化工单元操作
化工单元操作

• 石油化工、化肥、制药等行业的生产过程中广泛应用 • 单元操作的研究和应用推动化工行业的发展 • 单元操作的优化和创新提高化工产品的竞争力
化工单元操作0的2基本原理与方
法
流体力学原理在化工单元操作中的应用
流体力学原理的基本概念
• 流体的性质和状态 • 流体的运动和受力 • 流体的流动和传热
优化效果的评价和反馈
• 生产成本的降低和产品质量的提高 • 生产效率和资源利用率的提高 • 安全和环保性能的改善
化工单元操作过程中的节能技术与应用
节能技术的类型和特点
• 热能回收和综合利用技术 • 工艺过程的优化和控制技术 • 设备的高效和节能技术
节能技术的应用和实践
• 某石油化工企业的节能改造案例分析 • 节能技术的推广和应用前景 • 节能技术对化工生产的影响和贡献
化工单元操作的发展对行业的影响与挑战
化工单元操作的发展对行业的影响
• 提高化工行业的整体技术水平和竞争力 • 推动化工行业的结构调整和转型升级 • 促进化工行业与环境保护和社会可持续发展的协调发展
化工单元操作的发展面临的挑战
• 技术突破和创新能力的提升 • 政策法规和市场环境的支持和引导 • 企业管理和人才培养的加强和改进
• 单元操作是生产工艺中的基本环节 • 单元操作的优化和创新推动生产工艺的改进 • 单元操作的稳定性和可靠性影响生产过程的顺利进行
化工单元操作的重要性和实际应用
化工单元操作在化工生产中的重要性
• 单元操作是化工生产的基础和核心 • 单元操作的优化和创新提高生产效率和降低成本 • 单元操作的稳定性和可靠性保证生产过程的顺利进行
• 化工单元操作设备的选型原则 • 满足工艺要求:设备的性能、容量和操作条件应满足生产工艺 的要求 • 确保安全可靠:设备应具有足够的安全性能和可靠性,保证生 产过程的顺利进行 • 考虑经济性和维护性:设备的投资、运行和维护成本应尽可能 低,设备的寿命应尽可能长
化工单元操作

1. 化工单元操作有哪几点2. 流体动力传递过程(流体的输送,沉降,过滤,离心分离,固体流态化等).也称动量传递过程;3. 热量传递过程(加热,冷却,蒸发等)也称传热4. 质量传递过程(蒸馏,吸收,萃取,膜分离等)也简称传质;5. 热力过程(冷冻)注意:干燥,结晶同时遵循传热和传质的基本规律6. 化工过程:用化工方法对原料进行加工处理成为产品的过程7. 化工过程可以分为化学过程和化工单元操作过程8. 化工单元操作是物理过程9. 化工单元操作的特点是化工生产中共有的操作;不改变物料的化学性质,只改变物理性质;作用于不同的化工生产过程,原理是相同的,设备是通用的10. 化工单元操作的研究对象是化工生产中共通的部分,即化工单元操作的基本规律,基本计算,操作原理,典型设备的构造和操作。
11. 化工单元操作所遵循的规律可分为物料衡算,能量衡算,平衡关系,过程速率四类12. 物料衡算遵循的是质量守恒定律,能量衡算遵循的是能量守恒定律;平衡关系表示的是过程能否进行以及进行的程度;平衡关系可以判断过程能否进行以及进行的程度;过程速率可以近似的表示为过程推动力过程阻力13. 我国实行的法定计量单位是国际单位制(SI 制),特点是通用性强,使用方便14. 伯努利方程式在流体测量中应用,在化工生产中有:孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计15. 静力学基本方程式的应用:A 测量压强差与压强B 测量容器内液面的高度C 确定液封的高度16. 影响流体密度的主要因素是温度和压力。
压力对液体密度的影响较小,可以忽略,温度对液体密度有一定的影响;温度和压力对气体密度的影响均很大。
17. 液体的黏度随温度升高而降低,气体的黏度随温度升高而升高18. 压力对液体和气体的黏度影响都可忽略,只有在高压下才考虑压力对气体黏度的影响19. 体积流量是单位时间内流经管道有效截面的流体体积,质量流量是单位时间内流经管道有效截面的流体质量20. 流速是单位时间内流体在流动方向流过的距离;质量流速是质量流量与管道截面积之比,即单位时间内流过单位管道截面流体的质量21. 稳定流动和不稳定流动的区别:放水管中任一截面处的流速,流量,压强等与流动有关的物理量均不随时间而变化,这种流动称为稳定流动;放水管中任一截面处的流速,流量,压强等与流动有关的物理量随时间而变化,这种流动称为不稳定流动22. 何为层流内层:流体在管内流动时,在壁面附近有一层作层流流动的流体薄层,称为层流边界层。
化工单元操作基础知识

化工单元操作基础知识目录一、内容概要 (2)1.1 化工单元操作的定义与重要性 (2)1.2 化工单元操作的基本分类 (4)二、化工单元操作基础知识 (5)2.1 流体流动与输送 (6)2.1.1 流体流动的基本概念 (8)2.1.2 流体输送设备 (9)2.1.3 管道与附件 (10)2.2 传热与热量交换 (11)2.2.1 传热基本原理 (12)2.2.2 热量交换设备 (13)2.2.3 传热过程的优化与控制 (14)2.3 蒸馏与分离技术 (15)2.3.1 蒸馏原理与操作 (16)2.3.2 分离技术概述 (18)2.3.3 蒸馏塔与分离设备 (19)2.4 化学反应工程基础 (20)2.4.1 化学反应类型与特点 (22)2.4.2 反应器类型及选择 (23)2.4.3 反应过程的优化与控制 (24)2.5 干燥与浓缩 (25)2.5.1 干燥技术概述 (27)2.5.2 浓缩技术概述 (28)2.5.3 干燥与浓缩设备 (29)三、化工单元操作实践应用 (31)3.1 化工生产过程中的单元操作组合与应用 (33)3.2 化工单元操作的优化与改进策略 (34)3.2.1 操作参数的优化 (35)3.2.2 设备选型的注意事项 (36)四、安全与环保知识在化工单元操作中的应用 (38)4.1 化工单元操作的安全管理要求与措施 (39)4.2 环保法规在化工单元操作中的实施与应用 (40)五、实验技能与操作实践 (41)5.1 实验基础知识与技能培养要求 (43)5.2 实验操作实践案例及分析讨论题库及答案解析等辅助内容安排说明等44一、内容概要化工单元操作的基本原理:阐述化工单元操作的基本原理,包括传质、热量传递、反应动力学等方面的知识。
化工单元操作的操作条件:分析影响化工单元操作性能的主要操作条件,如温度、压力、流量等参数的控制方法。
化工单元操作设备与工艺流程:介绍常用的化工单元操作设备及其结构特点,以及典型的化工生产流程。
化工单元操作

03
传热与传质
传热原理及设备
01
02
03
传热方式
导热、对流和辐射三种基 本方式。
传热设备
换热器、冷却器、加热器 等。
传热过程强化
采用高效传热设备、优化 设备结构、提高传热系数 等。
传质原理及设备
传质方式
分子扩散和对流扩散两种 基本方式。
传质设备
填料塔、板式塔、膜分离 器等。
传质过程强化
优化设备结构、提高传质 系数、采用高效传质设备 等。
压缩机类型
根据工作原理和结构特点,压缩机可分为容积型和速度型两大类。容积型压缩机包括往复 式、回转式等;速度型压缩机包括轴流式、离心式等。
容积型压缩机工作原理
通过改变工作腔的容积来压缩气体,使气体压力升高。如往复式压缩机通过活塞在气缸内 往复运动来改变工作腔容积;回转式压缩机通过转子在气缸内旋转来改变工作腔容积。
速度型压缩机工作原理
通过高速旋转的叶轮对气体做功,使气体获得动能和静压能,从而实现气体的压缩。如轴 流式压缩机通过高速旋转的叶轮对气体进行轴向压缩;离心式压缩机通过高速旋转的叶轮 对气体进行径向压缩。
真空泵的类型与工作原理
真空泵类型
根据工作原理和结构特点,真空泵可分为容积型和速度型两大类。容积型真空泵包括往复式、回转式等;速度型真空 泵包括喷射式、水环式等。
严格遵守化工单元操作规程,可以保障生 产安全,防止事故发生,保护人员和环境 安全。
化工单元操作的历史与发展
历史
化工单元操作起源于古代化学工艺,随着化学工业的发展而不断完善。从最初的手工操作到后来的机械化、自动 化操作,化工单元操作经历了漫长的历史发展过程。
发展
随着科技的不断进步,化工单元操作也在不断发展和创新。新的分离技术、节能技术、环保技术等不断应用于化 工单元操作中,使得化工生产更加高效、安全和环保。同时,计算机模拟和优化技术的应用也为化工单元操作的 优化提供了有力支持。
化工单元操作实训

化工单元操作实训
摘要:
1.化工单元操作实训简介
2.实训课程的目标和意义
3.实训课程的主要内容
4.实训课程的实践方法和评价标准
5.化工单元操作实训的成果和影响
正文:
化工单元操作实训是一门针对化工专业学生的实践课程,旨在让学生在实际操作中学习和掌握化工单元操作的基本理论和技能。
该课程的目标是培养学生的动手能力、实际操作能力和解决问题的能力,使他们在毕业后能够胜任化工生产一线的工作。
实训课程的主要内容包括化工原理、化工设备、化工工艺和化工操作等方面的知识和技能。
学生在课程中将学习到各种化工设备的使用方法、化工工艺的原理和流程、化工操作的安全规程等。
实训课程的实践方法主要包括实验室实践、现场实习和模拟操作等。
实验室实践让学生在实验室中进行小型实验,通过实验数据的分析和比较,深入理解化工原理和操作技能。
现场实习则让学生到化工厂实地参观和学习,了解化工生产的全过程,体验化工操作的实际情况。
模拟操作则是让学生在计算机模拟平台上进行模拟操作,通过模拟操作,学生在不实际接触设备的情况下,也能熟悉和掌握化工操作的技能。
实训课程的评价标准主要包括操作技能、安全意识和问题解决能力等。
学生需要在课程中表现出良好的操作技能,严格遵守安全规程,并能在出现问题时,及时、有效地进行处理。
化工单元操作实训的成果主要体现在学生的操作技能和安全意识的提高上。
通过实训课程的学习,学生能够熟练掌握化工操作的基本技能,具备一定的安全意识和问题解决能力。
这在他们的就业和职业发展中,都将起到重要的作用。
化工单元操作的基础知识

沉降的分类及操作
力场
沉降类型
物料组成
重力场
重力 沉降
自由沉降,比如静
止分层
气—固、液—固、
干扰沉降
气—液、液—液
离心 力场
化工单元操作 的基础知识
什么是化工单元操作?
化工单元操作是指由各种化学生产过程中以物理为 主的处理方法概括为具有共同物理变化特点的基本操作。
化工产品的基本过程,都是由若干物理加工过程 (即单元操作)和化学反应过程(即化学反应)组合而 成。
化工单元操作分类
流体流动过程,包括流体输送、沉降、过滤等。 传热过程,包括加热、冷却、冷凝、制冷等。 传质过程,即物质的传递,包括吸收、蒸馏、萃取、
吸附、干燥等。 传力过程,即温度和压力变化的过程,包括液化、冷
冻等。 机械过程,包括固体输送、粉碎、筛分等。
一、流体流动过程
流体输送:流体以一定流量沿着管道(或明渠)由一处送到另 一处。
沉降:由于分散相和分散介质的密度不同,分散相粒子在力场 (重力场或离心力场)作用下发生的定向运动。沉降的结果使分 散体系发生相分离。
不同流速的流体之间存在着阻碍其相对运动的 摩擦阻力,称为内摩擦力。流体的粘度就是这种内 摩擦力的表示与度量。粘性越大,流动性越差。
流体输送的一些相关知识
二. 流量与流速
流量:单位时间内流过管道某一截面的流体量。
①体积流量:Q,m3/s; ②质量流量:G,kg/s ;G=ρQ
通转用 涡 浮子型 街 子电 磁流流流量量量计计计
流体输送的一些机械
化工单元操作的原理与安全技术

化工单元操作的原理与安全技术1化工单元操作的危险性2化工单元操作的安全3化工单元设备的安全1 化工单元操作的基本特点单元操作的危险性是由所处理物料的危险性所决定的,主要是处理易燃物料或含有不稳定物质物料的单元操作。
a. 防止易燃气体物料形成爆炸性混合体系。
b. 防止易燃固体或可燃固体物料形成爆炸性粉尘混合体系。
c. 防止不稳定物质的积聚或浓缩。
防止不稳定物质的积聚或浓缩(a) 不稳定物质减压蒸馏时,假设温度超过某一极限值,有可能发生分解爆炸。
(b) 粉末过筛时容易产生静电,而干燥的不稳定物质过筛时,微细粉末飞扬,可能在某些地区积聚而发生危险。
(c) 反应物料循环使用时,可能造成不稳定物质的积聚而使危险性增大。
(d) 反应液静置中,以不稳定物质为主的相,可能分开而形成分层积聚。
(e) 在大型设备里进行反应,如果含有回流操作时,危险物在回流操作中有可能被浓缩。
(f) 在不稳定物质的合成反应中,搅拌是个重要因素。
(g) 在对含不稳定物质的物料升温时,控制不当有可能引起突发性反应或热爆炸。
2 典型化工单元操作的安全技术2.1 加热操作的安全2.2 冷却、冷凝、冷冻操作的安全2.3 筛分、过滤操作的安全2.4 粉碎、混合操作的安全2.5 物料输送操作的安全2.6 干燥与蒸发操作的安全2.7 蒸馏、萃取与结晶操作的安全2.8 汲取与吸附操作的安全2.1 加热操作的安全危险:温度过高会使反应速度加快,假设是放热反应,则放热量增加,一旦散热不及时,温度失控,就会发生冲料,甚至会引起燃烧和爆炸;升温过快不仅容易使反应超温,而且还会损坏设备。
加热方式:有直接火加热、蒸汽或热水加热、有机热载体〔或无机载体〕加热以及电加热等。
加热温度在100℃以下的,常用热水或蒸汽加热;100℃~140℃用蒸汽加热;超过140℃则用加热炉直接加热或用热载体加热;超过250℃时,一般用电加热。
安全技术:用高压蒸汽加热时,对设备耐压要求高,须严防泄漏或与物料混合,避免造成事故。
第五章化工单元操作的基本安全技术

为液体的操作。 熔融温度一般为150-350摄氏度,采用
烟气道、油浴或金属浴加热
安全要点: ① 避免物料熔融时对人体的伤害 ② 注意熔融物中杂质的危害 ③ 降低物质的粘稠程度 ④ 防止溢料事故 ⑤ 熔融设备 ⑥ 熔融过程的搅拌
二 混合
操作概述:
混合:指用机械或其他方法使两种或多种 物 料相互分散而达到均匀状态的操作。
载体加热的安全要点
① 直接火与载体之间要严格密封,定期检查 ② 使用二笨混合物时,不得混入低沸点杂质,
妥善存放 ③ 使用无机物时,注意防止发生燃烧和爆炸
四 电加热
采用电炉或电感进行加热,是比较安全的一 种加热方法
电炉丝绝缘收到破坏,受潮后线路短路以及 接点不良而产生电火花电弧,等现象容易引 燃物料
化工单元操作的基本安全技术
化工单元操作:指各种化学品生产 过程中具有共同物理变化特点的通 用物理操作。
常见的化工单元操作:物料输送、 传热、蒸馏、粉碎、冷冻等
第一节 加热
直接火加热 水蒸气、热水加热 载体加热 电加热
一 直接火加热
是采用直接火焰或烟道气体进行加热的 方法,主要以天然气、煤气、燃料油、 煤等作燃料,采用的设备有反应器、 管式加热炉等
④ 清理器壁必需待过滤机完全停稳后在操作
第六节 蒸发与干燥
一 蒸发的操作技术及安全要点 二 干燥的操作技术及安全要点
一 蒸发
操作概述:
借加热作用使溶液中的溶剂不断气化,以提 高溶液中溶质的浓度,或使溶质析出的物理 过程
蒸发器:主要由加热室和蒸发室两部分组成
,常见的有循环型和单程型两种
安全要点:
电加热的安全要点
① 加热易燃物料是,应采用封闭式电炉 ② 用电感加热时应保证设备的安全可靠程度 ③ 热敏性物料不应该选择电加热 ④ 应当加强通风以防止形成爆炸性混合物
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v1.0 可编辑可修改
化工单元操作
作者:易卫国页数:324
出版:化学工业出版社ISBN:90232
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化工单元操作《化工单元操作》根据高职教育的特点、要求和教学实际,按照“工
作过程系统化”课程开发方法,打破本科教材的常规,不再以传统的“三传”为主线来
安排教学次序,而是将化工原理、化工装备、电器与仪表等课程的相关知识有机融合,
以典型化工生产单元操作及其设备为纽带,进行理实一体化的模块化内容设计,且精简
理论,删除繁琐的公式推导过程和纯理论型计算,放弃对过程原理及理论计算“过深、
过细、过全、过难”的描述。
全书共分“流体流动及输送技术、传热技术(传热、
冷冻)、分离技术(非均相物系的分离——沉降和过滤、蒸发、干燥、蒸馏、吸收、萃
取、结晶、新型分离方法——膜分离和吸附)”三大模块,十一个子模块,各子模块均
涵盖“技术应用”、“设备或流程认知”、“相关知识获取”、“操作方法”、“故障
处理”、“安全生产”及“节能”等内容,突出对学生工程应用能力、实践技能和综合
素质的培养。
本教材可作为高职高专化工技术类及相关专业的教材,亦可供化工
企业生产一线的工程技术人员参考。
绪论任务一了解化工生产过程及单元操作
一、化工生产过程与单元操作二、单元操作的分类任务二了解本课
程的性质、内容和课程目标一、本课程的性质、内容二、课程目标任
务三了解解决工程问题的基本思路和方法任务四正确使用单位一、单位和单位制二、单位换算习题模块一流体流动及输送任务一认知流体输送设备及管路一、贮罐二、化工管路三、输送设备任务二获取流体输送知识一、流体的基本物理量二、静力学方程式及其应用三、连续性方程式及其应用四、柏努利方程式及其应用五、流体流动阻力及降低措施六、流体的基本物理量的检测任务三熟悉流体输送机械一、液体输送机械二、气体输送机械任务四离心泵的操作
一、操作方法二、故障分析及处理习题模块二传热
任务一了解传热过程及其应用一、传热在化工生产中的应用二、传热过程的类型三、载热体及其选择四、传热的基本方式任务二认知传热设备一、换热器的分类二、间壁换热器的结构与性能特点三、列管换热器的型号与系列标准任务三获取传热知识一、传热速率方程及其应用
二、传热速率与热负荷三、传热推动力四、传热系数五、强化与削弱传热六、传热计算案例任务四列管换热器的操作一、操作方法二、故障分析及处理三、安全生产习题模块三冷冻任务一了解冷冻过程及其应用一、制冷在工业生产中的应用二、制冷方法三、压缩制冷过程四、制冷剂与载冷体任务二认知冷冻设备一、压缩机二、冷凝器三、蒸发器四、节流膨胀阀任务三获取冷冻知识一、冷冻能力二、操作温度的选择习题模块四非均相物系的分离任务一了解非均相物系的分离过程及其应用
一、常见非均相物系分离的方法二、非均相物系分离在化工生产中的应用
任务二认知非均相物系的分离设备一、沉降设备二、过滤设备三、离心机四、气体的其他净制方法及设备五、分离方法和设备的选用任务三获取沉降和过滤知识一、沉降二、过滤任务四沉降和过滤设备的操作一、操作方法二、故障分析及处理习题模块五蒸发任务一了解蒸发过程及其应用一、蒸发在化工生产中的应用
二、蒸发操作的特点三、蒸发操作的分类四、蒸发流程任务二认知蒸发设备一、蒸发器的形式与结构二、蒸发器的辅助设备三、蒸发器的选用任务三获取蒸发知识一、蒸发水量二、加热蒸汽消耗量
三、蒸发器的传热面积四、蒸发器的生产强度五、蒸发器的节能措施任务四蒸发器的操作一、操作方法与日常维护二、故障分析及处理三、安全生产习题模块六干燥任务一了解干燥过程及其应用一、干燥在化工生产中的应用二、固体物料的去湿方法
三、干燥操作的分类四、对流干燥流程任务二认知干燥设备一、对
干燥设备的基本要求二、常用的工业干燥器三、干燥器的选用任务三获取干燥知识一、湿空气的性质二、湿空气的湿度图三、干燥过程的工艺计算四、干燥速率五、干燥操作的节能任务四喷雾干燥器的操作一、操作方法与日常维护二、故障分析及处理三、安全生产习题模块七蒸馏任务一了解蒸馏过程及其应用一、蒸馏在化工生产中的应用二、蒸馏操作的分类三、蒸馏流程任务二认知蒸馏设备一、板式塔的结构二、板式塔的类型三、板武塔的流体力学性能四、塔板负荷性能图任务三获取蒸馏知识一、蒸馏的气液相平衡二、精馏的工艺计算三、精馏操作的节能四、其他蒸馏方式任务四精馏塔的操作一、精馏操作的分析二、操作方法三、故障分析及处理四、安全生产习题模块八吸收任务一了解吸收过程及其应用一、工业生产中的吸收操作过程二、吸收在化工生产中的应用三、吸收操作的分类四、吸收剂的选择任务二认知吸收设备一、填料塔的构造二、填料的类型三、填料的特性四、填料塔的流体力学性能五、填料塔的附件任务三获取吸收知识一、吸收的气液相平衡二、吸收的传质机理三、吸收速率方-程四、吸收塔的计算五、其他吸收与解析任务四填料吸收塔的操作一、吸收操作的分析二、操作方法三、故障分析及处理四、安全生产习题模块九萃取任务一了解萃取过程及其应用一、萃取在化工生产中的应用二、萃取操作及其特点三、萃取流程四、萃取剂的选择任务二认知萃取设备一、萃取塔的形式与结构二、萃取设备的选用任务三获取萃取知识一、部分互溶物系的相平衡二、萃取的工艺计算三、超临界流体萃取技术任务四萃取塔的操作一、操作方法
二、故障分析及处理习题模块十结晶任务一了解结晶过程及其应用一、结晶在化工生产中的应用二、结晶操作的特点
三、结晶操作的分类任务二认知结晶设备一、结晶器的形式与结构
二、结晶器的选用任务三获取结晶知识一、固液体系相平衡二、结晶过程三、影响结晶操作的因素任务四结晶器的操作一、操作方法
二、故障分析及处理习题模块十一新型分离方法任务一认知膜分离技术一、膜分离在化工生产中的应用二、膜分离操作的特点
三、膜的性能及分类四、膜分离装置与工艺五、典型膜分离过程及应用任务二认知吸附技术一、吸附在化工生产中的应用二、吸附操作的特点三、吸附剂四、吸附速率五、吸附的分离过程及工艺
习题附录参考文献。