化学工艺学研究范畴.pptx

第1章 概述;;化学工艺学的范畴：（11个方面） ☆一般包括原料的选择和预处理； ☆生产方法的选择及方法原理； ☆设备(反应器和其他)的作用、结构和操作； ☆催化剂的选择和使用； ☆其他物料的影响； ☆操作条件的影响和选定； ☆流程组织； ☆生产控制； ☆产品规格和副产物的分离与利用； ☆能量的回收和利用； ☆对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。;1.2 化学工业的发展历史及其在人类社会中的作用 按时间段来看发展历史： ;1.3 现代化学工业的特点和发展方向 1.3.1 现代化学工业的特点 1.原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 ； 2.向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高； 3.多学科合作、生产技术密集型的生产部门； 4.重视能量合理利用，积极采用节能工艺和方法； 5.资金密集，投资回收进度快，利润高； 6.化工生产中易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题。 1.3.2 化学工业发展的方向 1.面向市场竞争激烈的形势，积极开发高新技术，缩短新技术、新工艺工业化的周期，加快产品更新和升级的速度。 ;2.最充分、最彻底地利用原料，除了发展大型的综合性生产企 业，使原料、产品和副产品得到综合利用外，提倡设计和开发 原子经济性反应； 原子经济性概念是由美国化学家B. M. Trost 在1991年首先提出的，在反应中 应该使原料中每一个原子都结合到目标分子即所需产物中，不需要用保护 基团或离去基团，因而不会有副产物或废物生成。 3.大力发展绿色化工； ①采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂； ②应用反应选择性高的工艺和催化剂； ③将副产物或废物转化为有用的物质； ④采用原子经济性反应，提高原料中原子的利用率，实现零排放； ⑤淘汰污染环境和破坏生态平衡的产品，开发和生产环境友好产品等。 4. 化工过程要高效、节能和智能化； 5.实施废弃物再生利用工程。;1.4 化学工业的原料资源和主要产品 1.4.1 化学工业的原料资源 1.自然资源 ①矿物原料包括金属矿、非金属矿和化石燃料矿。 金属矿多以金属氧化物、硫化物、无机盐类或复盐型式存在； 非金属矿以各种各样化合物形态存在，其中含硫、磷、硼、硅的矿物储量比较丰富； 化石燃料矿包括煤、石油、天然气、油页岩和油砂等，它们主要由碳和氢元素组成。 ???生物资源 2.非自然资源 ①经过某种化学加工得到的产品，往往是其它化学加工部门的原料； ②经过物理和化学的再加工，对工业废渣、废液、废气以及人类用过的物质和材料再生； 未来物质生产的特点之一 越来越完善地和有效地利用这些“废料”和“垃圾”！;1.4.2 化学工业的主要产品 1.4.2.1 无机化工主要产品 1.4.2.2 基本有机化工主要产品 1.4.2.3 高分子化工主要产品 1.4.2.4 精细化工主要产品 1.4.2.5 生物化工主要产品 ;1.5 化工过程的主要效率指标 1.5.1 生产能力和生产强度 生产能力：一个设备、一套装置或一个工厂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。 单位为kg／h，t／d或 k t／a，万t／a等。 生产强度：设备的单位特征几何量的生产能力，即设备的单位体积的生产能力，或单位面积的生产能力。 单位：kg／(h·m3)，t/(d·m3)或 kg／(h·m2)，或t/(d·m2)等。 1.5.2 转化率、选择性和收率(产率) I.转化率(conversion)：某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用符号X表示。 其定义见式 (1-1)： 转化率表征原料的转化程度，反映了反应进度。 ;计算转化率时，反应物起始量的确定很重要。 　①对于间歇过程，以反应开始时装入反应器的某反应物料量为起始量； 　②对于连续过程，一般以反应器进口物料中某反应物的量为起始量； 　③对于采用循环流程的过程来说，则有单程转化率和全程转化率之分。 循环物料 弛放物料 新鲜原料 混合原料