化学工艺学.ppt
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1、主讲教师:范天博范天博联系方式:.课程考核方法:作业+课堂出席情况+期末考试1.化工概论的内容第一章第一章 化工的地位与化工的地位与发发展史展史第二章第二章 无机化工无机化工第三章第三章 石油石油炼炼制与石油化工制与石油化工第四章第四章 高分子合成材料高分子合成材料第五章第五章 天然气化工与煤化工天然气化工与煤化工第六章第六章 精精细细化工化工第七章第七章 生物化工生物化工 2.学习化工概论的目的和意义化学工化学工艺艺学是化学工程学的一个重要分支,学是化学工程学的一个重要分支,与各主要与各主要课课程程课课程关系密切。程关系密切。主要主要讲讲述在不同分述在不同分类类的化工工的化工工业业中化工中化
2、工过过程分程分析,化学反析,化学反应应器、分离装置和器、分离装置和过过程控制的基本程控制的基本方法和技方法和技术术等,它是化工等,它是化工过过程研究、开程研究、开发发与与设设计计的理的理论总结论总结,是一,是一门门理理论论性与性与应应用性均用性均较较强强的的课课程。程。对对于非化工于非化工专业专业,可将化学工,可将化学工艺艺学的原理和方学的原理和方法与本法与本专业专业知知识识相相结结合,合,应应用于与其用于与其专业专业相关相关的的经济经济核算、工程分析等核算、工程分析等实实践践问题问题中。中。3.基本要求基本要求(1)(1)正确理解化学工正确理解化学工艺艺学的有关基本概念学的有关基本概念和理和
3、理论论;(2)(2)理解各个概念之理解各个概念之间间的的联联系和系和应应用;用;(3)(3)掌握化学工掌握化学工艺艺学的基本思路和方法;学的基本思路和方法;(4)(4)能理能理论联论联系系实际实际,灵活分析和解决,灵活分析和解决实实际际化工生化工生产产和和设计设计中的有关中的有关问题问题。(5)(5)能能为为后后续课续课程提供程提供专业专业知知识识的基的基础础。4.第一章第一章 化工的地位与化工的地位与发发展史展史 5.1.1 化工概述化工概述化工的含义:化学工业、化学工程和化学工艺的总称或其单一部分都可称为化工。化工的范畴:随着科学和国民经济的发展,“化工”的范围也在不断扩大,例如自动化技术
4、、过程控制及优化、环境问题、经济问题、生产安全,只要涉及上述化学工业、化学工程和化学工艺的,也可列入“化工”的范畴中 6.1.1.2 化学工业化学工业的含义:化学工化学工业业又称化学加工工又称化学加工工业业。1.广义地说,泛指生产过程中化学方法占主要地位的制造工业,即经过反应过程实现原料向产品的转换的生产部门,2.而通常采用狭义的定义,把冶金、石油产品、建筑材料、纸张、皮革、食糖和食用化学品等的生产均列为其他工业部门。7.化学工业分类方法(1)按原料分可分为石油化学工业、煤化学工业、生物化学工业和农林化学工业。(2)按产品吨位分可分为大吨位产品和精细化学品两类:前者指产量大、对国民经济影响大的
5、一些产品,如氨、乙烯、甲醇;后者指产量小、品种多,但价值高的产品,如药品、染料等。8.化学工业分类方法(3)按化学特性分粗略地可分为无机化学工业和有机化学工业。前者又可分为基本无机工业、硅酸盐工业、无机精细化学品等;后者包括石油炼制、石油化学工业、基本有机化学工业、高分子化学工业、有机精细化学品工业、生物化学制品工业、油脂工业等。9.化学工业分类方法 1.合成氨及肥料工业2.硫酸工业3.制碱工业4.无机物工业5.基本有机原料工业6.染料及中间体工业7.产业用炸药工业8.化学农药工业9.医药药品工业10.合成树脂与塑料工业(4)我国我国统计统计的方法化学工的方法化学工业业划分划分为为下列各种工下
6、列各种工业业 :11.合成纤维工业12.合成橡胶工业13.橡胶制品工业14.涂料及颜料工业15.信息记录材料工业16.化学试剂工业17.军用化学品工业18.以及化学矿开采业19.化工机械制造业 10.1.1.3 化学与化工化学与化工的区化学与化工的区别别:化学:侧重于“理”,主要对合成新物质,发现新的化学反应,测定物质的化学结构和性质,以及新的机理、规律、理论感兴趣。化工:侧重于“工”,着眼于将在实验室合成的化学物质或化学反应放大到在工业上的运用和实现。11.1.1.4 化学工程与工艺 化学工程:化学工程:研究以化学工业为代表的过程工业中有关化学过程和物理过程的一般原理和共性规律,解决过程及装
7、置的开发、设计、操作及优化的理论和方法问题。其研究内容与方向包括化工热力学、传递过程原理、分离工程、化学反应工程、过程系统工程及其他学科分支。12.化学工程发展过程早期:只限于研究物料的物理加工过程,基本上只是数学、物理、化学和机电诸基础学科的综合应用。20世纪初:引入各种单元操作,“单元操作”被看作是传热、传质和动量传递的特殊情况或特定的组合。20世纪中叶以来,进入了以“传递工程”和“反应工程”为中心的所谓“三传一反”阶段。13.化学工艺 化学工艺即化工技术或化学生产技术。它是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,包括实现这一转变的全部措施。化学工艺学是以产品为目标,研究化工生
8、产过程的学科,目的是为化学工业提供技术上最先进、经济上最合理的方法、原理、设备和流程。14.化学工艺化学工艺一般可概括为三个主要步骤:原料处理,使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格;化学反应,使其获得目的产物或其混合物;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。15.1.1.5 化工原料 化学工化学工业业起始原料是空气、水、起始原料是空气、水、矿矿物和生物。物和生物。对无机化学工业而言,矿物常常是最重要的原料;而对氨的合成而言,关键的原料是氮和氢,因而常用煤、油、天然气等有机原料。.化学工业的基本原料,即大部分产品的原料中,起主要作用的原料是石
9、油(或加工后的各种馏分)、天然气、煤。利用生物质资源(如含纤维素、半纤维素、淀粉、糖类和油脂等的农林副产物和农业废物)获取有机原料或产品已有悠久历史。与石油、天然气、煤等化石燃料不同,生物质资源是可再生资源。空气和水是化工生产必不可少的原料。16.1.1.6 化工的特点(1)品种多(2)原料、生产方法和产品的多样性和复杂性(3)化学工业是耗能大户(4)化工生产过程条件变化大(5)知识密集、技术密集和资金密集(6)实验与计算并重(7)使用外语多 17.1.1.6 化工的特点(1)品种多 这是最大特点,与其他行业只涉及几十个品种不同,化学工业所涉及的品种远远超过万种。不同化合物各有特点,有不同的物
10、理和化学性质、不同的制备方法和用途,所以必须进行更多的实验及更多的计算。18.1.1.6 化工的特点(2)原料、生产方法和产品的多样性和复杂性 可以从不同原料出发制造同一产品,也可从同一原料出发制造许多不同产品,同一原料制造同一产品还可采用许多不同生产路线。一个产品一般有不同用途,不同产品有时却可有同一用途。一种产品往往又是生产别种产品的原料、辅助材料或中间体。这种关系错综复杂,因而原料来源、技术、设备有很大选择余地,又在经常变化之中,化学工业是少有的灵活性最大的工业之一。19.1.1.6 化工的特点(3)化学工业是耗能大户 在大吨位产品中,除了靠提高得率外,节能也常常是企业竞争中获胜的保证。
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