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化工过程分析与合成课件

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2023WORKSUMMARY

目录

CATALOGUE

化工过程概述

化工过程基本原理

化工过程分析方法

化工过程合成策略

化工过程设备与技术

化工过程安全与环保

PART

01

化工过程概述

03

环境保护与可持续发展

化工过程涉及到大量的能源消耗和废弃物排放，因此其环境保护和可持续发展问题具有重要意义。

01

国民经济基础

化学工业是国民经济的基础产业之一，为农业、能源、交通、建筑等提供必要的原材料和产品。

02

科技发展水平标志

化工过程的技术水平和生产效率是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。

随着生产规模的扩大和技术的进步，化工过程正朝着大型化和集约化的方向发展，以提高生产效率和降低成本。

大型化与集约化

随着计算机技术和自动化技术的不断发展，化工过程的自动化和智能化水平不断提高，提高了生产的安全性和效率。

自动化与智能化

随着环保意识的提高和环保法规的日益严格，化工过程的绿色化和环保化已成为重要的发展趋势，包括采用环保原料、优化工艺条件、减少废弃物排放等。

绿色化与环保化

PART

02

化工过程基本原理

物体内部或物体之间直接接触时，由于温度差引起的热量传递现象。

热传导

流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程。

热对流

物体通过电磁波形式传递热量的过程，无需介质参与。

热辐射

流体在管道内流动时，由于摩擦和形状变化而产生的阻力。

流动阻力

压力损失

动量守恒

流体在流动过程中，由于局部阻力和沿程阻力导致的压力降低。

在没有外力作用的情况下，流体系统的动量保持不变。

03

02

01

研究反应速率与反应条件（如浓度、温度、压力等）之间关系的科学。

反应动力学

研究反应体系能量转化与物质性质变化之间关系的科学。

反应热力学

催化剂能够改变反应路径、降低活化能，从而加速化学反应的进行。

催化剂作用

PART

03

化工过程分析方法

物料衡算基本原理

质量守恒定律在化工过程中的应用，确保输入与输出物料的质量平衡。

物料衡算步骤

确定系统边界、列出物料清单、建立物料平衡方程、求解未知量。

物料衡算应用

用于计算原料消耗、产品产量、副产品产量以及废物排放量等。

能量衡算基本原理

能量守恒定律在化工过程中的应用，确保输入与输出能量的平衡。

能量衡算应用

用于计算热量消耗、热效率、冷却水用量以及能源利用情况等。

能量衡算步骤

确定系统边界、列出能量清单、建立能量平衡方程、求解未知量。

过程模拟方法

过程优化方法

过程模拟与优化应用

PART

04

化工过程合成策略

根据产品需求和工艺条件，选择质量稳定、价格合理、易于获取的原料。同时考虑原料的纯度、杂质含量以及可能对环境或设备造成的影响。

针对原料的性质和工艺要求，制定相应的预处理策略，如清洗、干燥、破碎、筛分等，以确保原料满足生产要求，提高产品质量和收率。

预处理策略

原料选择

反应路线设计

根据产品结构和性质，设计合理的反应路线，包括反应类型、反应条件、催化剂选择等。同时考虑反应过程中的副产物生成、能量利用以及设备投资等因素。

优化策略

通过改变反应条件、调整催化剂配比、采用新技术或设备等手段，对反应过程进行优化，以提高反应速率、选择性和收率，降低能耗和废弃物排放。

根据产品性质和工艺要求，选择合适的分离方法，如蒸馏、萃取、结晶、膜分离等。同时考虑分离过程中的能耗、设备投资以及操作简便性等因素。

分离方法选择

针对分离后得到的产品，制定相应的纯化策略，如重结晶、色谱分离、电渗析等，以去除杂质、提高产品纯度和质量。同时考虑纯化过程中的收率、成本和环境影响等因素。

纯化策略

PART

05

化工过程设备与技术

催化剂固定，气体或液体通过催化剂床层进行反应，适用于连续生产过程。

固定床反应器

催化剂颗粒在气流作用下悬浮运动，形成流化床层，适用于大规模气固相反应。

流化床反应器

物料在釜内混合并反应，适用于液液、气液等相反应。

釜式反应器

1

2

3

由管束和壳体组成，一种流体在管内流动，另一种流体在管外流动，通过管壁进行热量交换。

管壳式换热器

由一系列金属板片组成，流体在板片间流动并进行热量交换，具有结构紧凑、传热效率高等特点。

板式换热器

由两张平行的金属板卷制而成，形成螺旋通道，流体在螺旋通道内流动并进行热量交换。

螺旋板式换热器

PART

06

化工过程安全与环保

危险因素识别

对识别出的危险因素进行定量或定性评估，确定其可能导致的后果和发生概率。

风险评估

风险等级划分

根据评估结果，对危险因素进行风险等级划分，为后续的安全管理提供依据。

掌握化工过程中可能存在的各种危险因素，如高温、高压、有毒有害物质等。

安全防护措施

针对识别出的危险因素，制定相应的安全防护措施，如安装安全阀、防爆装置等。

应急预案制定

根