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？
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；
§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
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
▪wk.baidu.com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。
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
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。
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
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
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。
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、乙炔黑、双 氰胺、硫脲等工业的原料
酚醛塑料、氨基塑料、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