化工基础(绪论)

3、平衡关系
任何过程都是在变化的，在一定条件 下由不平衡到平衡，平衡状态是过程 变化的极限。一个过程在一定条件下 能否进行，以及进行的程度如何，都 要通过平衡关系来判断，平衡关系是 讨论许多过程的基本规律之一。
4、传递过程速率
传递过程速率的大小决定过程进行的 快慢，其通用表示式如下：
传 递 过 程 速 率 ＝ 传 递 过 程 的 推 动 力 传 递 过 程 的 阻 力
化工基础(绪论)
2、课程的任务
学习本课程的任务是掌握典型产 品的化工生产工艺，单元操作、工业 化学反应过程，熟悉化学工程学基本 知识、基础理论，使生产技术不断改 进，了解化学工程的新进展。课程还 要注重学生的自学能力的提高。
二、课程的教学目标
通识教学目标☺ 树立正确的科学观和方法论 ۩ 具有创新意识和敬业精神 ۩
单位制和单位换算 重点是不同单位制之间的换算。
例题
通用气体常熟R＝0.08206L•atm/ （mol•K），试用法定单位J/（ mol•K）表 示。
九、小结
课程的性质、任务＆教学目标 两个概念：化学工业＆化工过程 单元操作的基本规律（五个常用的概
念） 化学工程学的研究方法
衣服
……
专业教学目标☺ 掌握典型产品的化工工艺，熟悉 ۩ 化工单元操作
了解化学工业的新发展 ۩ 掌握必要的化工计算 ۩ 培养独立思考及自学能力 ۩
三、化学工业概况
1、化学工业在国民经济中的地位与作用 2、化学工业行业范畴与产品分类 3、化学工业的原料及选择原则 4、化学工业的特点 5、化学工业的发展与现状
摄氏温度
单位名称 赫兹 牛顿 焦耳
帕斯卡 瓦特
摄氏度
单位符号 Hz N J
Pa W ℃
表示式例 S-1
kg•m/s2 N•m
N/m2 J/s
（二）单位换算
同一物理量若用不同单位度量时，其 数值需相应的改变。这种换算称为单 位换算。
单位换算时，需要换算因数。化工中 常用的换算因数见课本附录二。 （p341）
＠化工单元操作 化工单元操作是组成各种化工过程、
完成一定加工目的的基本过程。
常见的化工单元操作有： 流体输送、搅拌 传热 沉降、过滤、离心分离 溶液蒸发 结晶 干燥
蒸馏 萃取 吸收 冷冻 ……
六、单元操作的基本规律
☆物料衡算 ☆能量衡算 ☆平衡关系 ☆传递过程与速率 ☆经济核算
1、物料衡算
定义：进入和离开某一化工过程 的物料质量之差，等于该过程中 累积的物料质量。
即：输入量－输出量＝累积量
质量守恒定律 物料衡算在化工生产中有何用途
物料衡算应用步骤
画出物料 流程示意图
选定计算基准 （如时间等）
例题1 例题2
列物料衡算式 进行计算
箭头标流向，标出 已知量＆未知量
2、能量衡算
五、基本概念
大庆油田的 “磕头机”
广东“油荒”
＠化学工业 将自然界的各种物质，经过化学和
物理方法处理，制造成生产资料和生活 资料的工业。
石油
生
……
煤炭
生
产
自然界的
活
资
各种物质
资
料
无机盐
粮食
料
木材
＠化工过程
一种产品的生产过程中，从原 料到成品，往往需要几个或几十个 加工过程。其中除了化学反应过程 外，还有大量的物理加工过程。这 些过程就是化学工业的生产过程， 常称作化工过程。
5、化学工业的发展与现状
（1）化学工业发展史 （2）我国的化学工业 （3）世界化学工业
四、化工生产过程
1、化工生产过程分析 2、化工生产过程的工业特征 3、化工生产过程的检测与控制 4、化工生产过程的研究与开发 5、化工生产过程的技术经济分析 6、化工生产过程的资源和能源综合利用 7、化工生产过程的优化 8、化工生产过程的流程图
1、化学工业在国民经济中的地位与作用
工业方面：机械工业 汽车制造业 、
冶金工业 电子工业
国防工业 建筑行业
农业方面: 替代天然物质 节省耕地
（合成纤维 合成橡胶）
化学肥料
各种农业设施建设
生活各领域：医、食、住、行
2、化学工业行业范畴与产品分类
通用化学品：以煤、石油、天然气、农副 产品为原料
食品
生活资料
饮用水
日用化学品
燃料
能源
……
生产资料
化工原料
化肥、农药
添加剂
例题：将5％（质量）乙醇水溶液以 10t/h送入精馏塔，从塔顶蒸出的产品 含95％乙醇，从塔底放出的废水中含 0.1％乙醇，求塔顶乙醇的产量。若全 部废水排放掉，每年（按7200小时计） 损失乙醇多少吨？
非稳态过程：
例题2：一车间体积为30×10×8m3，车间 内生产一种有害气体，按安全标准规定它 在空气中的体积分数不得超过0.002，因此 它的含量达到0.002时就自动通风，通风量 为120m3/min，问通风20分钟后，有害气 体含量为多少？（假设车间内的空气始终 混和均匀，在通风这段时间内新产生的有 害气体可以忽略不计）。
国际单位制的基本单位
量的 单位 单位 量的 单位 名称 名称 符号 名称 名称
单位 符号
长度 米
m
质量 千克 kg
时间 秒
S
电流 安培 A
热力学 开尔文 K 温度
物质的 摩尔 mol 量
发光强 坎德拉 cd 度
国际单位制中具有专门名称的导出单位
量的名称 频率
力，重力
能量，功， 热
压强，应力 功率
因为在很多化工过程中，主要涉及 物料温度与热量的变化，所以热量 衡算是化工计算中最常用的能量衡 算。
在本课程中能量衡算主要指的就是 热量的衡算。热量衡算的基础是能 量守恒定律。
注意事项:
1、与物料衡算类似，但是计算基准较 为复杂，除了时间基准外，还有选定 物态和温度基准。
2、热量除了可以通过物料进出系统外， 还可以通过热量传递的方式进出系统。
传递过程速率
设备工艺尺寸 设备操作性能
Leabharlann Baidu、经济核算
要用最低的成本生 化工生产要考虑产生出产定成量本的的产问品题。
原料成本
生产成本
操作费用
设备费用
七、化学工程学的研究方法
★实验研究方法 ★数学模型方法
八、单位制和单位换算
（一）单位制
基本量：人为选定、彼此独立 物理量
导出量：通过物理量之间的定义 或定律从基本量导出来。
精细化学品(专用化学品)：以通用化学品为 原料
3、化学工业的原料及选择原则
原料：无机化工原料 有机化工原料
选择原则： （1）原料的品位能否满足生产的要求 （2）原料的经济性 （3）原料使用的合理性
4、化学工业的特点
（1）化学工业是独特的、不可取代的部门 （2）化工产品种类繁多、工艺复杂 （3）装置型工业，具有规模经济性 （4）资金密集、技术密集 （5）能源消耗大 （6）易污染、重污染