天津大学 化工导论 课件 第一章 化工的地位与发展史
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《化工导论》课件
氯碱生产工艺流程
介绍氯碱生产的基本原理、原料 、工艺流程、主要设备及操作要 点，以及三废处理和安全生产方 面的要求。
化工企业生产实践案例
1 2 3
某石化企业的生产实践案例
介绍该企业的生产概况、工艺流程、主要设备及 操作要点，以及企业在节能减排和安全生产方面 的实践经验。
某化肥企业的生产实践案例
阐述该企业的原料、反应原理、工艺流程及主要 设备，同时介绍企业在提高能效和环保方面的具 体措施。
结合典型化工事故案例，分析事故原 因、后果及应对措施，提高安全意识 。
化工环保技术
化工环保概述
废水处理技术
介绍化工环保的基本概念、主要问题和应 对策略。
阐述化工废水的来源、特点及常用的废水 处理技术，如物理法、化学法、生物法等 。
废气处理技术
固废处理与资源化利用
介绍化工废气的来源、危害及常用的废气 处理技术，如吸附法、吸收法、催化燃烧 法等。
《化工导论》ppt课件
目录
• 化工概述 • 化工基础知识 • 化工工艺流程 • 化工设备 • 化工安全与环保 • 化工实践与案例分析
CHAPTER 01
化工概述
化工的定义与分类
总结词
化工是一门将原料经过化学反应转变为具有特定性质的产品的工业，主要分为石油化工、基础化工和精细化工三 大类。
详细描述
废水处理
通过物理、化学和生物 方法处理废水中的有害 物质，达到排放标准。
废渣处理
对生产过程中产生的废 渣进行合理处理和利用 ，减少对环境的负担。
环境保护措施
加强生产过程中的环保 意识，采取有效措施减 少对环境的负面影响。
CHAPTER 04
化工设备
反应器
《化工导论》PPT课件
精选PPT
20
蒸馏分离举例
在容器中将苯和甲苯的混合溶液加热使之部分气化，由 于苯的挥发性能比甲苯强（即苯的沸点比甲苯低），气 化出来的蒸气中苯的浓度要比原来液体的高。从容器中 将蒸气抽出并使之冷凝，则可得到苯含量高的冷凝液。 显然，残留液中苯的含量要比原来溶液低，即甲苯的含 量要比原来溶液高。这样，溶液就得到初步的分离。
32
第三节 化学反应工程
1、化学反应工程的任务和内容
化学反应工程主要研究内容有 两方面，一是对化学反应规律的 研究，二是对反应器中传递规律 的研究。
精选PPT
33
2、化学反应的操作方式
（1）间歇式操作
一批物料投入反应器后，经过一 定时间的反应，再取出来的操作方 法。通常在实验室及小批量生产的 情况下采用。间歇操作时由于物料 浓度和反应速率在不断变化，所以 不是一个定常态过程。
B.税金
（4）提高经济效益的途径:
A.增加产出的价值； B.减少投入，降低消耗，降低成本。
精选PPT
57
<第六章 习题>
简答题 1、化工基本单元操作理论基础在于三种传递过程，说
出这三种传递过程是什么。 2、化工单元操作基本定义是什么？列举六种化学工业
中常见的单元操作。 3、简答蒸馏单元操作的基本原理和目的。 4、简答吸收单元操作的原理和不同的应用方面。 5、常见的化学反应器有哪三种形式？ 6、化学反应有哪两种基本操作方式，说出它们的特点
精选PPT
34
（2）连续式操作
是反应物料连续地通过反应器的 操作方式，随着物料流动，反应过 程不断进行，直至完成反应。一般 用于产品品种比较单一而产量较大 的场合。其特点是产量高、节约能 源、操作简单、产品质量稳定。
化工原理第1章课件PPT
贾绍义 《化工原理》（下册）授课课件 在本课件制作过程中，得到天津大学化工学院化工系的有关教师的 指导和帮助，在此致以诚挚的感谢！由于制作者水平所限， 本课件不妥之处甚至错误在所难免，恳请用户批评指正。 制作者 2008年12月
1
学时安排
总学时48
绪论 第1章 流体流动 第2章 流体输送机械
1学时 13学时 8学时
m pM V RT
T0 pM 22.4Tp0
24
流体的密度
(2)混合物的密度 液体混合物，混合前后体积不变
1
组分的 质量分 数 组分的体 积分数
m
x wA
A
x wB
B
...
x wn
n
气体混合物，混合前后质量不变
m A x VA B xVB ... n x Vn
29
一、牛顿黏性定律
牛顿型流体(Newtonian fluid)
遵循牛顿黏性定律的流体为牛顿型流体。
所有气体和大多数低分子量液体均属牛顿 型流体，如水、空气等。
30
一、牛顿黏性定律
非牛顿型流体(non-Newtonian fluid)
凡不遵循牛顿黏性定律的流体为非牛顿型 流体(non-Newtonian fluid)。
13
三、课程的学习要求
①单元操作设备的选择能力。 ②工程设计能力。
③操作和调节生产过程的能力。
④过程开发或科学研究能力。
14
绪 论
0.1 化工原理课程的性质和基本内容 0.2 单位制和单位换算
15
一、 物理量的单位
1.基本单位和导出单位 基本单位：质量、长度、时间和温度。 导出单位：速度、密度、加速度。 2.绝对单位制和重力单位制 绝对单位制：长度、质量、时间。 重力单位制：长度、时间和力。
现代化工与高新技术课件 第10章--1-化工导论
1. 防止废物的生成比在其生成后再处理更好。 2. 设计的合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进入产品之
中。 3. 设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均
应对人体健康和环境无毒、无害（包括极小毒性和无毒）。 4. 化工产品设计时，必须使其具有高效的功能，同时也要减少其毒性。 5. 应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可避免，也要选用
O
氯醇法二步制备原子利用率: 31%。
H2O2 + CH3 CH =CH2
CH3
新工艺 原子利用率: 76.32%。 新型钛硅(TS-1)催化剂的使用
CH
CH2 + H2O
O
10.3.2 使用无毒无害原料及可再生资源
[例10-4] 利用苄氯羰化合成苯乙酸新工艺 (取代氢氰酸路线)
[例10-5] 生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙醇等有机品
人类从过于自信人类自己的创造力，忽视自然对人类的反 作用到重视环保、倡导社会与经济协调发展的道路，正是 社会与文明的进步。
10.2 绿色化学的兴起
10.2.1 绿色化学的兴起与原则
10.2.2.1 环保治理的三个发展阶段 10.2.2.2 绿色化学的基本原则
10.2.2 绿色化学与化工的定义 10.2.3 世界各国重视绿色化学与化工
煤 840 21.8 5720 13440 262 617
* R2=R1+尚未发现的储量
警钟: 非再生资源的有限性,开源节流必要性
10.1 传统化工面临的挑战
10.1.2 传统化工对生态环境的污染
化工三废对生态环境的影响 废气: CO2的超量排放使地球变暖；含硫气体的超量排放形成酸雨；
氯烃对臭氧层的破坏, 挥发性有机溶剂形成光化学雾…….
中。 3. 设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均
应对人体健康和环境无毒、无害（包括极小毒性和无毒）。 4. 化工产品设计时，必须使其具有高效的功能，同时也要减少其毒性。 5. 应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可避免，也要选用
O
氯醇法二步制备原子利用率: 31%。
H2O2 + CH3 CH =CH2
CH3
新工艺 原子利用率: 76.32%。 新型钛硅(TS-1)催化剂的使用
CH
CH2 + H2O
O
10.3.2 使用无毒无害原料及可再生资源
[例10-4] 利用苄氯羰化合成苯乙酸新工艺 (取代氢氰酸路线)
[例10-5] 生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙醇等有机品
人类从过于自信人类自己的创造力，忽视自然对人类的反 作用到重视环保、倡导社会与经济协调发展的道路，正是 社会与文明的进步。
10.2 绿色化学的兴起
10.2.1 绿色化学的兴起与原则
10.2.2.1 环保治理的三个发展阶段 10.2.2.2 绿色化学的基本原则
10.2.2 绿色化学与化工的定义 10.2.3 世界各国重视绿色化学与化工
煤 840 21.8 5720 13440 262 617
* R2=R1+尚未发现的储量
警钟: 非再生资源的有限性,开源节流必要性
10.1 传统化工面临的挑战
10.1.2 传统化工对生态环境的污染
化工三废对生态环境的影响 废气: CO2的超量排放使地球变暖；含硫气体的超量排放形成酸雨；
氯烃对臭氧层的破坏, 挥发性有机溶剂形成光化学雾…….
化工设计概论-天津大学 PPT
（主教材）
2、《化工技术经济》，苏健民主编，北京，化学 工业出版社，2005年。
3、《化工系统分析与模拟》，彭秉璞主编，北京， 化学工业出版社，2006年。
4、《化学工程手册》，时钧、汪家鼎、余国琮、 陈敏恒主编，北京，化学工业出版社，2002年。
5、《化工设计手册》，上海医药工业设计研究院 主编，北京，化学工业出版社，2006年。
展
明近代化学工业的形成。
阶 段
③、现代化学工业：上世纪40年代开始，
随着合成橡胶、石油炼制、合成纤维工业
的迅速发展，随着化工单元操作理论的日
益成熟，在科学技术和生产规模二个层面
上，揭示现代化学工业开始形成。
2、化学工业属于过程工业型制造业 （流程型制造业）
离散型制造业
现代制造业
（例如汽车工业等）
过程工业型制造业（又称“流程型制造 业”）
化学工业绝不是所谓的“夕阳工业”、“夕 阳产业”，它现在仍然正在平稳高速的发展， 将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的 发展速度是其全部工业平均增长速度的2.69倍。 2000年～2010年预计为2倍以上。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工 业总量的30％左右，是美国为数不多在国际贸 易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
除此之外，国内还有10余个版本的“化工设 计”教材，它们的侧重面不尽相同，有兴趣的同 学，可以看看这些教材作为参考。
限于学时， “化工设计概论”课程课堂教学 内容按教学大纲的要求，主要集中在教材的第1、 2、3、7章。其它章节，同学们可先自学，在大 学三年级下学期再讲授。
化工厂设计
化工工艺设计（核心）
2、《化工技术经济》，苏健民主编，北京，化学 工业出版社，2005年。
3、《化工系统分析与模拟》，彭秉璞主编，北京， 化学工业出版社，2006年。
4、《化学工程手册》，时钧、汪家鼎、余国琮、 陈敏恒主编，北京，化学工业出版社，2002年。
5、《化工设计手册》，上海医药工业设计研究院 主编，北京，化学工业出版社，2006年。
展
明近代化学工业的形成。
阶 段
③、现代化学工业：上世纪40年代开始，
随着合成橡胶、石油炼制、合成纤维工业
的迅速发展，随着化工单元操作理论的日
益成熟，在科学技术和生产规模二个层面
上，揭示现代化学工业开始形成。
2、化学工业属于过程工业型制造业 （流程型制造业）
离散型制造业
现代制造业
（例如汽车工业等）
过程工业型制造业（又称“流程型制造 业”）
化学工业绝不是所谓的“夕阳工业”、“夕 阳产业”，它现在仍然正在平稳高速的发展， 将来必将持续快速发展。
1990年～1999年，美国、欧盟化学工业的 发展速度是其全部工业平均增长速度的2.69倍。 2000年～2010年预计为2倍以上。
美国化学工业的规模一直雄居世界化学工 业总量的30％左右，是美国为数不多在国际贸 易体系内具有贸易顺差的制造业之一。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
除此之外，国内还有10余个版本的“化工设 计”教材，它们的侧重面不尽相同，有兴趣的同 学，可以看看这些教材作为参考。
限于学时， “化工设计概论”课程课堂教学 内容按教学大纲的要求，主要集中在教材的第1、 2、3、7章。其它章节，同学们可先自学，在大 学三年级下学期再讲授。
化工厂设计
化工工艺设计（核心）
化工原理课件(天大版)
综合计算
涉及多个物理过程和化学反应的复杂传质过程的计算，需要对各个过程进行分别 处理，并综合考虑各过程之间的相互影响。
分子扩散传质及传质过程的计算
分子扩散
物质分子在运动过程中，从高浓度区 域向低浓度区域的定向迁移，产生物 质传递现象。
传质过程计算
根据分子扩散定律，通过求解浓度场 和扩散系数等参数，实现对传质过程 的模拟和预测。
01
流体的密度、压强、黏度等物理 性质的定义和测量方法。
02
流体静力学基本方程的推导和应 用，包括压力、重力和惯性力对 流体平衡状态的影响。
流体流动的基本方程及流量测量仪表
流体流动的基本方程，如质量守恒、 动量守恒和能量守恒方程。
流量测量仪表的工作原理和应用，如 节流式、涡轮式、电磁式和超声波式 流量计等。
化工原理课件(天大版)
汇报人：
2023-12-10
目录
• 化工原理绪论 • 流体流动 • 传热学 • 传质学 • 化工设备 • 化学反应工程 • 化工过程的控制与优化
01
化工原理绪论
化工原理的研究对象和内容
化工原理研究对象
以化学工程中各种单元操作（动 量传递、热量传递和质量传递） 为研究对象，研究其原理、方法 和过程。
05
化工设备
化工设备的基本类型及结构特点
分离设备
用于将混合物中的不同组分分 离出来的设备，如离心机、过 滤器等。
储罐和容器
用于储存和容纳液体的设备， 如储罐、水池等。
反应设备
用于化学反应的设备，如反应 釜、反应塔等。
换热设备
用于将热能从一个物质传递到 另一个物质的设备ห้องสมุดไป่ตู้如热交换 器、蒸发器等。
输送设备
涉及多个物理过程和化学反应的复杂传质过程的计算，需要对各个过程进行分别 处理，并综合考虑各过程之间的相互影响。
分子扩散传质及传质过程的计算
分子扩散
物质分子在运动过程中，从高浓度区 域向低浓度区域的定向迁移，产生物 质传递现象。
传质过程计算
根据分子扩散定律，通过求解浓度场 和扩散系数等参数，实现对传质过程 的模拟和预测。
01
流体的密度、压强、黏度等物理 性质的定义和测量方法。
02
流体静力学基本方程的推导和应 用，包括压力、重力和惯性力对 流体平衡状态的影响。
流体流动的基本方程及流量测量仪表
流体流动的基本方程，如质量守恒、 动量守恒和能量守恒方程。
流量测量仪表的工作原理和应用，如 节流式、涡轮式、电磁式和超声波式 流量计等。
化工原理课件(天大版)
汇报人：
2023-12-10
目录
• 化工原理绪论 • 流体流动 • 传热学 • 传质学 • 化工设备 • 化学反应工程 • 化工过程的控制与优化
01
化工原理绪论
化工原理的研究对象和内容
化工原理研究对象
以化学工程中各种单元操作（动 量传递、热量传递和质量传递） 为研究对象，研究其原理、方法 和过程。
05
化工设备
化工设备的基本类型及结构特点
分离设备
用于将混合物中的不同组分分 离出来的设备，如离心机、过 滤器等。
储罐和容器
用于储存和容纳液体的设备， 如储罐、水池等。
反应设备
用于化学反应的设备，如反应 釜、反应塔等。
换热设备
用于将热能从一个物质传递到 另一个物质的设备ห้องสมุดไป่ตู้如热交换 器、蒸发器等。
输送设备
化工导论PPT课件
3.1 石油的概念、组成、特点
● 含碳氢化合物，深褐色液体，相对密度一般为0.75~1之间， 比水轻，储藏在地表深处，可以燃烧。 ● 组成: 原油是由各种烃类组成的混合物，烃类主要由烷烃、 环烷烃、芳烃组成。
原油组成的特点:
● 原油中各类烃类分子含碳原子的个数从1个到几百个。 ● 同一种原油中各种烃类在各个馏分中的分布差异很大。 ● 不同的原油，各族烃类含量相差很大。
包括三个工序：
● 原油预处理（脱盐、脱水、脱杂质）；
● 原油常压蒸馏：将原油加热到360-370℃进入常压塔，塔顶得到汽油馏分 （直馏汽油，也叫石脑油）,塔不同塔板处（侧线）得到煤油，轻柴油， 重柴油；
● 原油减压蒸馏：将沸点高于350℃,如裂化原料和润滑油的部分分离出来, 温度要控制在420℃以下。
1.1.6 化工的特点： 品种多 原料、生产方法和产品的多样性和复杂性 能耗巨大 化工生产过程条件变化大 知识密集、技术密集和资金密集 实验与计算并重 使用外语多
1.2 化工在国民经济中的作用
化工为其它工业部门提供必需的物质基础与人们的衣、食、 住、行息息相关。
化工与农业——化肥、农药、植物激素及生长调
第2章 无机化工
2.1无机化工的特点
无机化工是历史上发展最早的化工部门 无机化工产品是用途广泛的基本化工原料 与有机化工产品相比，无机化工产品品种少，工艺过程相对简
单 新型无机化工产品逐渐形成新的无机化工产业
2.2 无机化工原料
无机化学工业的原料来源很广，大致可分五大类：空气、 水、化学矿物、化石燃料（煤、石油、天然气等）及工业农业副 产品。
世界化学工业发展史 古代的化学加工 近代的化学工业 现代化学工业
中国化学工业发展史 我国近代的化学工业 新中国的化学工业
【大学课件】化工的历史与发展PPT
纸厂
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M27enu
电子纸
所谓的电子纸，与我们常见一般纤维纸不同， 是一种包含许多”微小球体”（胶囊）的”导 电””高分子”材料，其外表与特征与一般的 纸一样，具有柔软度又可重复显示数据。 在电子纸技术之中，微小球体的大小代表显示 器像素（Pixel）大小，其中微小球体的特色是 会受到外在电压的驱动而改变其状态。 电子纸导电的特色为可受到外界驱动电压的改 变，因此材料需要是电的导体，最后电子纸使 用高分子材料是强调其可饶性（flexible）的特 色，因此可以像一般纸一样的挠曲。
第二章
精选课件ppt
1
第二章 化工的历史与发展
2.1 化 工 的 起 源
2.2 化 工 的 发 展 历 程
2.3 化 工 传 统 产 业
2.4 化 工 的 未 来 的 趋 势
2.5 结 语
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M2enu
化工的起源
化工或化学的始祖:亚里斯多德 (Aristotle, 公 元前384-322年) or 老子? 中国古代炼丹术
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M23enu
制革工业
以前制革家都凭着古人累积的经验， 艺术的成分大于科学，自从有了温度 计、比重计，制革业便逐渐科学化。
由于工业仪器的进步，更能有效的控
制人造制革的化学反应，加上工业装
置的进步，制革业已成为化工产业的
一部门。
精选课件ppt
M24enu
人造皮革 (artificial leather) 又称「合成皮」或 「合成皮革」系指外观﹑手感似皮皮革并可代 替其使用的塑料制品。通常以织物为底基﹐涂 覆由合成树脂添加各种塑料添加剂制成的配混 料制成。
1885年，在超过90个国家设有分公司，其产品销售遍及170多个国家。
天津大学_化工导论_课件_第一章_化工的地位与发展史
与国防有关的化工产品
1.3 化学工业发展史
世界化学工业发展史
古代的化学加工 近代化学工业的兴起 现代化学工业
中国的化学工业发展史
我国的近代化学工业 新中国的化学工业
古代的化学加工
追溯到远古及古代: 没有工业，但化学加工方法已开 始影响到人们生活。如 制陶、酿造、染色、冶炼、制 漆、造纸以及医药、火药、肥皂等。
（4）我国统计的方法，把化学工业划分为下列各种工业： 合成氨及肥料工业、硫酸工业、制碱工业、无机物工业 （包括无机盐及单质），基本有机原料工业、染料及中间 体工业、产业用炸药工业、化学农药工业、医药药品工业、 合成树脂与塑料工业、合成纤维工业、合成橡胶工业、橡 胶制品工业、涂料及颜料工业、信息记录材料工业（包括 感光材料、磁记录材料）、化学试剂工业、军用化学品工 业，以及化学矿开采业和化工机械制造业等。
化工导论
第1章 化工的地位与发展史
1.1 化工概述 1.2 化工与国民经济的关系 1.3 化工发展史
化工的含义
化学工业、化学工程和化学工艺的总称 或其单一部分都可称为化工。
“化工”的范围不断扩充，并形成新的 名词,如: 环境化工、化工自动化、化工 过程模拟、化工技术经济、化工安全等。
化工可以分别指化学工业、化学工程和 化学工艺，也可指其综合。
1749年 英国建立用铅室法生产硫酸的工厂。 1971年 吕布兰获取 以食盐为原料制得纯碱： 副产
氧化氢制盐酸、氧气、 漂白粉等， 纯碱又可经苛化 生成烧碱。 18世纪后期，炼铁用焦碳量大大增加，使煤化工产生。 1763年 在英国产生了蜂窝式煤气炉，提供了大量焦 碳。 1792年 开始用煤生产民用煤气。
化工与国防
火炸药工业是广义化学加工工业的重要组成部 分，它的生产工艺及设备与一般化学工业，特 别是燃料工业、制药工业十分相近，具有相同 的操作和过程。
1.3 化学工业发展史
世界化学工业发展史
古代的化学加工 近代化学工业的兴起 现代化学工业
中国的化学工业发展史
我国的近代化学工业 新中国的化学工业
古代的化学加工
追溯到远古及古代: 没有工业，但化学加工方法已开 始影响到人们生活。如 制陶、酿造、染色、冶炼、制 漆、造纸以及医药、火药、肥皂等。
（4）我国统计的方法，把化学工业划分为下列各种工业： 合成氨及肥料工业、硫酸工业、制碱工业、无机物工业 （包括无机盐及单质），基本有机原料工业、染料及中间 体工业、产业用炸药工业、化学农药工业、医药药品工业、 合成树脂与塑料工业、合成纤维工业、合成橡胶工业、橡 胶制品工业、涂料及颜料工业、信息记录材料工业（包括 感光材料、磁记录材料）、化学试剂工业、军用化学品工 业，以及化学矿开采业和化工机械制造业等。
化工导论
第1章 化工的地位与发展史
1.1 化工概述 1.2 化工与国民经济的关系 1.3 化工发展史
化工的含义
化学工业、化学工程和化学工艺的总称 或其单一部分都可称为化工。
“化工”的范围不断扩充，并形成新的 名词,如: 环境化工、化工自动化、化工 过程模拟、化工技术经济、化工安全等。
化工可以分别指化学工业、化学工程和 化学工艺，也可指其综合。
1749年 英国建立用铅室法生产硫酸的工厂。 1971年 吕布兰获取 以食盐为原料制得纯碱： 副产
氧化氢制盐酸、氧气、 漂白粉等， 纯碱又可经苛化 生成烧碱。 18世纪后期，炼铁用焦碳量大大增加，使煤化工产生。 1763年 在英国产生了蜂窝式煤气炉，提供了大量焦 碳。 1792年 开始用煤生产民用煤气。
化工与国防
火炸药工业是广义化学加工工业的重要组成部 分，它的生产工艺及设备与一般化学工业，特 别是燃料工业、制药工业十分相近，具有相同 的操作和过程。
1.11化工基础第一章绪论课件
液
供热汽化溶剂
溶质的分离
传递过程
动量传递 动量传递
动量传递 动量传递
热量传递
热量传递
而化学反应，也类似于单元操作，我们 按其反应的特点，寻求共性，提炼出诸多单 元操作。
“动量传递、热量传递、质量传递”， 这三种传递过程和化学反应工程，即“三传 一反”，构成化学工程学研究的一条主线。 也就是我们这门课程的主要内容。
三、本课程的学习目标
1、了解化学工业的发展史。 2、具备化工设计的初步能力。 3、具备用工程技术语言进行沟通和交流的能 力。 4、具有绿色发展、节能降耗的理念，具有严 谨治学、环境保护的意识，具有爱国主义情怀。
一、化学工业在国民经济中 的地位与作用
化学工业是国民经济的重要部门之一，在各国经 济发展中占据举足轻重的地位。一般占工业产值的710%甚至更高。
过去几十年，世界化学工业以高于世界经济增长率 20%-30％的速度发展。
在我国，化工产业大约占GDP的12-15%左右。
因此说： 化学工业的发展，反映了人类对化
常见的单元操作
单元操作 目的
物态
原理
流体输送
输送液或气输入Fra bibliotek械能搅拌
混合或分离
气-液
输入机械能
液-液,固-液
过滤 非均相混合物分离 气-固,固-液 尺度不同的截留
沉降 非均相混合物分离 气-固,固-液 密度差引起的
沉降运动
加热,冷却 升温,降温,改变 气或液 利用温差传入
相态
或移出热量
蒸发
溶剂与不挥发性
工产品日益增加的需求，显示出它在人 类社会生活中的作用越来越重要。
二、化工生产过程分析
化工生产过程，可看做是：物理过程和化学过 程的组成。
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化学与化工(2) 化学与化工(2)
从事技术研究的"工程师" 从事技术研究的"工程师"关心的是将科 学知识, 学知识,规律和理论用于最有效地改变和 利用自然资源, 利用自然资源, 生产或制造各种产物和器 物,以有利于人类.技术研究在高等教育 以有利于人类. 中一般属于工科. 中一般属于工科.
理科和工科的专业背景和兴趣均不 但他们共同构筑了科学与技术, 同,但他们共同构筑了科学与技术, 形成了第一生产力
化工导论
第1章 化工的地位与发展史
1.1 化工概述 1.2 化工与国民经济的关系 1.3 化工发展史
化工的含义
化学工业,化学工程和化学工艺的总称 化学工业,化学工程和化学工艺的总称 或其单一部分都可称为化工 都可称为化工. 或其单一部分都可称为化工. "化工"的范围不断扩充,并形成新的 化工"的范围不断扩充, 名词, 环境化工,化工自动化, 名词,如: 环境化工,化工自动化,化工 过程模拟,化工技术经济,化工安全等. 过程模拟,化工技术经济,化工安全等. 化工可以分别指化学工业, 化工可以分别指化学工业,化学工程和 化学工艺,也可指其综合. 化学工艺,也可指其综合.
化学工业
(3)按化学特性分:分为无机化学工业和有机化学工业. 按化学特性分:分为无机化学工业和有机化学工业. (4)我国统计的方法,把化学工业划分为下列各种工业: 我国统计的方法,把化学工业划分为下列各种工业: 合成氨及肥料工业,硫酸工业,制碱工业, 合成氨及肥料工业,硫酸工业,制碱工业,无机物工业 包括无机盐及单质),基本有机原料工业, ),基本有机原料工业 (包括无机盐及单质),基本有机原料工业,染料及中间 体工业,产业用炸药工业,化学农药工业,医药药品工业, 体工业,产业用炸药工业,化学农药工业,医药药品工业, 合成树脂与塑料工业,合成纤维工业,合成橡胶工业, 合成树脂与塑料工业,合成纤维工业,合成橡胶工业,橡 胶制品工业,涂料及颜料工业,信息记录材料工业(包括 胶制品工业,涂料及颜料工业,信息记录材料工业( 感光材料,磁记录材料),化学试剂工业, ),化学试剂工业 感光材料,磁记录材料),化学试剂工业,军用化学品工 以及化学矿开采业和化工机械制造业等. 业,以及化学矿开采业和化工机械制造业等.
化工的特点(3) 化工的特点(3)
(4)化工生产过程条件变化大,高温可达 化工生产过程条件变化大, 1000℃以上 低温可达-200℃以下 以上, 以下, 1000℃以上,低温可达-200℃以下,高压 可达几百个MPa 低压可至几个Pa MPa, Pa, 可达几百个MPa,低压可至几个Pa,经常要 处理强腐蚀性化合物, 处理强腐蚀性化合物,这种严峻的条件不 但对设备的设计增加难度, 但对设备的设计增加难度,更因为物质的 物理化学性质的极端变化, 物理化学性质的极端变化,需要掌握更多 的规律性. 的规律性.
化学工程与工艺(1) 化学工程与工艺(1)
化学工程研究以化学工业为代表的过程工 化学工程研究以化学工业为代表的过程工 业中有关的化学过程和物理过程的一般原 理和共性规律,解决过程及装置的开发, 理和共性规律,解决过程及装置的开发, 设计,操作及优化的理论和方法问题. 设计,操作及优化的理论和方法问题.
化学与化工(1) 化学与化工(1)
从事科学研究的科学家和研究者关心的是 有关自然界, 有关自然界,人类社会现象和规律的系统 知识,理论的探索. 知识,理论的探索.在高等教育中一般属 于理科范畴. 于理科范畴. 化学家主要对合成新物质, 化学家主要对合成新物质,发现新的化学 反应,测定物质的化学结构和性质, 反应,测定物质的化学结构和性质,以及 新的机理,规律,理论感兴趣. 新的机理,规律,理论感兴趣.
化学工程与工艺 (3)
20世纪中叶以来,化学工程学科进入了 20世纪中叶以来,化学工程学科进入了 世纪中叶以来 传递工程" 反应工程" 以"传递工程"和"反应工程"为中心 的所谓"三传一反"阶段. 的所谓"三传一反"阶段.化学工程随 化学工业的产生而出现, 化学工业的产生而出现,并随其发展而 发展. 发展.当今已形成一大门类工程技术学 科体系,即现代化学工程学科体系. 科体系,即现代化学工程学科体系.
化学工程与工艺(4) 化学工程与工艺(4)
化学工艺即化工技术或化学生产技术. 化学工艺即化工技术或化学生产技术. 即化工技术或化学生产技术 它是指将原料物质主要经过化学反应转变为产 品的方法和过程, 品的方法和过程,包括实现这一转变的全部措 施.化学工艺学是以产品为目标,研究化工生 化学工艺学是以产品为目标, 产过程的学科, 产过程的学科,目的是为化学工业提供技术上 最先进,经济上最合理的方法,原理,设备, 最先进,经济上最合理的方法,原理,设备, 流程. 流程.
化学工程与工艺(2) 化学工程与工艺(2)
早期的化学工程内容, 早期的化学工程内容,实际上只限于研究物料 的物理加工过程,基本上只是数学,物理, 的物理加工过程,基本上只是数学,物理,化 学和机电诸基础学科的综合应用. 学和机电诸基础学科的综合应用. 上世纪中叶,引入了以蒸发,流体流动,传热, 上世纪中叶,引入了以蒸发,流体流动,传热, 干燥,蒸馏,吸收,萃取,结晶, 干燥,蒸馏,吸收,萃取,结晶,过滤等单元 操作,于是"单元操作"被看作是传热, 操作,于是"单元操作"被看作是传热,传质 和动量传递的特殊情况或特定的组合. 和动量传递的特殊情况或特定的组合.
化学工程与工艺(6) 化学工程与工艺(6)
一般概括为三个主要步骤: 一般概括为三个主要步骤: ①原料处理,使原料符合进行化学反应 原料处理, 所要求的状态和规格; 所要求的状态和规格; ②化学反应,使其获得目的产物或其混 化学反应, 合物; 合物; ③产品精制,将由化学反应得到的混合 产品精制, 物进行分离,除去副产物或杂质, 物进行分离,除去副产物或杂质,以获 得符合组成规格的产品. 得符合组成规格的产品.
化学工程与工艺(7) 1.1.4 化学工程与工艺(7)
教育部颁部的普通高等学校本科专业目录和专业介绍 设立的化学工程与工艺专业, 设立的化学工程与工艺专业,则覆盖了现有的化学工 化学工艺,高分子化工,精细化工, 程,化学工艺,高分子化工,精细化工,生物化工 部分),工业分析,电化学工程,工业催化, ),工业分析 (部分),工业分析,电化学工程,工业催化,化学 工程与工艺,高分子材料及化工(部分), ),生物化学 工程与工艺,高分子材料及化工(部分),生物化学 工程(部分)等专业,几乎包括化学工业的各个领域. 工程(部分)等专业,几乎包括化学工业的各个领域. 本专业的人才可以进入化工,炼油,医药,能源, 本专业的人才可以进入化工,炼油,医药,能源,冶 金,轻工,材料,环境等部门工作. 轻工,材料,环境等部门工作.
基本有机化工原料与产品
(基本)有机化工原料: 基本)有机化工原料: 基本 有机: 三烯, 有机: 三烯,三苯 基本有机化学品: 上百种, 如甲醇, 重要 基本有机化学品: 上百种, 如甲醇, 乙醇, 苯酐, 苯酚,醋酸,丙酮, 乙醇,萘,苯酐, 苯酚,醋酸,丙酮,丁 辛醇等. 醇,辛醇等. 有机化工产品: 有机化工产品: 三大合成材料:合成树脂(塑料), 三大合成材料:合成树脂(塑料), 合成 橡胶 , 合成纤维 各种精细化学品: 品种繁多. 各种精细化学品: 品种繁多.
化工的特点(1) 化工的特点(1)
(1)品种多.这是最大特点,与其它行业 品种多.这是最大特点, 只涉及几十种化合物不同, 只涉及几十种化合物不同,化学工业所涉 及的品种远远超过万种. 及的品种远远超过万种.不同化合物各有 特点,有不同的物理和化学性质,有不同 特点,有不同的物理和化学性质, 的制备方法和用途, 的制备方法和用途,不得不进行更多的实 验及更多的计算. 验及更多的计算.
学科关系
化学工程为化学工艺,生物化工, 化学工程为化学工艺,生物化工,应用化学和工业催化等 学科提供了解决工程问题的基础. 学科提供了解决工程问题的基础. 化学工程与技术的学科分类是相对的, 化学工程与技术的学科分类是相对的,并会随学科发展而 有变化. 有变化. 在当前我国高等教育改革中,为造就厚基础,专业宽, 在当前我国高等教育改革中,为造就厚基础,专业宽,素 厚基础 质高,能力强的符合新世纪要求的化工专门人才, 质高,能力强的符合新世纪要求的化工专门人才, 将淡 化学科的严格划分. 化学科的严格划分.
化工的特点(4) 化工的特点(4)
(5)知识密集,技术密集和资金密集.由 知识密集,技术密集和资金密集. 于化学工业的复杂性, 于化学工业的复杂性,往往需要多学科的 合作,成为知识密集性的生产部门, 合作,成为知识密集性的生产部门,进而 又导致资金密集,技术复杂更新又快, 又导致资金密集,技术复杂更新又快,投 资多,其中研究费用多,开发人员多. 资多,其中研究费用多,开发人员多.
化工原料
化学工业起始原料是空气, 化学工业起始原料是空气,水,矿物,生物. 起始原料是空气 矿物,生物. 对无机化学工业而言,矿物常常是最重要的原料; 对无机化学工业而言,矿物常常是最重要的原料;而对氨 的合成而言,关键的原料是氮和氢的制得,因而常用煤, 的合成而言,关键的原料是氮和氢的制得,因而常用煤, 油,天然气等有机原料. 天然气等有机原料. 化学工业的基本原料,即大部分产品的原料中 化学工业的基本原料,即大部分产品的原料中, 起主要作 石油( 用的原料是石油 或加工后的各种馏份)天然气, 用的原料是石油(或加工后的各种馏份)天然气,煤. 利用生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史. 利用生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史.与石 生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史 天然气,煤等化石燃料不同, 油,天然气,煤等化石燃料不同,生物质资源是可再生资 源.
化工的特点(2) 化工的特点(2)
(2)原料,生产方法和产品的多样性和复杂性.可 原料,生产方法和产品的多样性和复杂性. 以从不同原料出发制造同一产品, 以从不同原料出发制造同一产品,也可从同一原 料制造许多不同产品, 料制造许多不同产品,同一原料制造同一产品还 可采用许多不同生产路线. 可采用许多不同生产路线. 化学工业是耗能大户,在大吨位产品中, (3)化学工业是耗能大户,在大吨位产品中,除了 靠提高得率外, 靠提高得率外,节能也常常是企业竞争中获胜的 保证. 保证.