化工工艺培训资料(第一章 绪论)

700~900°C
来自烃类热裂解。
C2= C3= 丁二烯
聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯，环氧乙烷、乙酸、乙二醇、苯乙烯 聚丙烯、丙烯腈、苯酚、丙酮、异丙醇、环氧丙烷 、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶
99% 50％～70%
90%
异丁烯 丁基橡胶、甲基丙烯酸甲酯
60%
丁烯
55％
BTX
30%
第六节 有机化工的原料及产品
一、原料
1、煤及其化工利用
2FeS + 7/2O2
Fe2O3 + 2SO2
SO2 V2O5 SO3 (98%,99.5~ 99.8%二次)
SO3 + H2O
H2SO4
第五节 有机化工的内涵
有机化工是一门以生产有机化工原料为主要产品的基础化学工业。
有机物
物理 化学
三烯、三苯、乙炔、萘、蒽及其衍生物
产
中
品
间
产
三大合成材料及其它
煤的元素组成
种类
元素分析%
C
H
O
泥煤
60~70
5~6
23~25
褐煤
70~80
5~6
15~25
烟煤
80~90
4~5
5~15
无烟煤
90~98
1~3
1~3
煤焦油(3%~4.5%)
高温干馏(焦化)
900~1100°C
气体产物+固体产物(70%~78%)
氨(0.25%~0.35%)
干馏
中温干馏
冷却,洗涤
粗苯(0.8%~1.4%)
破碎、过筛、加热、汽化 脱除杂质
反应
设备
反应特性 相态 催化
结构 操作 换热
二、 化工生产工艺流程 原料
物质和能量转换
化工产品
功能单元 有机组合
工艺流程
推论分析 功能分析 形态分析 其他方法论
推论分析：由“目标”出发，寻找实现此“目标”的前提，将具有不同功能的单元进 行逻辑组合，形成一个具有整体功能的系统。
精细化工，新材料的开发和应用，高性能碳纤维、陶瓷、金属基树脂等复合结构材料，
信息材料，纳米材料和高温超导材料，生物化工具有较强的生命力。
美国 4.3% 德国 6.1% 法国 5.2% 日本 3.2% 中国 10.71%
第三节 现代化工的特点和发展方向
特点：
原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；
向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高；
发展 提高
化学工艺学
化学工业 完善
壮大
化学工程学
化工生产工艺
解决化工过程开发, 装置设计流程组织, 操作原理及方法等
方面的问题
化学工艺及其他过程中进行的化学 过程和物理过程的共同规律
第二节 化学工业的历史和作用
生产、生活
化学工业
社会文明
18 世纪以前 18 世纪初 1791 年
作坊式手工 工业化 工业化
1920 年
丙烯水合生产异丙醇工业化
石油化工兴起
1940年
管式炉裂解制乙烯，临氢重整生产芳烃 石油化工发展壮大
高分子化工
天然高分子加工、改性 以煤焦油和电石乙炔为原料的合成
以石油、天然气为基础的单体原 料聚合
1931 年 氯丁橡胶
1937 年 聚己二酰己二胺 1950 年 橡胶、纤维、塑料
合成材料时代
多学科合作，生产技术密集；
自动化、机械化
智能化
重视能量合理利用，积极采用节能工艺和方法；
资金密集，投资回收速度快，利润高；
安全、环保、绿色；
方向；
绿色化工，生物质原料
第四节 化工生产过程及流程
一、 化工生产过程
原料预处理
反应
产品分离及精制
改变状态及规格 温度,浓度,压力,催化剂 精馏、吸收、萃取、吸附、干燥等 设备
冶炼、陶瓷、酿造 铅室法硫酸厂 路布兰法制碱
产业革命
洗涤、结晶、过滤、干燥、煅烧等单元过程
19 世纪末～20 世纪初
工业化
接触法制硫酸
索尔维法(氨碱法)制碱
无机化工和煤化工初具规模
化学合成时代（染料、农药、医药、香料）
20 世纪初
工业化
合成氨
氮肥、炸药
催化工业
石油和天然气的开发和利用
大量廉价的化工原料
OH OH OH
聚合
最终产品加工
三大合成材料、合成洗涤剂及其它
石油化工大多数中间产品均以烯烃和芳烃为原料，烯烃和芳烃约占石化原料的 80%
以上。除由重整生产芳烃及从 FCC 家族技术回收 C3=、C4=外，其余主要由烃类热裂解生产， 烃类热裂解在生产乙烯的同时付产大量的丙烯、丁烯和 BTX、以三烯、三苯总量计约 67%
化学、物理和其
研究、综合、利用不同化工
他科学的成就
＋
原料生产产品的方法原理、
操作条件、流程、设备、原
化工生产工艺
技术先进 经济合理 生产安全 绿色环保
化工工艺学研究范畴
原料：选择和预处理；其它物料的影响。 生产方法：生产方法的选择及方法原理；
催化剂的选择和使用。 设备：设备的作用、结构和操作 工程：流程组织 控制：生产控制；操作条件的影响和选定 质量：产品的规格和副产物的分离与利用 能量：能量的回收和利用 效益：对不同工艺路线和流程的技术经济评价
基本原料加工
汽化 H2 和 CO
NH3, CH3OH
裂解 烯烃
C2= ,C3=,iC4= 丁二烯
抽提 苯、甲苯、二甲苯等苯的同系物
中间产品加工 氧化,加氢、羧基化
烷基化,酰化
CH3OH,HCHO,C2H5OH,CH3CHO,CH3COOH,CH2-CH2,CH2-CH-CH3
OH
O
O
O
CH3-CH-CH3,CH2-CH-CH2,CH3CCH3,CH3CH2CH2CH2OH,
品
有机化工的原料均为能源物质，因而随着能源结构的转化，经历了三个不同的阶段， 正向第四个阶段发展。
农副产物
煤
石油、天然气
石油化工大体分为原料加工、基础原料加工、中间产品加工、“最终”产品加工四个过程。
原料加工
天然气 原油
脱水、脱酸性气体、烷烃分离
C20 ，C30 ，C40
蒸馏、催化、重整、加氢
石脑油、柴油、加氢尾油、重整油
合成氨 合成气 制气、净化、合成（换热、输送、压缩、储存） 功能分析：研究每个单元的基本功能和基本属性，然后组成几个相同整体功能的可比 较方案以供选择。
制 气
天然气
间歇气化
单 元
煤
连续气化：块煤气化(鲁奇法)、粉煤气化(K-T 法)、水煤浆气化(德士古法)
轻油/渣油
形态分析：对每种可供选择的方案进行精确的分析和评价，利用判据进行择优选择。 技术、经济、环保
化工工艺培训资料（第一章 绪论）
第一章 绪论
第一节 化学工艺学研究范畴
化学工业(Chemical Industry)泛指生产过程中化学方法占主要地位的制造工业。 化学工艺(Chemical TechΒιβλιοθήκη Baiduology)即化工生产技术，系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措施。