性能、结构及适用范围。 重点与难点：干燥器的物料衡算与热量衡算；干燥速度与干燥时间。 难点：空气干燥器 的热量恒算。 教学内容：6.1 湿空气的热力学性质和湿度图
精细化工过程及设备培训讲义(PPT72页)
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观察各参数，基本因次有三个，取N， D，ρ为基本因次变量，那么，P， μ，g可用基本因次表示。以P为例：
P M L2 T 3 N T 1 D L M L3 M L1 T 1
g L T 1
P
N xDyz
T 0M 0 L0
M L2 T 3 T x Ly M z L 3z
z1
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3
y 3z 2
x 3
y
5
z 1
于是，得无因次数群： 同理，得
函数关系简化为 N p gRe, Fr
要计算y值，
1.0
Hj-叶轮距槽底深度
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反应器的计算
二. 工艺计算
优点：易实现自动控制，非生 产时间短，生产能力高、成本 下降，适合大规模生产
连续操作可将几个反应釜串连操作， 有最佳操作点，如图所示。
精细化工企业安全管理-工艺设备及单元操作
精细化工企业安全管理-工艺设备及单元操作一、反应设施及单元操作1企业应建立健全重点监管危险化工工艺和金属有机物合成反应（包括格氏反应）等的安全生产信息档案，明确起始分解温度、放热速率、放热量等热特性数据。
2涉及重点监管的危险化工工艺和金属有机物合成反应（包括格氏反应）的企业，应按照安全控制措施和操作规程的要求，结合工艺危险性分析与安全风险评估的结果，设置反应温度、压力、搅拌电流、物料进料、冷热媒进出等监控、超限报警、联锁及紧急切断设施。
3企业应采取防止物料错误投料和投料、出料顺序上操作失误的措施，反应投料过程中应采用可靠的跟踪和核查物料措施，对物料外包装上的安全标签进行双重复核确认。
4企业应采用密闭生产工艺，确因工艺需要，加料、出料、转料、分离、取样等场所应采取可靠的防物料外泄的技术措施。
5对涉及放热易造成移热失控且需控制加料速度的操作，应采用自动加料系统，并通过设置如限流孔板等固定不可超调的限流措施，精确控制加料，保持在预设的安全范围内。
6液体危险化学品物料的投料和转料应采用密闭方式。
固体物料的投料和转料应优先采用预先流体化（熔融、溶解、分散等）、机械输送、气力输送等密闭方式。
确需固体物料投料的，应结合投料过程产生粉尘的可能性设置除尘措施，并对尾气管线粉尘进行定期清理。
7催化剂、溶剂、添加剂等的小剂量配制，涉及易燃易爆挥发性物质、会产生有毒有害气体的，应设专用配制室（柜），采用仪器精确配置，其配制室（柜）应有机械通风并配备可燃有毒气体检测报警设施；相应生产设备的投料口附近应设局部排风设施。
涉及燃烧爆炸危险性物质的，应使用防爆设备。
8移动式罐（瓶）装烷基铝等自燃液体类别1的物料进料应设置独立的供料间。
供本厂房（装置）专用的自燃液体类别1供料间，当采用无门、窗、洞口的耐火极限为不低于4h的防火墙分隔时，可设置于本厂房(装置)首层一面贴邻，供料间门窗周围4m范围内相邻外墙应为防火墙。
供料间应配置相应的防液体泄漏、防流散、紧急切断、火焰探测及自动灭火等措施。
精细化工过程开发步骤详解
精细化工过程开发步骤详解精细化工过程开发的一般步骤是从一个新的技术思想的提出，再通过实验室试验、中间试验到实现工业化生产取得经济实效并形成一整套技术资料这一个全过程；或者说是把“设想”变成“现实”的全过程。
由于化工生产的多样性与复杂性，化工过程开发的目标和内容有所不同，如新产品开发、新技术开发、新设备开发、老技术及老设备的革新等。
但开发的程序或步骤则大同小异。
一般精细化工过程开发步骤示意如图。
综合起来看，一个新的精细化工过程开发可分为三大阶段，分述如下。
精细化工过程开发步骤示意图1.实验室研究(小试)实验室研究阶段包括根据物理和化学的基本理论、或从实验现象的启发与推演、信息资料的分析等出发，提出一个新的技术或工艺思路，然后在实验室进行实验探索，明确过程的可能性和合理性，测定基础数据，探索工艺条件等，具体事项说明如下。
(1)选择原料小试的原料通常用纯试剂(化学纯、分析纯级)。
纯试剂杂质少、能本质地显露出反应条件和原料配比对产品收率的影响，减少研制新产品的阻力。
在用纯试剂研制取得成功的基础上，逐一改用工业原料。
有些工业原料含有的杂质对新产品质量等影响很小，则可直接采用。
有些工业原料杂质较多，影响合成新产品的反应或质量，那就要经过提纯或别的方法处理后再用。
(2)确定催化体系催化剂可使反应速度大大加快，能使一些不宜用于工业生产的缓慢反应得到加速，建立新的产业。
近年来关于制取医药、农药、食品和饲料添加剂等的催化剂专利增长很快。
选择催化体系尽量要从省资源、省能源、少污染的角度考虑，尤其要注意采用生物酶作催化剂。
(3)提出和验证实施反应的方法、工艺条件范围、最优条件和指标包括进料配比和流速、反应温度、压力、接触时间、催化剂负荷、反应的转化率和选择性、催化剂的寿命或失活情况等，这些大部分可以通过安排单因素实验、多因素正交试验等来得出结论。
(4)收集或测定必要的理化数据和热力学数据包括密度、黏度、热导率、扩散系数、比热容、反应的热效应、化学平衡常数、压缩因子、蒸气压、露点、泡点、爆炸极限等。
化工车间主设备安全操作规程范本
化工车间主设备安全操作规程范本一、总则1. 为确保化工车间的安全生产和员工的人身安全，制定本规程。
2. 本规程适用于化工车间内的主设备安全操作，包括但不限于锅炉、压力容器、反应釜等设备。
3. 所有从事涉及主设备操作的人员必须严格遵守本规程的要求。
二、安全准备1. 在开始操作之前，必须检查设备的工作状态，确保其安全运行。
2. 确认所有相关的安全装置、保护设施是否正常工作，如防爆门、安全阀、压力表等。
3. 确保操作人员戴上符合规定的个人防护装备，包括安全帽、护目镜、防护服等，并保持手部干净。
三、设备操作1. 确认操作所需的工艺参数和操作程序，确保了解设备的正常运行要求。
2. 严禁擅自更改设备的工艺参数和操作程序，如有必要，必须经过主管人员批准。
3. 在操作设备过程中，必须专心致志，严禁分心、玩忽职守或进行与操作无关的活动。
四、应急措施1. 在设备操作期间，如发现任何异常情况，例如冒烟、漏液等，操作人员必须立即停止操作，并汇报给主管人员。
2. 在发生火灾等紧急情况时，操作人员应按照应急预案进行相应的处置，并迅速撤离现场。
3. 在进行紧急维修或排除故障时，必须采取适当的措施来保护操作人员的安全，并保证操作环境的安全。
五、操作台账1. 每次操作前必须填写操作台账，包括操作人员、操作时间、操作内容等信息。
2. 操作过程中如有异常情况，必须及时记录，并按照规定的程序上报。
3. 操作结束后，必须将操作台账及时归档，以备日后查看。
六、违规行为处理1. 任何违反本规程的行为都将受到相应的处罚，包括但不限于口头警告、记过、停职、辞退等。
2. 对于故意造成设备损坏或生产安全事故的行为，将依法追究刑事责任。
3. 对于发现他人违规操作的情况，应立即向主管人员报告，协助进行处理。
七、附则本规程根据化工车间的实际情况制定，经过相关部门的评审和批准后生效，并适用于全体操作人员。
对于不符合本规程的情况，将根据实际情况进行相应的修订和补充。
化工单元过程与操作
化工单元过程与操作化工单元是指利用化学原理、物理原理和工程技术，对原材料进行加工，生产出一种特定的化学产品的过程。
这种过程通常包括多个步骤和操作，如反应器、分离塔、过滤等。
这些步骤和操作的设计和实施直接影响化工单元的效率和安全性。
一、反应器反应器是化工过程中最基本的单元，它通常是一个大型的容器，容器内充满了化学原料和反应产物。
反应器通常有三种主要类型：批量反应器、连续流反应器和半连续流反应器。
批量反应器是一种适用于小规模生产的反应器，它在一段时间内将原料加进去，然后进行反应，最后得到产物。
连续流反应器是一种适用于大规模生产的反应器，原料流过反应器，进行连续反应。
半连续流反应器则是介于两者之间的一种反应器，它将原料以固定间隔或在固定位置输入反应器。
反应器的设计和操作关键在于控制反应过程，化学反应过程是一个复杂的动态过程，它涉及到多个变量，如温度、压力、倒出与加入速率等。
因此，对反应器的操作需要有精细的计量、调节和控制方案。
二、分离塔分离塔是一种用于将混合物中的不同成分分离出来的设备，在化工流程中具有重要的地位。
分离塔常见的类型包括蒸汽塔、精馏塔、萃取塔、吸收塔等。
精馏塔是化工过程中最常用的分离塔，它基于不同物质在不同环境下的沸点差异，将混合物分离成更纯的成分。
萃取塔则是利用化学反应的差异性，采用溶剂分离法对混合物进行分离。
吸收塔则是采用气体-液体接触的方式，将气体中的污染物和液体中的吸收剂接触起来，从而达到去除污染物的效果。
分离塔的设计和操作基于物质的性质差异和分离条件的变化。
例如，在精馏塔中，设计者需要合理地设置塔板布局、塔板筒快和塔壳形状等因素，确保分离过程达到预期效果。
三、过滤过滤作为化工过程中的一个重要的操作步骤。
它的主要作用是在化学反应中分离出来的固体杂质。
过滤操作通常分为重力过滤、压力过滤、离心过滤和真空过滤等。
重力过滤是将混合物置于筛网上进行筛选。
重力过滤速度较慢，对过滤物料的杂质容忍度较高。
化工过程与设备教学大纲.doc
《化工过程与设备》教学大纲一、课程基本信息课程编码：0801043B中文名称：化工过程与设备英文名称：Chemical Engineering Process and Equipment课程类别：专业选修课总学时：32总学分：2适用专业：化学先修课程：无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工基础二、课程的性质、目标和任务化工过程与设备是化学专业的选修课。
本课程的任务是使学生在学习化工基础的基础上，进一步了解化工过程与设备，从而为化工产品的生产与开发打下必要的工程基础，同时了解化学工程学把科研成果转化为生产力的基本观点和方法。
通过本课程的学习，使学生掌握过滤、精馏、萃取等化工单元操作及反应过程的基本原理，熟悉化工工艺过程与设备的基本理论，培养学生具备多组分精馏塔设计、复杂反应器评选与设计的能力，初步具备开发新产品、新工艺路线的能力。
三、课程教学基本要求本课程的学习要以无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工基础课程为基础，教师的教学方式以讲授为主，而学生的作业则多以实践练习的形式出现。
本课程是一门实践性很强的学科，学生仅仅靠理论的传输和认同是不可靠的，必须靠他们自身在生产环境中去实践、去体验。
通过课堂教学，学生应掌握釜式反应器、管式反应器、固定床反应器的设计与计算，掌握过滤、精馏等单元操作的基本原理与计算，建议课堂教学学时不少于32学时。
四、课程教学内容及要求第一章绪论（6学时）【教学目标与要求】1、了解化工过程中的一些基本概念。
2、理解工业反应器放大问题。
【教学重点与难点】工业反应器放大。
【教学内容】1.1化工生产的特点及其对反应设备的要求。
1.2反应器类型。
1.3反应器操作方式。
1.4反应器计算基本方程式。
1.5理想反应器。
1.6工业反应器放大。
第二章釜式反应器（9学时）【教学目标与要求】1、了解搅拌器的类型与釜式反应器相关一些基本概念。
2、理解间歇釜式反应器与连续操作釜式反应器体积的计算。
精细化工单元操作过程与设备(共36张PPT)
蒸发设备 标准蒸发器
蒸发器是蒸发操作单元的主要设备。生产 中使用的蒸发器的类型很多，按溶液的流动 方式主要分为单程型和循环多程型两大类。
蒸发器分类
单程型蒸发器( 薄膜蒸发器 )
循环多程型 蒸 发器
长管型 升膜蒸发器
圆筒型
降膜蒸发器
刮膜板型 式刮板蒸发器 离心型
中央循环管式蒸发器
悬框式蒸发器 外加热式蒸发器
鼓泡塔
圆柱形塔体内设挡板及鼓 泡器构成鼓泡塔式反响器 ，液体物料从塔顶参加， 从底部流出；气体物料从 塔底部通入，分散成气泡 沿液层上升，从塔顶排出 。
适用于气一液相反响及气一 固三相反响，是生产中应用 较广泛的气液反响设备。
结构简单、造价低、易控制 和维修；不同的选材可以适 用于腐蚀性的反响物料 ；用 于高压操作也很方便。
决定设备构造的因素主要有：物料的聚集状 态和混合物的稠度、混合的强度、操作温度 和压力、热效应和传热强度以及物料的化学 性质等。
最主要的影响因素: 传热强度和混合强度。
釜式反响器
大量用于气-液、液-液和液固相反响过程。常为圆筒形 ，容积可大可小，多带有夹 套、蛇管或列管等外表传热 构件；附有长温度计或热电 偶；能承受3×105～ 4×105Pa压力;反响罐内常装 有搅拌器。
结晶的过程主要分为 难点：如何进行生产生产设备的选择。
●按几何结构形式的不同，反响器可分为釜式、管式和塔式等类型。
两个阶段，即晶核的 ●按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。
塔体内部有塔板结构，可采用筛板或泡罩板，在每块塔板上，气体分散于液体中，故气体为分散相，液体为连续相。 ●化学去湿法——用石灰、硫酸、无水氯化钙等吸湿性物料除去湿(水)分，但这种方法费用高、操作麻烦，只适用于小批量固体物料去湿或除
化工过程与单元操作.
动量传递过程 流体输送，沉降，过滤，固体流态化等
热量传递过程 加热，冷却，冷凝，蒸发等
物质传递过程 蒸馏，吸收，萃取，结晶，干燥，膜分 离等
二、本课程的性质及任务内容：
1、 性质：技术基础课
2、 任务：
1）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性，经济而有效地 满足工艺的要求。
2）进行过程的计算和设备的设计。
3） 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。
3、内容
这门课主要就是研究各个单元操作的基本原理及设备。
三、基本概念： 1、 物料衡算 根据质量守恒定律，任何一个化工生产过程
F = d +A
F──输入物料质量的总和，kg d ──输出物料质量的总和，kg A──积累在过程中的物料质量，kg 此式是物料衡算的通式，可对总物料或其中某一组成 列出物料衡算式，进行求解。
导出单位：根据物理本身的物理意义，由有关基本 单位组合构成的
基本单位和导出单位构成一个完整的体系，称为单 位制。
2、单位换算： 物理量的单位换算
密度单位：g/cm3=10-3kg/10-6m3=103kg/m3 流量单位：150L/min=150×10-3m3/60s=0.0025m3/s 压强单位：1atm=1.033kgf/cm2=1.033/[10-4m]
在化工生产过程中，可以从物系平衡关系来推知其能否 进行以及进行到何种程度。平衡关系也为设备尺寸的设 计提供了理论依据。
4、过程速率：
何一个不处于平衡状态的物系，必然发生使物系趋向平
衡的过程，但过程以什么速率趋向平衡，这不决定于，目前过程速率是近似的采用除以阻力表
精细化工单元操作过程与设备
精细化工单元操作过程与设备一、引言精细化工指的是那些在纳米或微米等级上进行生产和操作的化工产品，它们被广泛应用于电子、医疗、航空航天、生物工程、新材料等领域。
在生产精细化工产品的过程中，需要使用精细化工设备，这些设备可以对反应介质、反应温度、反应时间和反应压力进行精确控制，并保证反应物料的纯度和产品的输出量。
为了实现高效和可控制性的生产，需要对精细化工单元的操作过程和设备进行深入了解。
二、精细化工单元操作过程2.1 反应过程精细化工反应过程是一个复杂和精密的化学反应系统。
它可以由多个阶段的反应组成，包括在恒温下进行的批量式反应、连续式反应以及生长反应等。
在这个过程中需要精确控制反应物的比例、混合速率、温度和pH等参数，设置合适的反应时间，以及实现过程中的气体、液体和固体等物料的输送和分离。
2.2 分离过程在化学反应过程中，需要对产生的产物和反应物进行分离。
这个过程是通过一系列的物理、化学反应和分离实现的，包括蒸发、结晶、沉淀、冷凝、过滤、离心、萃取和干燥等等。
在这个过程中需要使用一系列的设备，包括蒸发器、结晶器、冷凝器、离心机和干燥器等。
2.3 储存过程储存是化学过程中非常重要的一步，它直接影响下一步的操作和产品的质量。
化学物质的储存方式取决于其特性和用途，通常包括使用气体容器和液体容器等。
在储存过程中，需要将化学材料储存在密闭的环境中，防止与空气中的氧气、水和灰尘等发生反应。
三、精细化工设备3.1 反应器反应器是精细化工反应过程的核心部件，它有很多种不同类型的型号和体积，包括批量式反应器、连续式反应器和生产线反应器等。
反应器可以根据反应介质热平衡、搅拌、控制温度和压力等多种功能进行设置和操作。
3.2 蒸发器蒸发器是精细化工分离过程中的重要设备，可用于将溶解液或混合液中的少量固体物质蒸发掉，同时保留其他液态物质进行分离。
蒸发器包括单效蒸发器、多效蒸发器和薄膜蒸发器。
3.3 相整流塔相整流塔是精细化工分离过程中的另一个重要设备，可以对气体、液体和固体进行分离。
《化工单元操作》课程标准
《化工单元操作》课程标准学时学分：254（理论课时104，实训课时150）/13专业：精细化工、工业分析与检验专业先修课程：基础化学（无机、有机）、化工制图、化工设备基础、化工仪表及自动化等一、课程性质与定位1.本课程的性质《化工单元操作基础》是精细化工专业平台课程，其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，按操作原理的共性归纳成若干单元操作过程。
本课程主要学习各单元操作的基本原理、基本计算、典型设备及生产中的操作方法。
课程所涉及的知识和技能在实际生产中广泛应用，是培养学生专业能力的必不可少的课程。
2.本课程的作用通过本课程的学习，让学生知道常见化工单元操作基本原理、基本计算，掌握设备的基础知识和基本操作，具备生产一线工艺管理和维护的初步能力，并进一步提升学生的职业岗位能力和职业素养。
二、课程目标1．能力目标（专业能力）：（1）能应用伯努利方程计算流体输送；（2）能分析流体流动阻力的影响因素；（3）能进行化工用泵（离心泵、往复泵）的操作及常见故障处理；（4）能根据生产要求调节流体流量；（5）能正确操作压缩机、风机，并根据需要调节流量；（6）能分析影响非均相物料分离效率的因素，正确操作典型过滤设备；（7）能分析影响传热速率的因素，计算热负荷、传热面积；（8）能进行单效蒸发基本计算；（9）能进行二组分理想液体蒸馏的基本计算，分析影响蒸馏分离效率因素。
（10）能进行吸收的基本计算，分析影响吸收效率因素。
（11）能进行湿物料干燥物料衡算，分析影响干燥速率的因素。
2．知识目标：（1）理解化工单元操作中的四个基本概念，掌握单位之间的换算。
（2）掌握静力学基本方程式、流体连续性方程式、伯努利方程式及应用；掌握流体流动类型及判断的方法；掌握流体阻力计算方法，了解四种流量计工作原理。
（3）掌握离心泵的结构和工作原理；掌握离心泵主要性能参数流量、扬程、效率、轴功率；了解离心泵的特性曲线图；掌握影响离心泵特性的因素；了解管路特性曲线方程；掌握离心泵工作点定义及意义，掌握离心泵流量调节方法。
化工单元操作课后答案
化工单元操作课后答案【篇一：《化工单元操作技术》知识点、习题解答】ss=txt>一、填空题1.解答：该题目主要考核流体粘度的物理意义。
液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。
粘度的物理意义是促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。
3流、和折流四种。
解答：该题目主要考核间壁式换热器中两流体流动的四种方式：并流、逆流、错流、和折流。
4．某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是传热壁面上形成污垢，产生附加热阻，使k值下降。
解答：该题目主要考核影响热量传递的因素，主要为污垢热阻的增大使得k值下降。
5解答：该题目主要考核离心泵及旋涡泵的正确开启方法。
6解答：该题目主要考核离心泵和往复泵常用的流量调节方法。
7．降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是气体在室内的停留时间?应≥颗粒的沉降时间?t。
解答：该题目主要考核降尘室中颗粒可被分离的必要条件。
8解答：该题目主要考核过滤操作的两种方式：恒压过滤和恒速过滤。
9解答：该题目主要考核精馏塔的作用：提供气液接触进行传热和传质的场所。
10．空气进入干燥器之前一般都要进行了预热，其目的是提高，而降低空气的相对湿度。
解答：该题目主要考核空气进入干燥器之前一般都要进行了预热目的：提高空气干球温度，而降低空气的相对湿度。
二、选择题1．单位体积的流体所具有的质量称为（ b）。
a．比容b．密度c．压强d．相对密度解答：该题主要考核密度的基本概念，即为单位体积的流体所具有的质量。
解答：该题主要考核流体流动中雷诺准数的计算方法，即re?du? ??0.1?2?1000?2?105?31?10。
3．某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmhg和p2（真空度）=700mmhg，当地大气压为750 mmhg，则两处的绝对压强差为（ d ）。
精细化工过程及设备
观察各参数，基本因次有三个，取N， D，ρ为基本因次变量，那么，P， μ，g可用基本因次表示。以P为例：
P M L2 T 3 N T 1 D L M L3 M L1 T 1
g L T 1
P
N xDyz
T 0M 0 L0
M L2 T 3 T x Ly M z L 3z
第一章 釜式反应器
釜式反应器简介
▪ 反应体系：气－液、液－液、液－固 ▪ 结构：圆筒形，半球形盖和底，加料口，出
料口，人孔，测温、测压装置，防爆装置， 密封装置，搅拌装置，换热装置 ▪ 设计原则：出料口卸料15－30分钟，加料 管流速0.75-1.5m/s，压力通常承受3－4大 气压，其它性能符合工艺要求。
第二章 搅拌设备
▪ 基本概念： 搅拌（Agitation）： 混匀（Blending）： 混合（Mixing）：
搅拌的目的：混合和混匀
搅拌在化工中的应用：
叶轮的种类：
圆盘叶轮 涡轮式
开启叶轮
桨式
推进式
平直叶 锚式
折叶 螺带式
框式
流体在叶轮周围的流动：
Froude number
反应器的计算
二. 工艺计算
优点：易实现自动控制，非生 产时间短，生产能力高、成本 下降，适合大规模生产
连续操作可将几个反应釜串连操作， 有最佳操作点，如图所示。
（
）
优点：操作灵活，适合小批量生产。缺点：非生产时间长。
额定
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1
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教材错误！
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教材错误！
Re 4 w r
4.简述挡板的作用以及在不同物系中的安装方式。
精细化工过程及设备
主讲：杨绪壮
主要内容
精细化工过程与设备 第七课 精馏
精细化工工程与设备教材：《精细化工过程与设备》 主编： 杨春晖 郭亚军主讲：赵 平混合物的分离净化原料 纯化产物混合物分离为单一产物非均相混合物：气-液、气-固、液-气、液-液、液-固等； 分离手段：非均相混合物一般可用沉降、过滤等。
均相混合物：气-气、液-液、固-固等； 分离手段：一般用传质过程单元操作解决。
传质过程以及单元操作传质过程：物质借助扩散作用由一相转移到另一相的过程称为传质过程。
单元操作:单元操作1吸收2解吸3蒸馏4萃取5结晶6吸附7浸取8离子交换适用体系 气体混合物（氨-空气分离体系）液体混合物（吸收逆过程） 液体混合物 液体混合物液体混合物（溶液结晶分离）气体混合物、液体混合物 固体混合物（中药有效成分的分离） 液体混合物（水的软化）传质方向 气→液 液→气 气↔液 液→液 液→固 气→固 液→固 固→液液→固Chapter 7 蒸馏与精馏本章主要内容：概述 蒸馏和精馏的操作流程操作流程 特殊精馏塔设备1. 概 述蒸馏与蒸发的区别蒸馏：溶质和溶剂都具有挥发性； 塔顶和塔底都有可能是产品。
蒸发：溶剂挥发，溶质不挥发； 蒸发产品是被浓缩了的溶液。
互溶液体混合物的分离方法很多，其中常用的方法是蒸馏和精馏。
分类：1、按操作方式分类简单蒸馏：一次部分汽化冷凝 精馏： 多次部分汽化冷凝 特殊精馏：恒沸精馏、萃取精馏、2、根据原料的组分数目分类双组分精馏 多组分精馏3、操作流程的不同分类间歇精馏 连续精馏4、按操作压力分类常压精馏 减压精馏 加压精馏双组分的常 压连续精馏2. 蒸馏和精馏的操作流程蒸馏的基本原理液体混合物挥发度易挥发（低沸点、轻组分）组分 难挥发（高沸点、重组分）组分简单蒸馏流程简单蒸馏特点非定态，用于初步分离精馏原理（一）D, yDF, xFt 3’2’ 1’12 3W, xWxWxFyD多次部分汽化和部分冷凝可分别得到较纯的轻重组分；重复单级操作，流程复杂，能耗大，中间产品多，产品收率低。
精细化工习题及答案配复习资料
精细化工工艺习题1. 什么是“精细化工〞? 它的生产特性和经济特性是什么 ? 生产特性:１.小批量２.多品种３.综合生产流程和多功能生产装置４.高技术密集度５.大量应用复配技术６.商品性能经济特性 :１.投资效率高2.利润率高３.附加价值率高2. 何谓精细化率？目前世界兴旺国家及我国的精细化率分别为多少？①精细化率=〔精细化工产值/化学工业总产值〕×100%②兴旺国家的精细化率达60-70%,我过目前可能已经到达35-45%3. 一个新的精细化工过程开发分为哪几个阶段？化学合成或复配、剂型(制剂)加工、商品化(标准化)一个新的精细化工过程开发可分为三大阶段：〔1〕实验室研究〔小试〕：①、选择原料；②、确定催化体系；③、提出和验证实施反响的方法、工艺条件范围、最优条件和指标；④、收集或测定必要的理化数据和热力学数据；⑤、动力学研究；⑥、传递过程研究；⑦、材料抗腐蚀性能研究；⑧、毒性试验；⑨、质量分析。
〔2〕中试放大：①、预设计及评价；②、中试的任务；③、中试放大方法：a经历放大法；b局部解析法；c数学模型放大法；d相似模拟法。
〔3〕工业化生产试验4. 何谓正交实验？L9〔34〕的含义是什么？①是以正交表来安排和分析多因素试验的一种数理统计方法②L9〔34〕是最简的正交表，正交表是正交试验的设计工具。
5. 简要说明精细化工新产品的开发程序。
答：①. 选择研究课题。
②.课题可行性分析和论证：课题的意义、是否重复研究；科学和技术上的可行性与合理性；经济效益和社会效益。
③.实验研究，即所谓小试，考察生产方法、生产流程；寻找适宜的工艺条件和操作条件。
④.中间试验。
⑤.性能、质量测定和鉴定，权威机构检测和用户试用6. 理解根本概念：限制反响物:以最小化学计量数存在的反响物。
、过量反响物:某种反响物的量超过〞限制反响物〞完全反响的理论量，那么该反响物为过量反响物。
过量百分数:Ne: 过量反响物的物质的量Nt: 与限制反响物完全反响所消耗的物质量转化率:NAR : 某反响物A反响掉的量NA,in：向反响器输入量NA,out:从反响器输出量、选择性:某反响物转化成目的产物，理论消耗摩尔数占该反响中实际消耗掉的总摩尔数的百分数。
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精细化工操作：
单元反应
产物后处理 产品
蒸留、精留 吸收、吸附 萃取、结晶 冷凝、过滤 干燥
精细化工单元操作过程与设备
增塑剂生产工艺——DBP间歇式生产工艺
硫酸 活性炭 苯酐 丁醇
冷凝
醇水分离
醇水共沸物
酯化
中和
纯碱液
水洗
丁 醇
分离
水
成品
活性炭 压滤
脱色 脱醇
水
回收醇
稀醇脱水
精细化工单元操作过程与设备
蒸发操作可以在常压、加压或减压下的条件下 进行。
蒸发操作的流程根据对蒸汽的利用方法，可 分为单效蒸发流程和多效蒸发流程两大类。
蒸发流程
精细化工单元操作过程与设备
单效蒸发流程 单效蒸发流程不再利用溶液蒸发时所产生 的二次蒸汽，使用的设备简单、投资少，但热 能利用率相对较低，比较适用于规模不太大的 精细化工生产。 多效蒸发流程 为了降低能源消耗，可将生产中产出的二次蒸 汽加以利用，依次作为下一蒸发器的加热蒸汽。 一个蒸发器称为一效蒸发器，多个蒸发器串联 可构成多效蒸发器。常用的为2-4效多效蒸发 器。
精化生产中输送液体最常用的设备还是泵。
精细化工单元操作过程与设备
泵是实现液体输送或增压的机械。
泵的主要作用是输送液体包括水、油、酸碱液、乳化 液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合 物以及含悬浮固体物的液体。
泵通常按工作原理分为： ①容积式泵，如往复泵、回转泵、柱塞泵、齿轮泵、蠕 动泵、滑片泵等； ②动力式泵，如离心泵、轴流泵、旋涡泵等； ③其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液 泵等。
结晶的过程主要分 为两个阶段，即晶核 的形成和晶核的成长， 两者常常是同时进行 的。
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制备过饱和溶液的方法
●冷却法——自然冷却、间壁冷却、接触冷却 ●蒸发法——常压、加压、减压蒸发 ●真空蒸发冷却法——溶剂在真空的条件下迅
速蒸发而后绝热冷却 ●化学反应结晶法——调节溶液pH值或加入反
釜式反应器 动画
精细化工单元操作过程与设备
搅拌器
①浆式、锚式和框式搅拌器 ②涡轮式搅拌器 ③螺旋浆式搅拌器 ④螺带式搅拌器 ⑤消泡浆式搅拌器
（具体见讲义及“液体搅拌4-1-1”）
适用于低、中粘度的有桨式、涡轮式、旋桨 式等。
适用于高粘度的有大叶片、低转速搅拌器， 如锚式、框式、螺带式、螺杆式等。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/30
精细化工单元操作过程与设备
3.1 物料的输送
精细化工生产过程中涉及的物料形态常常是 固态、液态和气态三种。实现物料输送的设备 种类有很多，一般可分为：液体输送设备、固 体输送设备和气体输送设备三类。
精细化工单元操作过程与设备
3.1.1 液体物料的输送
液体物料形态种类很多。由于其粘性大小、腐蚀 性强弱不同，液体中可能悬浮固体和气体颗粒，温 度、压强也有高有低等等，因此液体输送中可选用 的设备种类很多。
3.1.2 固体物料的输送
固体物料的形态多样，包括粉末状、颗粒状、 大粒状、块状等等，对于不同形态的固体物料 应采用不同的输送方式及设备。
常见的固体物料输送设备见讲义。
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3.1.3 气体物料的输送
输送和压缩气体物料的设备统称为气体 压送机械。按其出口压力可分为：
●通风机(终压小于1.47×104Pa表压)， ● 鼓 风 机 ( 终 压 为 1.47×104Pa ～ 2.94×104Pa表压)， ●压缩机(终压大于2.94×104Pa表压)。
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干燥实例：
例1. 厢式干燥器 穿流式、厢式动画 例2. 流化床干燥器 动画1 动画2 例3. 带式干燥器 动画 例4. 对流干燥器 动画 例5. 气流干燥器 动画 例6. 转筒干燥器 动画 例7. 真空耙式干燥器 动画 例8. 中央进料双滚筒干燥器 动画
精细化工单元操作过程与设备
精细化工对生产工艺的要求：
在能够实现目标产品要求的前提下，工艺简单、流 程简短、条件不苛刻、操作方便、生产成本低、原料 来源广泛。
对实现生产工艺的设备要求：
满足生产工艺要求、安全可靠性高、使用耐久 性好、经济合理性佳。
生产工艺能否顺利实现，与设备的型式、结构、 尺寸以及操作条件等因素均密切相关。
精细化工单元操作过程与设备
2. 塔式反应器和床类反应器的种类、结构、特点及应用范围。 难点：如何进行生产生产设备的选择。
精细化工单元操作过程与设备
由于精细化工产品种类繁多，其生产工艺 千差万别，所采用的工艺单元操作过程有所不 同，对设备的要求也各有差异。
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原料
预处理
提纯、粉碎 干燥、熔化 溶解、蒸发 汽化、加热 冷却
①鼓泡塔 ②填料塔 ③板式塔 ④喷雾塔
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鼓泡塔
圆柱形塔体内设挡板及 鼓泡器构成鼓泡塔式反 应器，液体物料从塔顶 加入，从底部流出；气 体物料从塔底部通入， 分散成气泡沿液层上升， 从塔顶排出。
适用于气一液相反应及 气一固三相反应，是生 产中应用较广泛的气液 反应设备。
结构简单、造价低、易控制 和维修；不同的选材可以适 用于腐蚀性的反应物料 ；用 于高压操作也很方便。
悬浮液的分离 使固体颗粒与液体相分离的操作。 悬浮液的分离分为过滤和沉降两类。
精细化工单元操作过程与设备
影响过滤操作的因素 ——物料性质、过滤介质和过滤条件 。
物料性质的影响： ●物料中的固体颗粒具有不同的几何形状的影响； ●悬浮液中固体颗粒的粒径的影响； ●悬浮液的粘度、密度及固液间密度差的影响。
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粘度的影响： 料液粘度愈大，物料的过滤速度愈慢。 解决办法： ●提高悬浮液温度； ●加入絮凝剂或净化剂或助滤剂。
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物料的蒸发
将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行 浓缩的过程称为蒸发 。是精细化工生产常用的溶液 浓缩方式。
按操作温度可将蒸发分为在沸点温度下的 沸腾蒸发和低于沸点温度下的自然蒸发两大类。
管式反应器 特点: 传热面积大、耐压高、结构简单、
加工方便。
应:用适用于气相及均液相反应、气液相反应、有悬浮固
体或催化剂存在时的液固和气液固反应。在强放热反应 和高压反应时，有釜式反应器不具备的优势。特别适用 于高压反应、混合物为气体的反应体系
精细化工单元操作过程与设备
塔式反应器
适用于气液相逆流操作反应。 分类：
喷雾塔
喷雾塔系将液体分散于气体中，气 体为连续相，液体为分散相。塔体 内部可有搅拌装置或脉冲振动装置， 适用于气液、液液、液固等非均相 反应、气液相进行的快速反应及要 求伴随萃取的化学反应。
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①固定床 反应器
②移动床 反应器
③流化床 反应器
流化状态动画
床类反应器
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精细化工单元操作过程 与设备
2020/11/30
精细化工单元操作过程与设备
第三章 精细化工单元操作 过程与设备
一、本章基本要求 1.通过本章的学习，复习以前所学的有关化工设备方面的知识，明确精 细化工常用操作及设备。 2.掌握精细化工对生产工艺的要求及对实现生产工艺的设备的要求。 3.掌握反应设备的分类。 4.掌握塔式反应器和床类反应器的种类、结构、特点及应用范围。 5.了解精细化工生产中的分离操作及设备。 二、教学的重点和难点 重点：1.精细化工对生产工艺的要求及对实现生产工艺的设备的要求。
精细化工单元操作过程与设备
填料塔
塔内部有填充物，填充物 可为圆环、螺旋环或马鞍 环等，是广泛使用的气体 吸收设备。填料塔适宜于 处理气体物料量大而液体 物料量小的过程 。
板式塔
塔体内部有塔板结构，可 采用筛板或泡罩板，在每 块塔板上，气体分散于液 体中，故气体为分散相， 液体为连续相。适用于气 液相逆流操作的反应和要 求伴随蒸馏的化学反应。
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蒸发设备 标准蒸发器
蒸发器是蒸发操作单元的主要设备。生产 中使用的蒸发器的类型很多，按溶液的流动 方式主要分为单程型和循环多程型两大类。
蒸发器分类
单程型蒸发器 (薄膜蒸发器 )
循环多程型 蒸发器
长管型 升膜蒸发器 圆筒型
降膜蒸发器
刮膜板型 式刮板蒸发器 离心型
中央循环管式蒸发器 悬框式蒸发器 外加热式蒸发器
精细化工单元操作过程与设备
●干燥法除湿较为完全、规模灵活、干燥器投资 和维修费用小、便于操作，生产中常常与机械 去湿法结合使用，可达到经济有效的目的。
干燥方式
传导干燥 对流干燥
辐射干燥 介电加热干燥
精细化工单元操作过程与设备
●传导干燥是热能通过传热壁面以热传导的方式加热物 料，并以干燥介质或真空泵带走产生的蒸汽。设备可用烘 房、滚筒干燥器等。
精细化工单元操作过程与设备
鼓 风 机
压缩机
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旋片式 真空泵
真空泵：
水环真空泵
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3.2 物料的反应
精细化工产品的生产涉及的化学反应 很多，但反应的过程基本上是在反应器 内完成的，因此反应器是核心的设备。 正确选择反应设备的形式、结构尺寸、 确定最适宜的反应温度、浓度和物料流 动状态是精细化工生产能否达到工艺要 求的关键，是保证主产品的生成、分离 提纯和减少污染的关键。
应试剂 ●盐析法——加入一些物质(盐析剂)
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3.5.1 结晶设备
主要部件：
●热交换装置——改变料液的温度
●机械搅拌装置——获得大小均匀的晶体