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化学工业和化学工程 化学工业是将自然界中的各种物质资源通过物理和化学的方法加工成具有规定质量的物质的工业。 化学工程是一门工程技术学科,它研究化工产品生产过程的基本规律,并运用这些规律解决化工生产中的问题。 化学工业是一个包含多个行业的工业部门。 化学工业包括石油炼制和裂解、煤焦化及煤焦油工业、基本有机合成工业、高分子合成、氯碱、制酸、化肥、以及精细化学工业等。 产品归纳起来可分为25类 化工产品根据技术密集高低、附加值利润大小、品种类型、产量多少、更新速度快慢以及应用范围不同又可分为两大类。 一类是通用化学品,另一类是精细化学品 化工产品种类繁多,制取的化工原料却有限。 可分为无机和有机原料两大类。 无机原料主要有空气水和化学矿物;有机主要是煤、石油、天然气和生物质等。 原料选择原则 1、考虑原料品位能否满足生产要求,来源是否充足稳定可靠。 2、分析原料的经济性。要对原料路线和工艺路线的技术经济指标权衡。 3、从综合利用原料资源考察原料使用合理性。 在遵守国家有关资源保护的法令和条例,兼顾联合审查、发产品回收及三废处理等方面尽可能提高原料利用率发挥原料单位相互力所能创造的经济效益。 化学工业特点 (1)化学工业是独特、不可取代的工业部门。 (2)化工产品品种繁多,工艺复杂 (3)是装置型工业,具有规模经济性 (4)是资金密集,技术密集的工业部门 (5)是能耗大户 (6)易污染、重污染的工业部门 化学工程的发展 化学工程发展的四个阶段 化工生产过程分析 国际单位制 国际单位制的构成 国际单位制及其国际简称SI是在第11届国际计量大会(1960)上通过的,包括SI单位和SI单位的倍数单位。 SI单位是国际单位制中由基本单位和导出单位构成一贯单位制的那些单位。除质量外,均不带SI词头(质量的SI单位为千克)。 SI单位的倍数单位包括SI单位的十进倍数单位和分数单位。 表 SI 基本单位 3.5 米制 厘米克秒(CGS)制:物理制 长度(cm), 质量(g), 时间(s), 温度(℃), 绝对温标(K) 米制工程制: 长度(m), 力(kgf), 时间(s)为基本单位,质量成为导出单位。 千克力:1千克质量的物体于真空中所受的重力。(g=9.81m/s2) 1kgf=1kg×9.81m/s2 =9.81kg.m/s2 =9.81N 质量工程单位: 一物体在1kgf的作用下,得到1m/s2的加速度,该物体的质量为1质量工程单位(kgf.s2/m) 3.6 英制 英尺磅秒(FPS)制 长度(ft), 质量(lb),时间(s)为基本单位,力为导出单位(磅达,磅. 英尺/秒2)。温度(华氏度,F), 绝对温标(Rankine,R) 1Pdl=1 lb×ft/s2=1 lb.ft/s2 (Poundle, 磅达) 1 Pdl=0.1383N=0.1383×105dyne 美国工程制: 长度(ft),时间(s),力(lbf),质量(lbm)为基本单位。 1lbf为1lbm物体在地面所受的重力,重力加速度为32.17ft/s2. 牛顿公式:F=ma/ge (ge为力与质量间的比例常数) 二、单位换算 单位换算的原则: 属于不同因次的单位,不能进行加减乘除等数学运算,相同因次而不同单位要运算时,须先将其转换成相同的单位,才能进行加加减乘除等数学运算。 单位换算的方法(连接单位法) 1.先查出同一因次不同单位制的换算系数,写成比例形式。 2. 将需要换算的量和单位根据其间的关系写成数字附带单位连乘、连除的式子,再进行运算 3 平衡关系 平衡是在一定条件下物系变化可能达到的极限。 通过平衡关系可以判断过程能否进行,及进行的方向和能达到的程度。 平衡关系对于分析化工生产过程具有重要的意义。 4 过程速率 化工原理中涉及传热速率和传质速率,称为过程速率。 过程速率的大小,直接影响设备的尺寸大小,生产能力及经济效益等。过程速率是过程推动力和过程阻力的比值 5. 经济核算?(Economical accounting) 为生产定量的某种产品所需要的设备,根据设备的型式和材料的不同,可以有若干设计方案。对同一台设备,所选用的操作参数不同,会影响到设备费与操作费。因此,要用经济核算确定最经济的设计方案。 二、单位换算 1、物理量的换算 基本物理量中为1m
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