化工报告.ppt

例1-1 每小时有10 吨 5％ 的乙醇水溶液进入精馏塔，
塔顶馏出的产品中含乙醇 95％，塔底排出的废水中含乙
醇 0.1％。求每小时可得产品多少吨？若废水全部排放，
每年（按操作 7200小时 计）损失的乙醇多少吨？
§1－2 化工基础的内容（化工学科的发展）
化工学科的内容
化学工程 研究化工生产中的共同性操作的规律及其工程性质
的问题（包括化工原理和化学反应工程）
化学工艺 也称为化工生产技术。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，包括实现这种转变的全部化学的 和物理的措施
化学工程
1. 单一化学工艺学阶段
电石
热固性塑料和 工程塑料 合成橡胶
可作为生产聚氯乙烯、聚乙烯醇、氯丁橡胶、乙酸、乙醛塑料、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚碳酸酯、聚甲醛、 ABS树脂、尼龙1010、尼龙6、尼龙66、聚砜等
顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等
染料
硫化染料、直接染料、酸性染料、活性染料、碱性染料、还原燃料、分 散染料、冰染染料、阳离子染料等
单元操作
单元过程
化工原理 + 反应工程
单元操作 化工原理
化工工艺
§1－3 化工中的一些基本规律
▪ 物料衡算（质量守恒） ▪ 能量衡算（能量守恒）
动量衡算（动量守恒）*
▪ 平衡关系
▪ 过程速率
1-3.1物料衡算（质量守恒）：
物料衡算也称为质量衡算，其依据是质量守 恒定律。它反映一个过程中原料、产物、副产物 等之间的关系，即进入的物料量必等于排出的物 料量和过程中的积累量。
3. 传递过程阶段
到20世纪50年代，人们又发现，各单元操作之间还存 在着共性。例如，传热和蒸发都是热量传递的形式，蒸馏、 吸附、吸收、萃取都是质量传递的形式。于是，把单元操 作归纳为动量传递、热量传递和质量传递。
4. “三传一反”阶段
20世纪50年代中期，化学工程中出现了“化学反应工 程学”这一新的分支。对化学反应器的研究，不仅要运用 化学动力学和热力学原理，而且要运用动量、热量和质量 传递原理。于是 “传递过程” 与 “反应工程” 成为当今 化学工程学的两大支柱。简称 “三传一反” 阶段。
第一章 绪论
§1－1 化学工业的分类和特点
化工（化学工业），又称化学加工工业，泛指生产过
程中化学方法占主要地位的制造工业。是国民经济重要的基础
工业，是工业经济中最具活力，竞争力极强的一个部门。
（1）为农业提供化肥、农药、塑料薄膜等农用生产资料； （2）为轻纺、建材、冶金、国防、军工以及其他工业提供 各种配套原材料；
化工行业
化学矿山 酸、碱 无机盐
化肥
化学农药
主要产品或用途
磷矿、硫矿、硼矿、矾矿和石灰石矿等
硫酸、烧碱、纯碱
磷酸盐、碳酸钾、小苏打、无水硫酸钠、氰化钠、硫酸铝、硝酸钠、氯 化锌、轻质碳酸钙、过氧化氫、沉淀硫酸钡等 氮肥（硫酸铵、硝酸铵、尿素、氯化铵、碳酸氫铵、氨水、石灰氮等）、 磷肥（普通过磷酸钙、钙镁磷肥等）、钾肥 敌百虫、乐果、甲胺磷、杀虫双、草甘磷、多菌灵等
在20世纪前的几百年时间里，出现了不少化学工业，如制糖
工业、制碱工业、造纸工业等。介绍每一种工业从原料到成品的
生产过程，作为一种特殊的知识讲解，这是最早的化学工程学。
2. 单元操作阶段
20世纪初，人们逐渐发现，许多化学工业中存在共同的操作 原理。例如，无论是制糖业还是制碱业，从溶液蒸发得到固体糖 和固体碱的原理是相同的，于是，蒸发成为最早提出的单元操作 之一。经不断总结，被称为单元操作的有：流体流动与输送、沉 降与过滤、固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、 干燥、结晶、膜分离等。
（3）为微电子、信息、生物、航天技术等高技术产业提供 新型化工材料和新产品；
（4）为人们的衣、食、住、行提供各种化工产品。
1 化学工业的分类
美国：
化学工业包括：生产基本化工产品的企业
中国：
以化学方法为主进行产品加工的企业
化学工业包括：基本化学工业 化肥工业 石油化学工业 其他化学工业
表1-1 主要化工行业及其相关产品
续表1-1 主要化工行业及其相关产品
化工行业
涂料
增塑剂 橡胶加工助剂
主要产品或用途
天然树脂漆、酚醛树脂漆、醇酸树脂漆、氨基树脂漆、过氯乙烯漆、聚 酯漆、聚氨酯漆、硝基漆、有机硅漆等
邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯、氯 化石蜡、磷酸酯等
防老剂、促进剂
表面活性剂 阳离子型、阴离子型、非离子型、两性型等
造纸化学品 感光材料
脱墨剂、助留剂、助滤剂、表面处理剂、浆内施胶剂、纸张增强剂、涂 布胶粘剂、分散剂等
电影胶片、照相胶片、特种胶片、彩色像纸等
磁性记忆材料 磁带、磁盘等
橡胶加工 轮胎、运输带、胶管、胶鞋、碳黑等
2 化学工业的特点
（1）增长速度快； （2）化工科研和新产品开发费用高； （3）大规模连续化生产和技术的复杂性促使化学工业投资加大； （4）化工产品、工艺路线、技术创造性上竞争激烈； （5）新工艺的投入、生产规模的扩大以及设备的腐蚀，致使化学工 业的工厂寿命缩短、报废快； （6）在资金足够的条件下，化工产品进入市场的自由度大； （7）运输便利、均相及价值高的化工产品贸易有国际性； （8）化学工业与整个工业相辅相存，在经济发展中起支柱作用。
输入物料的总量 ＝ 排出物料的总量＋过程积累的总量
∑M入
系统 积累 M
∑M出
图1-1 物料衡算示意图 物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 ＋ M (1-1) 连续稳态流动：∑M入 ＝ ∑M出 (1-2)
进行物料衡算时，必须明确下面几点：
1. 首先要确定衡算的系统，即衡算对象包 括的范围。 2. 其次要确定衡算的基准。 3. 然后确定衡算的对象。 4. 最后还要确定衡算对象的物理量及单位。
化学工艺
化学工艺具有个别生产的特殊性，即生产不同的化学产品要采
用不同的工艺，即使生产相同产品，但原料路线不同时，也要采
用不同的化学工艺。尽管如此，化学工艺所涉及的范畴是相同的，
一般包括原料的选择和预处理，生产方法的选择及方法原理；设
备的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料的影响；
操作条件的影响；生产控制；产品的分离；能量的利用与回收等。