有机化工生产技术基本知识

三、生产过程的常用指标

为了说明生产中化学反应进行的情况，反映某一反应系统中，原料的变化情况和消耗情 况，需要引用一些常用的指标，用于工艺过程的研究开发及指导生产。

1．生产能力

化工装置在单位时间内生产的产品量或在单位时间内处理的原料量，称为生产能力。其单位为 kg ／h ，t ／d ，kt ／a ，Mt ／a 等。化工装置在最佳条件下可以达到的最大生产能力称为设计能力。

2．转化率

转化率是表示进行反应器内的原料与参加反应的原料之间的数量关系。转化率越大，说明参加反应的原料量越多，转化程度越高。由于进行反应器的原料一般不会全部参加反应，所以转化率的数值小于1 。

工业生产中有单程转化率和总转化率之分。

（1）单程转化率

单程转化率＝进入反应器的反应物量

参加反应的反应物量

×100% ＝进入反应器的反应物量量

－反应后剩余的反应物进入反应器的反应物量×100%

例0－1以乙烷为裂解原料生产乙烯，在一定的生产条件下，通入裂解炉的乙烷量为7000kg/h ，反应后，尾气中含乙烷2450kg/h ，求乙烷的转化率。

解： 单程转化率＝进入反应器的反应物量

量

－反应后剩余的反应物进入反应器的反应物量×100% ＝70002450

7000 ×100%

＝65%

（2）总转化率

对于有循环和旁路的生产过程，常用总转化率。

总转化率＝量进入到过程的反应物总物量过程中参加反应的反应

×100%

例0－2用乙烷作原料裂解生产乙烯，通入裂解炉的新鲜原料乙烷为5000 kg/h ，裂解气分离后，没有反应的乙烷2000kg/h 又返回了裂解炉进行反应，最终分析裂解气中含

乙烷1500 kg/h ，求乙烷的总转化率。

解：总转化率＝量进入到过程的反应物总

物量过程中参加反应的反应

×100% ＝50001500

5000－×100%

＝70%

3．产率（或选择性）

产率表示了参加主反应的原料量与参加反应的原料量之间的数量关系。即参加反应的原料有一部分被副反应消耗掉了，而没有生成目的产物。产率越高，说明参加反应的原料生成的目的产物越多。

产率＝参加反应的原料量原料量生成目的产物所消耗的

×100%

例0－3用乙烷作裂解原料生产乙烯，在一定的生产条件下，通入裂解炉的乙烷量为7000kg/h ，反应后，尾气中含乙烷2450kg/h ，得到乙烯量为3332 kg/h ，求乙烯的产率。 解：C 2H 6 → C 2H 4 + H 2

30 28

X 3332

生成目的产物所消耗的原料量X ＝3332×

2830＝3570 kg/h 产率＝参加反应的原料量

原料量生成目的产物所消耗的

×100% ＝245070003570

×100%

＝78.5%

4．收率 表示进入反应器的原料与生成目的产物所消耗的原料之间的数量关系。收率越高，说明进入反应器的原料中，消耗在生产目的产物上的数量越多。

收率也有单程收率和总收率之分。

单程收率＝进入反应器的原料量

原料量生成目的产物所消耗的

×100% 总收率＝新鲜原料量原料量生成目的产物所消耗的

×100%

例0－4条件同例0－3，求乙烯的收率。

解：单程收率＝进入反应器的原料量

原料量生成目的产物所消耗的

×100% ＝70003570

×100%

＝51%

5．消耗定额

消耗定额是指生产单位产品所消耗的原料量，即每生产一吨100%的产品所需要的原料数量。

消耗定额＝产品量原料量

例0－5以乙烷为原料裂解生产乙烯，通入反应器的乙烷为7000 kg/h ，参加反应的乙烷量为4550 kg/h ，没有参加反应的乙烷的5%损失掉，其余都循环回裂解炉。得到乙烯3332kg/h ，求乙烯的原料消耗定额。

解：消耗的原料量＝4550＋2450×5%＝4550＋122.5＝4672.5

消耗定额＝产品量

原料量

＝33325

.4672

＝1.4

工厂中产品的消耗定额包括原料、辅助原料及动力的消耗情况。消耗定额的高低说明生产工艺水平和的高低和操作技术水平的好坏。生产中应选择先进的工艺技术，严格控制各操作条件，才能达到高产低耗，即低的消耗定额的目的。

四、有机化工生产技术

（一）基本概念

1.装置或车间

把多种设备、机器和仪表适当组合起来的加工过程称为生产装置。例如石油烃热裂解装置是由原料油贮罐、原料油预热器、裂解炉、急冷换热器、气包、急冷器、油洗塔、燃料油气提塔、裂解轻柴油气提塔、水洗塔、油水分离器等设备，鼓风机、离心泵等机器，热电偶、孔板流量计、压力计等仪表和自控器适当组合起来的。

2.化工过程

化工生产从原料开始到制成目的产物，要经过一系列物理的和化学的加工处理步骤，这一系列加工处理步骤，总称为化工过程。

3、化工单元过程

指各化工生产过程中以化学为主的处理方法，概括为具有共同化学反应特点的基本过程。如氧化过程、加氢过程等。

4.化工单元操作

指各化工生产过程中以物理为主的处理方法，概括为具有共同物理变化特点的基本过程。如精馏操作、吸收操作等。

5.化工工艺（或化学生产技术）

化工工艺即化工技术或化学生产技术，指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。

化工生产过程一般可概括为三个主要步骤：①原料预处理。为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格，根据具体情况，不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎（对固体原料）等多种不同的预处理。②化学反应。这是生产的关键步骤。经过预处理的原料，在一定的温度、压力等条件下进行反应，以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的，可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、裂解等。通过化学反应，获得目的产物或其混合物。③产品精制。将由化学反应得到的混合物进行分离，除去副产物或杂质，以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中，在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的变化。

化学生产技术通常是对一定的产品或原料提出的，例如氯乙烯的生产、甲醇的合成等。因此，它具有个别生产的特殊性。但其内容所涉及的方面一般有：原料和生产方法的选择，流程组织，所用设备（反应器、分离器、热交换器等）的作用、结构和操作，催化剂及其他物料的影响,操作条件的确定,生产控制，产品规格及副产品的分离和利用，以及安全技术和技术经济等问题。

6.工艺

工艺是指利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工处理，使之成为产品的方法。工艺除指技术外，还应包括过程的理论、系统、各环节的安排，所以工艺是工程和技术、艺术的结合。

7.工艺流程

原料经化学加工制取产品的过程，是由单元过程和单元操作组合而成的。工艺流程就是