化工基础(张四方)绪论.pptVIP

精馏塔 原料液 含乙醇5％ 10吨/时 乙醇产品 含乙醇95％ 含乙醇0.1％ 废水 解： 已知： 原料液流量及其中乙醇含量 产品和废水中乙醇含量 确定： 衡算范围： 衡算对象： 衡算基准： 设：产品流量为 X 吨/时、废水流量为 Y 吨/时。 由物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 对物流的量进行衡算： 10 ＝ X + Y (1) 对乙醇的量进行衡算： 10 ×5％ ＝ X ×95％ + Y ×0.1％ (2) 解得： X ＝0.516 吨/时 ， Y ＝9.484 吨/时 每年损失乙醇： 9.484 ×0.1％ ×7200 ＝68.28 吨/年 2.能量守恒（能量衡算）： 目的： 计算单位产品的能耗，了解过程中能量的利用和损失情况，确定生产过程中需要输入、输出的热量，设计换热设备 积累或 损失Q ∑Q入 ∑Q出 系 统 热量衡算式： ∑Q入 ＝ ∑Q出 ＋ Q累或损 稳定的连续性操作：∑Q入 ＝ ∑Q出 3.平衡关系 平衡决定过程进行的方向各可能够达到的极限 可以确定当时条件下物料或能量能够利用的极限，从而确定加工方案 4.过程速率 过程速率决定装置和设备的生产能力，过程速率越高，设备生产能力越大，或设备的尺寸越小。 ∝ 过程速率（r） 化工基础Elementary?Chemical?Engineering 化工基础——化学工程基础 什么是化学工程？ 化学过程——是指物质发生化学变化的反应过程，如柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过程。 　　 物理过程——系指物质不经化学反应而发生的组成、性质、状态、能量变化过程，如原油经过蒸馏的分离而得到汽油、柴油、煤油等产品。 实际上，化学过程往往和物理过程同时发生。例如催化裂化是一个典型的化学过程，但辅有加热、冷却和分离，并且在反应进行过程中，伴随有流动、传热和传质。 化学工程学——研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。 这些工业包括石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工业、食品工业、造纸工业等。 它们从石油、煤、天然气、盐、石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发，借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质和状态，使之成为多种价值较高的产品，如化肥、汽油、润滑油、合成纤维、合成橡胶、塑料等等。 通过化学工程的研究，认识和阐释这些过程的规律性，并使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作，以达到优化和提高效率的目的。 化学过程与化学工程 的区别 化学工程：如何通过一系列的设备、工艺、操作来实现化学过程。注重过程、条件、影响因素。关注操作性、合理性、经济性。 化学过程：化学反应的原理、机理，过程进行的可行性。注重能否进行的问题。 ◆问题：专科教育与本科教育的差异何在？ ◆专科教育以应用为目的，在理论学习上以够用为度；而本科教育重在培养学生的理论体系。 ◆例子：虹吸现象。大家都知道水往低处流，但在虹吸中水先往高处流，越过一个高点后才往低处流。为什么呢？只有用流体动力学的理论才能作出解释。 ◆经验只能解决现象问题，理论才能解决本质问题。 ◆请珍惜本科教育机会，注重培养自己的理论体系，认真学好每门基础理论课。 ◆化工基础，是化工类各专业课的基础理论课，也是化学工艺等专业考研的必考专业课。 一.化学工业概述 化学工业（chemical industry）又称化学加工工业，是综合运用化学和物理方法将原料加工成化学产品的加工工业。也泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。 1.化学工业的重要性及其发展 化学工业是国民经济重要的基础工业，是最具活力、最具竞争力、可发展前景极强的产业。随着石油工业的发展，化学工业从50年代起进入高速发展期，已成为世界经济发展的支柱产业。 2.化学工业的分类 化工生产装置实例 ——70万吨乙烯装置 化工生产装置实例 ——甲醇回收装置 化工生产装置实例 ——合成氨装置 化工生产过程实例 湿法磷酸生产工艺流程 磷矿石 破碎 球磨 酸解反应 过滤 浓缩 精制 磷酸（化肥、饲料用） 磷酸（医药、食品用） 硫酸 HF气体（回收） 过滤 水 滤渣石膏 洗液 加工成盐 3.化学工业的特点 (1)化学工业与人类的生存和发展息息相关 当今世界面临的三大挑战： A.人口增长：1804年10亿人→1927年20亿人→1960年30亿人→1974年40亿人→1987年50亿人→1999年60亿人