化工过程操作基础

1、设备大小、结构和材质的差异(工业装置大， 达到搅拌均匀难度大，为了强化传热，通常需在 装置中安装盘管式换热器、挡板和进、出料管等 内部构件) 2、热量和质量传递过程的差异(大装置往往搅拌 不均出现传热、传质死角) 3、操作手段和条件的差异 进料量、纯度不同；间歇过程与连续过程
对象与目的
化学家的事 •如何合成得到新物质？如何提取新物质？ 如何表征新物质？ 化学工程研究目标 •如何把化学家们的小试研究成果，开发放 大为中试，再开发为生产规模。是在科学 实验与化工生产之间架桥的工作，是直接 为人类服务的创造价值的劳动。
从实验室研究到工业化生产
实验室研究 小型模拟试验 概念设计 模型试验 中试
技术经济评价
基础设计
工程设计与建 立生产装置
化工解决的手段
•反应－合成新的物质(反应器) •蒸发－浓缩 •萃取与反萃－不同相 •吸收与解吸－不同态 •过滤－离心 •精馏－不同沸点 •干燥－不同沸点 •吸附－不同化学性质 •亲和－色谱 •动量－质量－热量的 传递（化工传递过程）
单位制
绝对单位制 •cm, g, s 简称CGS制，又称物理单位制
•m, kg, s简称MKS制，又称实用单位制
工程单位制
•米、千克(力)，秒，千克与千克(力)关系为质量 与重量的关系 SI制 m, kg, s, K, mol等
化学工程基础 主讲：刘庆林 助教：王颖
Email: qlliu@xmu.edu.cn
主要参考书-国内
1. 化工原理新版 (上、下)，天津大学出版社，1999 2. 化工原理学习指引 ，周荣琪，雷良恒编著 ，化学 工业出版社，1996
3. 化学工程基础，北京大学化学系《化学工 程基础》编写组编 ，高等教育出版社， 1983
化学与化工关系
无机化学
科 化
合成氨 硫酸制造 氯碱工业
工
分析化学 有机化学 物理化学 应用化学
化工原理
学 实 验 化 学 家
传递过程 反应工程 （还有： 分离工程 、化工热 力学、系 统工程）
石油化工 制糖业 制 漆 业
Байду номын сангаас生 产 化工专家
高分子
化学教育
电镀业 水泥、玻 璃制造业
化学实验研究与化工生产的差别
研究对象与解决的 问题
•研究对象—生产装置中化学变化过程、分离过 程、 物态变化过程 •任务— 寻找各生产过程的规律性，理论上指导 化工技术开发
• 具体流程请参见pp12 Fig.1-2
化学工程与基础科学的关系
•实验研究－化学 •实验—→中试过程－化学工程、传递过程、数学模拟 •过程设计－数学、机械、系统工程、自控 •应用领域－物理、生物、电子、环境、食品、 航空航天、海洋 等
主要参考书-国际
•手册类 Chemical Engineer’s Handbook •通用教材 Unit Operation •分类参考书
主要刊物
•化学工程 •化工学报 •化学反应工程与工艺
•Chemical Engineering Science, AIChE J
•分离工程类： Sep Sci Tech, Sep Puri method/Technology •环境、界面、食品
化学工程的发展
•20世纪初→“单元操作”概念(精馏、吸收等) •此后20年左右→化工传递过程理论(各不同单元操 作具有传热、传质和动量传递共性) •40年代→化学反应工程的研究(石油化工如催化裂 化、丁苯橡胶合成和原子能工程三项重大技术)
•50年代→形成“反应工程”
•化学工程核心—→ “化工传递过程”与“反应工程”