化学工业的分类和特点.pptx
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化学工业分类
化学工业分类化学工业是指利用化学原理和方法，进行各种化学反应和生产过程，制造化学产品的行业。
化学工业广泛应用于冶金、石油、能源、农业、医药、食品等各个领域，为社会经济的发展做出了重要贡献。
本文将从以下几个方面对化学工业进行分类介绍。
1. 有机化工有机化工是化学工业中最主要的一个分支，主要以石油、煤炭和天然气等为原料，通过化学反应制造有机化合物。
有机化工产业包括石油炼制、石油化学、合成树脂、橡胶和塑料等。
石油炼制是将原油分离、提纯、转化为汽油、柴油、液化气等石油产品的过程。
合成树脂是通过聚合反应得到的固体材料，广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂等领域。
橡胶是一种高分子弹性材料，可以用于轮胎、橡胶制品等的生产。
2. 无机化工无机化工是以无机物为原料，通过化学反应合成的化学产品。
无机化工产业主要包括无机酸、无机碱、无机盐等的生产。
无机酸是酸性溶液，常用于金属腐蚀、金属清洗等工业领域。
无机碱是碱性溶液，主要用于中和酸性溶液、制造肥料等。
无机盐是由金属离子和非金属离子组成的化合物，广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷等行业。
3. 石油化工石油化工是以石油为主要原料，通过化学反应制造各种化学产品的工业。
石油化工产业主要包括石油炼制、石油化学和合成纤维等。
石油炼制是将原油分离、提纯、转化为石油产品的过程。
石油化学是以石油为原料，通过化学反应制造各种有机化合物的行业，包括合成树脂、橡胶和塑料等。
合成纤维是以石油为原料，通过化学合成或化学变性制造的纤维材料，广泛应用于纺织、服装、家居等领域。
4. 冶金化工冶金化工是利用化学原理和方法进行冶金生产的行业。
冶金化工产业主要包括冶炼、铸造和金属制品等。
冶炼是将矿石经过化学反应和物理处理，提取金属的过程。
铸造是将金属熔化后浇铸成型的过程，用于制造各种金属制品。
金属制品是利用金属材料加工制造成的各种零部件和成品，广泛应用于机械、电子、建筑等行业。
5. 化学能源化学能源是指利用化学反应释放能量的能源形式，包括化学燃料、化学电池等。
项目一-认识化学工业
5.化工产品的应用——农业
合成橡胶：橡胶是制造飞机、军舰、汽车、
拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等所 必需的材料。根据来源不同，橡胶可以分为天然 橡胶和合成橡胶。合成橡胶中有少数品种的性能 与天然橡胶相似，大多数与天然橡胶不同，但两 者都是高弹性的高分子材料，一般均需经过硫化 和加工之后，才具有实用性和使用价值。合成橡胶在20世纪初开始生产，从40年代起得到了迅速的 发展。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温 或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
的物质，是在一定的外界能量的作用下，由自 身能量发生爆炸的物质。一般情况下，炸药的 化学及物理性质稳定，但不论环境是否密封， 药量多少，甚至在外界零供氧的情况下，只要 有较强的能量（起爆药提供）激发，炸药就会 对外界进行稳定的爆轰式作功。炸药爆炸时， 能释放出大量的热能并产生高温高压气体，对 周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。
任务一 认识化学工业
1.化学工业的定义
化学工业是指生产过程中化学方法占主要地位的制造业，它是通过化 工生产技术将原材料转化为化学产品的工业。
2.化学工业的分类
按产品应用分： 化学肥料工业、染料工业、农药工业等
按原料分： 煤化工、天然气化工、石油化工、无机盐化工、生物化工等
按生产规模或加工深度分： 大化工、精细化工
5.化工产品的应用——燃料
航空煤油:航空煤油是石油产品之一。是
由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必 要的添加剂调和而成的一种透明液体。主要由 不同馏分的烃类化合物组成。 航空煤油主要用 作航空涡轮发动机的燃料。汽油不安全，容易 挥发，太容易燃烧，但是活塞发动机还在用。 柴油黏度太大，在涡轮发动机里不适合，因为 是要靠很细小的喷嘴把燃料喷成雾状的，才能 跟高压高温空气充分混合，产生猛烈燃烧。
化学工业概述
• 定义： • • 线型结构的高相对分子质量合成树脂，经牵引、拉伸、定型得到的纤维，弹性较小。 • 品种： • • 聚酯纤维——涤纶 • • 聚酰胺纤维——尼龙或锦纶 • • 聚丙烯腈纤维——腈纶 • • 聚丙烯纤维——丙纶
D.粘结剂
• 通过表面粘结力、内聚力把材料粘合在一起，并在结合处有足够强度的物质。 • 类型：溶液型、乳液型、膏糊型、粉末型、胶带型，并正向高性能、低成本、无污染、使用
02
PART 二、化学工业在国民经济中的地位
化学工业在国民经济中的地位
1、为农业现代化提供了物质基础 化学工业为农业现代化提供了大量的农药、化肥、农用塑料薄膜等；
2、为其他工业的发展提供大量配套的原材料 化学工业的产品种类多、数量大，其中某些产品有独立用途，如萃取
剂、增塑剂、溶剂、胶黏剂、涂料等，可直接地用于其他行业和部门； 3、为人类提供大量的生活用品
7、已内酰胺
4 、高级脂肪酸及其衍生物 7、无机酸酯
4、 环烷酸及其衍生物 5 、
项目九 化学工艺过程 任务1：化学工业概述
化学工业概述
1 化学工业的地位 2 化学工业的分类 3 化工原料 4 化学工业的特点
三、高分子化工产品分类特点
01
PART
高分子化工产品分类
高分子化工产品分类
一、塑料 二、橡胶 三、化学纤维 四、涂料 五、胶粘剂 六、高分子基复合材料
①合成气系产品（见合成气）。 ②甲烷系产品（见甲烷）。 ③乙烯系产品（见乙烯）。 ④丙烯系产品（见丙烯）。 ⑤C4以上脂肪烃系产品（见碳四馏分；碳五馏 分）。 ⑥乙炔系产品（见乙炔）。 ⑦芳烃系产品（见芳烃）。
基本有机化工产品
一、 脂肪醚和环氧化合物
1、 脂肪醚 2、 环氧化合物
D.粘结剂
• 通过表面粘结力、内聚力把材料粘合在一起，并在结合处有足够强度的物质。 • 类型：溶液型、乳液型、膏糊型、粉末型、胶带型，并正向高性能、低成本、无污染、使用
02
PART 二、化学工业在国民经济中的地位
化学工业在国民经济中的地位
1、为农业现代化提供了物质基础 化学工业为农业现代化提供了大量的农药、化肥、农用塑料薄膜等；
2、为其他工业的发展提供大量配套的原材料 化学工业的产品种类多、数量大，其中某些产品有独立用途，如萃取
剂、增塑剂、溶剂、胶黏剂、涂料等，可直接地用于其他行业和部门； 3、为人类提供大量的生活用品
7、已内酰胺
4 、高级脂肪酸及其衍生物 7、无机酸酯
4、 环烷酸及其衍生物 5 、
项目九 化学工艺过程 任务1：化学工业概述
化学工业概述
1 化学工业的地位 2 化学工业的分类 3 化工原料 4 化学工业的特点
三、高分子化工产品分类特点
01
PART
高分子化工产品分类
高分子化工产品分类
一、塑料 二、橡胶 三、化学纤维 四、涂料 五、胶粘剂 六、高分子基复合材料
①合成气系产品（见合成气）。 ②甲烷系产品（见甲烷）。 ③乙烯系产品（见乙烯）。 ④丙烯系产品（见丙烯）。 ⑤C4以上脂肪烃系产品（见碳四馏分；碳五馏 分）。 ⑥乙炔系产品（见乙炔）。 ⑦芳烃系产品（见芳烃）。
基本有机化工产品
一、 脂肪醚和环氧化合物
1、 脂肪醚 2、 环氧化合物
项目一认识化学工业
5.化工产品的应用——燃料
汽油: 外观为透明液体，主要成分为C4～C12脂
肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。按研究法 辛烷值分为90号、92号、95号三个牌号。具有较高 的辛烷值和优良的抗爆性，用于高压缩比的汽化器式 汽油发动机上，可提高发动机的功率，减少燃料消耗 量；具有良好的蒸发性和燃烧性，能保证发动机运转 平稳、燃烧完全、积炭少；具有较好的安定性，在贮 运和使用过程中不易出现早期氧化变质，对发动机部 件及储油容器无腐蚀性。
5.化工产品的应用——燃料
航空煤油:航空煤油是石油产品之一。是
由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必 要的添加剂调和而成的一种透明液体。主要由 不同馏分的烃类化合物组成。 航空煤油主要用 作航空涡轮发动机的燃料。汽油不安全，容易 挥发，太容易燃烧，但是活塞发动机还在用。 柴油黏度太大，在涡轮发动机里不适合，因为 是要靠很细小的喷嘴把燃料喷成雾状的，才能 跟高压高温空气充分混合，产生猛烈燃烧。
5.化工产品的应用——农业
合成橡胶：橡胶是制造飞机、军舰、汽车、
拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等所 必需的材料。根据来源不同，橡胶可以分为天然 橡胶和合成橡胶。合成橡胶中有少数品种的性能 及天然橡胶相似，大多数及天然橡胶不同，但两 者都是高弹性的高分子材料，一般均需经过硫化 和加工之后，才具有实用性和使用价值。合成橡胶在20世纪初开始生产，从40年代起得到了迅速的 发展。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温 或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
化工生产的主要设备大多是塔、罐、槽、器及管道，一般装置的投资 费用及其生产能力的2/3次方呈正比。
6.化学工业的特点
化工基础知识ppt演示课件.ppt
物理变化：只改变物质的外部状态和形状，而没有改变物质的 组成，更没有新物质产生，这种变化称作物理变化。如物质的 顔色、形态等的变化。
化学变化：由一种物质生产新物质的变化称作化学变化，如铁 氧化后生成铁锈；炭燃烧后生成二氧化碳等。
精心整理
前处理→核心处理→后处理
核心部分：化学反应过程及其设备（反应器）是 整个化工生产过程的核心。
位 升
精心整理
(') (°) r/min t
u
L,(l)
1'=60"(π/108000)rad 1°=60'(π/180)rad 1r/min=(1/60)s-1 1t=103kg
1u≈1.6605655×10-27kg
1L=10-3m3
第三章 管路相关知识
管路：由管子、管件、法兰、垫片、紧固件 、阀门以及管道特殊件等管道组成件及管道支吊 架（管道支承件）等组成，是管子、管件、法兰 、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部 件和支承件的装配总成。所谓管道特殊件，是指 非普通标准组成件。是按工程设计条件特殊制造 的管道组成件，包括膨胀节、特殊阀门、爆破片 、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等。
精心整理
3.1 压力管道 3.2 阀门 3.3 精心整理 法兰
定义 分类 管道规格 钢号
8.1 压 力 管 道
精心整理
定义
从广义上理解，所谓压力管道，应当是指所有承 受内压或外压的管道，无论其管内介质如何。但从 我国颁发《压力管道安全管理与监察规定》以后， “压力管道”便成为受监察管道的专用名词。在 《压力管道安全管理与监察规定》第二条中将压力 管道定义为：“在生产、生活中使用的可能引起燃 爆或中毒等危险性较大的特种设备”。
化学变化：由一种物质生产新物质的变化称作化学变化，如铁 氧化后生成铁锈；炭燃烧后生成二氧化碳等。
精心整理
前处理→核心处理→后处理
核心部分：化学反应过程及其设备（反应器）是 整个化工生产过程的核心。
位 升
精心整理
(') (°) r/min t
u
L,(l)
1'=60"(π/108000)rad 1°=60'(π/180)rad 1r/min=(1/60)s-1 1t=103kg
1u≈1.6605655×10-27kg
1L=10-3m3
第三章 管路相关知识
管路：由管子、管件、法兰、垫片、紧固件 、阀门以及管道特殊件等管道组成件及管道支吊 架（管道支承件）等组成，是管子、管件、法兰 、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部 件和支承件的装配总成。所谓管道特殊件，是指 非普通标准组成件。是按工程设计条件特殊制造 的管道组成件，包括膨胀节、特殊阀门、爆破片 、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等。
精心整理
3.1 压力管道 3.2 阀门 3.3 精心整理 法兰
定义 分类 管道规格 钢号
8.1 压 力 管 道
精心整理
定义
从广义上理解，所谓压力管道，应当是指所有承 受内压或外压的管道，无论其管内介质如何。但从 我国颁发《压力管道安全管理与监察规定》以后， “压力管道”便成为受监察管道的专用名词。在 《压力管道安全管理与监察规定》第二条中将压力 管道定义为：“在生产、生活中使用的可能引起燃 爆或中毒等危险性较大的特种设备”。
化学工业
1、化学工业定义:化学加工工业的简称，是运用化学工艺生产化学品的工厂企业形成的产业部类。
2、化学工业基本分类（按化学特性分类）无机化工基本有机化工高分子化工精细化工3、三大合成材料工业开始1839年美国人固特异用硫磺硫化天然橡胶，应用于轮胎及其它橡胶制品--第一个人工加工的高分子橡胶产品。
1872年美国开始生产赛璐珞，被认为是第一个天然加工高分子的塑料产品--开创了塑料工业。
1891年在法国建立了人造纤维（硝酸酯纤维）工厂，其产品质量差，易燃，虽未能大量发展，但仍被认为是化学纤维工业的开始。
4、精细化工率精细化率代表精细化学品的产值与整个化学工业产值的比例。
发达国家的精细化率已超过50%。
精细化工率的高低已成为衡量一个国家或地区化工发展水平的主要标志之一5、化学6、工业发展标志18-19世纪：人们长时间内把硫酸产量作为一个国家化学工业发展的标志。
20世纪：乙烯成为化学工业标志性产品，人们把乙烯作为一个国家化学工业发展的标志。
21世纪：目前精细化率成为一个国家的化学工业发展标志。
7、现代化学工业的特点原料路线、生产方法和产品品种的多方案性与复杂性生产过程综合化、装置规模大型化、化工产品精细化（精细化不仅指生产小批量的化工产品，更主要的是指生产技术含量高、附加产值高的具有优异性能或功能并能适应快速变化的市场需求的产品）技术和资金密集，经济效益好（化学工业是技术和资金密集型行业）注重能量合理利用，积极采用节能技术安全生产要求严格8、化工与能源一次能源：指从自然界获得且可直接加以利用的热源和动力源，包括煤、石油、天然气、油田气等，林木秸秆等植物燃料，沼气，核燃料，还有水能、风能、地热能、海洋能和太阳能等。
二次能源：指从一次能源加工得到的便于利用的能量形式，除火电外，主要是指化学加工得到的汽油、柴油、煤油、重油、渣油和人造汽油等液体燃料，煤气、液化石油气等气体燃料。
9、有机化学工业三大门类基本有机化工（主要部分是石油化工）精细化工高分子化工10、工业三烯乙烯、丙烯、丁二烯11、工业三苯苯、甲苯、二甲苯12、基本有机化工产品用途①生产合成橡胶、合成纤维、塑料和其他高分子化工产品的原料，即聚合反应的单体；②其他有机化学工业，包括精细化工产品的原料；③按产品所具性质用于某些直接消费，例如用作溶剂、冷冻剂、防冻剂、载热体、气体吸收剂，以及直接用于医药的麻醉剂、消毒剂等。
化学工业
化学工 业简介
•
化学工业是属于知识和资金密集型的 行业。随着科学技术的发展，它由最 初只生产纯碱、硫酸等少数几种无机 产品和主要从植物中提取茜素制成染 料的有机产品,逐步发展为一个多行业、 多品种的生产部门,出现了一大批综合 利用资源和规模大型化的化工企业。 这些企业就其生产过程来说，同其他 工业企业有许多共性，但就生产工艺 技术、对资源的综合利用和生产过程 的严格比例性、连续性等方面来看， 又有它自己的特点
。
化学工业的分类
化学工业内部分类比较复杂，过去把化学 工业部门分为无机化学和有机化学工业两 大类，前者主要有酸、碱、盐、硅盐酸、 稀有元素、电化学工业等；后者主要有合 成纤维、塑料、合成橡胶、化肥、农药等 工业。随着化学工业的发展,跨类的部门层 出不穷,逐步形成酸、碱、化肥、农药、有 机原料、塑料、合成橡胶、合成纤维、染 料、涂料、医药、感光材料、合成洗涤剂、 炸药、橡胶等门类繁多的化学工业。
化工生产还具有耗能高的特 性。因为，第一，煤炭、石 油、天然气既是化工生产的 燃料动力，又是重要的原料； 第二，有些化工产品的生产， 需要在高温或低温条件下进 行，无论高温还是低温都需 要消耗大量能源
专用化学品既是化工产品， 又是化工产品中新兴发展的 高科技产品，在国民经济生 产和人们社会生活中扮演的 角色也越来越重要。进入新 世纪以来，中国专用化学品 产业呈加速发展态势，取得 了令人可喜的成绩。
2008年1-11月，中国专用化学品工业实现累计 工业总产值709,369,381千元，比上年同期增长 31.81%；实现累计产品销售收入676,740,338千 元，比上年同期增长29.90%；实现累计利润总 额40,968,874千元，比上年同期增长了15.51%。 2009年1-11月我国专用化学产品制造行业实现 主营业务收入820,964,109,000元，比上年同期 增长了16.16%；实现累计利润总额 52,558,688,000元，比上年同期增长了22.04%。 2009年，专用化学品行业产值和增速跃居 化工各子行业发展速度之首。专用化学品行业在 化工行业生产中的比重快速增加，标志着化工产 业和产品结构调整初见成效，正朝着技术含量较 高、附加值较高的方向迈进……
《化工基础知识》课件
根据原料性质、产品要求和生产规模等因 素，选择合适的工艺流程类型。
设计工艺流程
优化工艺流程
根据确定的工艺流程类型，设计各操作单 元及其组合方式，确保物料流动顺畅、能 量利用高效。
通过改进操作条件、采用新型设备和技术 等手段，降低能耗、物耗和提高生产效率 ，实现经济效益的最大化。
04
化工设备与装置
化工设备的分类与特点
化工设备的选择与维护
选择
根据工艺要求、生产规模、操作条件等因素，选择合适 的化工设备，确保其性能、效率、安全性等满足要求。
维护
定期对化工设备进行检查、保养、维修，及时发现并处 理设备故障，确保设备的正常运行和使用寿命。
05
化工安全与环保
化工生产过程中的危险因素
易燃易爆物质 化工生产中常常涉及到易燃易爆 物质，如石油、天然气、氢气等 ，一旦发生泄漏或反应失控，可 能导致火灾或爆炸。
化工在国民经济中的地位
总结词
化工是国民经济的重要支柱之一，为农业、能源、交通、机械、电子等产业提供重要原材料和中间体 。
详细描述
化工为农业提供化肥、农药等生产资料，提高农作物产量和质量；为能源产业提供燃料和添加剂；为 交通产业提供橡胶轮胎等材料；为机械和电子产业提供各种高分子材料和精细化学品。
化工技术的发展趋势
总结词
化工技术正朝着高效、环保、节能方向发展，新型反应技术、分离技术和过程强化技术 成为研究热点。
详细描述
随着科技的不断进步，新型反应技术如酶催化、光催化等在化工生产中的应用越来越广 泛；分离技术如膜分离、萃取等也在不断改进和优化；过程强化技术如微型化工、催化 强化等成为提高化工生产效率的重要手段。这些技术的发展将推动化工行业朝着更加高
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（3）为微电子、信息、生物、航天技术等高技术产业提供 新型化工材料和新产品；
（4）为人们的衣、食、住、行提供各种化工产品。
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1 化学工业的分类
美国：
化学工业包括：生产基本化工产品的企业
中国：
以化学方法为主进行产品加工的企业
化学工业包括：基本化学工业 化肥工业 石油化学工业 其他化学工业
实验室研究（小试） 可行性研究 中间试验（中试） 工业装置的设计和投产
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§1－5 物理量的因次与单位制
物理量：表示物质物理性质的参数，如长度、面积、体积、密度、粘度、 导热系数、温度、压强等。这些物理量可通过几个彼此独立的基本物理 量来表示，其大小则用各种单位来量度称为基本单位。 常用的基本单位长度、力或质量，时间和温度等，基本量以外的其它物 理量，可通过物理量之间的规律（定义或定律），从基本量推导出来称 为导出物理量，他们的单位称为导出单位。 应用这些基本量以表示物理量特性的式子称为因次（或量纲）式。因次 式中各物理量的指数称为它的因次或量纲（有时也把物理量的量纲式简 称为物理量的量纲）。因次可正、可负、整数、分数等任意有理数。
电石
热固性塑料和 工程塑料 合成橡胶
可作为生产聚氯乙烯、聚乙烯醇、氯丁橡胶、乙酸、乙醛、乙炔黑、双 氰胺、硫脲等工业的原料
酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚碳酸酯、聚甲醛、 ABS树脂、尼龙1010、尼龙6、尼龙66、聚砜等
顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等
染料
硫化染料、直接染料、酸性染料、活性染料、碱性染料、还原燃料、分 散染料、冰染染料、阳离子染料等
（2）设计（ Design ）——如何进行过程的计算 和设备的设计。在缺乏数据的情况下，如何 组织实验以取得必要的设计数据。
（3）操作（Operation）如何进行操作和调节以 适应生产的不同要求。在操作发生故障时如 何寻找故障的缘由。
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§1－7 学习中注意的问题
（1）、要理论联系实际 理论教学 试验教学 课程设计
能量衡算的依据是能量守恒定律。
能量衡算的目的是：
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
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∑Q入
系统 积累 Q
∑Q出
图1-2 能量衡算示意图
热量衡算式： ∑Q入 ＝ ∑Q出 ＋ Q (1-3)
稳态操作：∑Q入 ＝ ∑Q出
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化学工艺
化学工艺具有个别生产的特殊性，即生产不同的化学产品要采
用不同的工艺，即使生产相同产品，但原料路线不同时，也要采
用不同的化学工艺。尽管如此，化学工艺所涉及的范畴是相同的，
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
备的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料的影响；
过程速率决定设备的生产能力，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）∝
在实际工作中，一个过程以多快的速率 由不平衡向平衡移动是极为重要的问题。
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§1－4 化工过程开发
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将实验室研究扩大为生产规模，使新产品、新工 艺或新技术在工业装置中运转或转变为生产的全过程 称为化工过程开发。
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)
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
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1-3.2能量衡算（能量守恒）：
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表1-1 主要化工行业及其相关产品
化工行业
化学矿山 酸、碱 无机盐
化肥
化学农药
主要产品或用途
磷矿、硫矿、硼矿、矾矿和石灰石矿等
硫酸、烧碱、纯碱
磷酸盐、碳酸钾、小苏打、无水硫酸钠、氰化钠、硫酸铝、硝酸钠、氯 化锌、轻质碳酸钙、过氧化氫、沉淀硫酸钡等 氮肥（硫酸铵、硝酸铵、尿素、氯化铵、碳酸氫铵、氨水、石灰氮等）、 磷肥（普通过磷酸钙、钙镁磷肥等）、钾肥 敌百虫、乐果、甲胺磷、杀虫双、草甘磷、多菌灵等
第一章 绪论
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§1－1 化学工业的分类和特点
化工（化学工业），又称化学加工工业，泛指生产过
程中化学方法占主要地位的制造工业。是国民经济重要的基础
工业，是工业经济中最具活力，竞争力极强的一个部门。
（1）为农业提供化肥、农药、塑料薄膜等农用生产资料； （2）为轻纺、建材、冶金、国防、军工以及其他工业提供 各种配套原材料；
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表示各物理量大小除了数字部分外，还要看该物理量 的单位。
1、 国际单位制 SI制 7个基本单位，2个辅助单位，其余皆为 导出单位。
2、 工程单位制（重力单位制）
3. 绝对单位制
4、 单位换算
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§1－6 学习目标
（1）选择（selection)——如何根据各单元操作 在技术上和经济上的特点，进行“过程和设 备”的选择，以适应指定物系的特征，经济 而有效地满足工艺要求。
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6
§1－2 化工基础的内容（化工学科的发展）
化工学科的内容
化学工程 研究化工生产中的共同性操作的规律及其工程性质
的问题（包括化工原理和化学反应工程）
化学工艺 也称为化工生产技术。指将原料物质主要经过化学
反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的 和物理的措施
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续表1-1 主要化工行业及其相关产品
化工行业
涂料
增塑剂 橡胶加工助剂
主要产品或用途
天然树脂漆、酚醛树脂漆、醇酸树脂漆、氨基树脂漆、过氯乙烯漆、聚 酯漆、聚氨酯漆、硝基漆、有机硅漆等
邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯、氯 化石蜡、磷酸酯等
防老剂、促进剂
表面活性剂 阳离子型、阴离子型、非离子型、两性型等
含乙醇5％ 10吨/时
精 馏 塔
废水 含乙醇0.1％
例1-1 附图
产品和废水中乙醇含量
求：
产品和废水流量
分析：
两个未知量，需列出两个物料 衡算方程求解！
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确定：
衡算范围： 包含精馏塔在内的虚线框
衡算对象： a. 物流的流量 b. 物流中乙醇的量
衡算基准： 单位时间：小时
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
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பைடு நூலகம். 传递过程阶段
到20世纪50年代，人们又发现，各单元操作之间还存 在着共性。例如，传热和蒸发都是热量传递的形式，蒸馏、 吸附、吸收、萃取都是质量传递的形式。于是，把单元操 作归纳为动量传递、热量传递和质量传递。
4. “三传一反”阶段
20世纪50年代中期，化学工程中出现了“化学反应工 程学”这一新的分支。对化学反应器的研究，不仅要运用 化学动力学和热力学原理，而且要运用动量、热量和质量 传递原理。于是 “传递过程” 与 “反应工程” 成为当今 化学工程学的两大支柱。简称 “三传一反” 阶段。
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1-3.1物料衡算（质量守恒）：
物料衡算也称为质量衡算，其依据是质量守 恒定律。它反映一个过程中原料、产物、副产物 等之间的关系，即进入的物料量必等于排出的物 料量和过程中的积累量。
输入物料的总量 ＝ 排出物料的总量＋过程积累的总量
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∑M入
系统 积累 M
∑M出
图1-1 物料衡算示意图
操作条件的影响；生产控制；产品的分离；能量的利用与回收等。
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单元操作
单元过程
化工原理 + 反应工程
单元操作 化工原理
化工工艺
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§1－3 化工中的一些基本规律
物料衡算（质量守恒） 能量衡算（能量守恒）
动量衡算（动量守恒）*
平衡关系
过程速率
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物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 ＋ M (1-1) 连续稳态流动：∑M入 ＝ ∑M出 (1-2)
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进行物料衡算时，必须明确下面几点：
1. 首先要确定衡算的系统，即衡算对象包 括的范围。 2. 其次要确定衡算的基准。 3. 然后确定衡算的对象。 4. 最后还要确定衡算对象的物理量及单位。
(1-4)
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1-3.3 平衡关系
有关平衡的规律可以预测过程能够达到的极限 可以确定当时条件下物料或能量能够利用的极限 可以考察外界参数对平衡的影响和体系中物料状态
对平衡转化率的影响，从而优化条件 衡量过程的效率，从而找出改进的方法
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1.3.4过程速率
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化学工程
1. 单一化学工艺学阶段
在20世纪前的几百年时间里，出现了不少化学工业，如制糖 工业、制碱工业、造纸工业等。介绍每一种工业从原料到成品的 生产过程，作为一种特殊的知识讲解，这是最早的化学工程学。
2. 单元操作阶段
20世纪初，人们逐渐发现，许多化学工业中存在共同的操作 原理。例如，无论是制糖业还是制碱业，从溶液蒸发得到固体糖 和固体碱的原理是相同的，于是，蒸发成为最早提出的单元操作 之一。经不断总结，被称为单元操作的有：流体流动与输送、沉 降与过滤、固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、 干燥、结晶、膜分离等。
（4）为人们的衣、食、住、行提供各种化工产品。
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1 化学工业的分类
美国：
化学工业包括：生产基本化工产品的企业
中国：
以化学方法为主进行产品加工的企业
化学工业包括：基本化学工业 化肥工业 石油化学工业 其他化学工业
实验室研究（小试） 可行性研究 中间试验（中试） 工业装置的设计和投产
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§1－5 物理量的因次与单位制
物理量：表示物质物理性质的参数，如长度、面积、体积、密度、粘度、 导热系数、温度、压强等。这些物理量可通过几个彼此独立的基本物理 量来表示，其大小则用各种单位来量度称为基本单位。 常用的基本单位长度、力或质量，时间和温度等，基本量以外的其它物 理量，可通过物理量之间的规律（定义或定律），从基本量推导出来称 为导出物理量，他们的单位称为导出单位。 应用这些基本量以表示物理量特性的式子称为因次（或量纲）式。因次 式中各物理量的指数称为它的因次或量纲（有时也把物理量的量纲式简 称为物理量的量纲）。因次可正、可负、整数、分数等任意有理数。
电石
热固性塑料和 工程塑料 合成橡胶
可作为生产聚氯乙烯、聚乙烯醇、氯丁橡胶、乙酸、乙醛、乙炔黑、双 氰胺、硫脲等工业的原料
酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚碳酸酯、聚甲醛、 ABS树脂、尼龙1010、尼龙6、尼龙66、聚砜等
顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等
染料
硫化染料、直接染料、酸性染料、活性染料、碱性染料、还原燃料、分 散染料、冰染染料、阳离子染料等
（2）设计（ Design ）——如何进行过程的计算 和设备的设计。在缺乏数据的情况下，如何 组织实验以取得必要的设计数据。
（3）操作（Operation）如何进行操作和调节以 适应生产的不同要求。在操作发生故障时如 何寻找故障的缘由。
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§1－7 学习中注意的问题
（1）、要理论联系实际 理论教学 试验教学 课程设计
能量衡算的依据是能量守恒定律。
能量衡算的目的是：
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
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∑Q入
系统 积累 Q
∑Q出
图1-2 能量衡算示意图
热量衡算式： ∑Q入 ＝ ∑Q出 ＋ Q (1-3)
稳态操作：∑Q入 ＝ ∑Q出
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化学工艺
化学工艺具有个别生产的特殊性，即生产不同的化学产品要采
用不同的工艺，即使生产相同产品，但原料路线不同时，也要采
用不同的化学工艺。尽管如此，化学工艺所涉及的范畴是相同的，
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
备的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料的影响；
过程速率决定设备的生产能力，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）∝
在实际工作中，一个过程以多快的速率 由不平衡向平衡移动是极为重要的问题。
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§1－4 化工过程开发
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将实验室研究扩大为生产规模，使新产品、新工 艺或新技术在工业装置中运转或转变为生产的全过程 称为化工过程开发。
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)
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
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1-3.2能量衡算（能量守恒）：
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表1-1 主要化工行业及其相关产品
化工行业
化学矿山 酸、碱 无机盐
化肥
化学农药
主要产品或用途
磷矿、硫矿、硼矿、矾矿和石灰石矿等
硫酸、烧碱、纯碱
磷酸盐、碳酸钾、小苏打、无水硫酸钠、氰化钠、硫酸铝、硝酸钠、氯 化锌、轻质碳酸钙、过氧化氫、沉淀硫酸钡等 氮肥（硫酸铵、硝酸铵、尿素、氯化铵、碳酸氫铵、氨水、石灰氮等）、 磷肥（普通过磷酸钙、钙镁磷肥等）、钾肥 敌百虫、乐果、甲胺磷、杀虫双、草甘磷、多菌灵等
第一章 绪论
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§1－1 化学工业的分类和特点
化工（化学工业），又称化学加工工业，泛指生产过
程中化学方法占主要地位的制造工业。是国民经济重要的基础
工业，是工业经济中最具活力，竞争力极强的一个部门。
（1）为农业提供化肥、农药、塑料薄膜等农用生产资料； （2）为轻纺、建材、冶金、国防、军工以及其他工业提供 各种配套原材料；
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表示各物理量大小除了数字部分外，还要看该物理量 的单位。
1、 国际单位制 SI制 7个基本单位，2个辅助单位，其余皆为 导出单位。
2、 工程单位制（重力单位制）
3. 绝对单位制
4、 单位换算
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§1－6 学习目标
（1）选择（selection)——如何根据各单元操作 在技术上和经济上的特点，进行“过程和设 备”的选择，以适应指定物系的特征，经济 而有效地满足工艺要求。
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§1－2 化工基础的内容（化工学科的发展）
化工学科的内容
化学工程 研究化工生产中的共同性操作的规律及其工程性质
的问题（包括化工原理和化学反应工程）
化学工艺 也称为化工生产技术。指将原料物质主要经过化学
反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的 和物理的措施
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续表1-1 主要化工行业及其相关产品
化工行业
涂料
增塑剂 橡胶加工助剂
主要产品或用途
天然树脂漆、酚醛树脂漆、醇酸树脂漆、氨基树脂漆、过氯乙烯漆、聚 酯漆、聚氨酯漆、硝基漆、有机硅漆等
邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯、氯 化石蜡、磷酸酯等
防老剂、促进剂
表面活性剂 阳离子型、阴离子型、非离子型、两性型等
含乙醇5％ 10吨/时
精 馏 塔
废水 含乙醇0.1％
例1-1 附图
产品和废水中乙醇含量
求：
产品和废水流量
分析：
两个未知量，需列出两个物料 衡算方程求解！
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确定：
衡算范围： 包含精馏塔在内的虚线框
衡算对象： a. 物流的流量 b. 物流中乙醇的量
衡算基准： 单位时间：小时
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
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பைடு நூலகம். 传递过程阶段
到20世纪50年代，人们又发现，各单元操作之间还存 在着共性。例如，传热和蒸发都是热量传递的形式，蒸馏、 吸附、吸收、萃取都是质量传递的形式。于是，把单元操 作归纳为动量传递、热量传递和质量传递。
4. “三传一反”阶段
20世纪50年代中期，化学工程中出现了“化学反应工 程学”这一新的分支。对化学反应器的研究，不仅要运用 化学动力学和热力学原理，而且要运用动量、热量和质量 传递原理。于是 “传递过程” 与 “反应工程” 成为当今 化学工程学的两大支柱。简称 “三传一反” 阶段。
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1-3.1物料衡算（质量守恒）：
物料衡算也称为质量衡算，其依据是质量守 恒定律。它反映一个过程中原料、产物、副产物 等之间的关系，即进入的物料量必等于排出的物 料量和过程中的积累量。
输入物料的总量 ＝ 排出物料的总量＋过程积累的总量
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∑M入
系统 积累 M
∑M出
图1-1 物料衡算示意图
操作条件的影响；生产控制；产品的分离；能量的利用与回收等。
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单元操作
单元过程
化工原理 + 反应工程
单元操作 化工原理
化工工艺
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§1－3 化工中的一些基本规律
物料衡算（质量守恒） 能量衡算（能量守恒）
动量衡算（动量守恒）*
平衡关系
过程速率
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物料衡算式： ∑M入 ＝ ∑M出 ＋ M (1-1) 连续稳态流动：∑M入 ＝ ∑M出 (1-2)
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进行物料衡算时，必须明确下面几点：
1. 首先要确定衡算的系统，即衡算对象包 括的范围。 2. 其次要确定衡算的基准。 3. 然后确定衡算的对象。 4. 最后还要确定衡算对象的物理量及单位。
(1-4)
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1-3.3 平衡关系
有关平衡的规律可以预测过程能够达到的极限 可以确定当时条件下物料或能量能够利用的极限 可以考察外界参数对平衡的影响和体系中物料状态
对平衡转化率的影响，从而优化条件 衡量过程的效率，从而找出改进的方法
2019年6月30
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1.3.4过程速率
2019年6月30
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化学工程
1. 单一化学工艺学阶段
在20世纪前的几百年时间里，出现了不少化学工业，如制糖 工业、制碱工业、造纸工业等。介绍每一种工业从原料到成品的 生产过程，作为一种特殊的知识讲解，这是最早的化学工程学。
2. 单元操作阶段
20世纪初，人们逐渐发现，许多化学工业中存在共同的操作 原理。例如，无论是制糖业还是制碱业，从溶液蒸发得到固体糖 和固体碱的原理是相同的，于是，蒸发成为最早提出的单元操作 之一。经不断总结，被称为单元操作的有：流体流动与输送、沉 降与过滤、固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、 干燥、结晶、膜分离等。