第一章化学工业与化学工程1
武汉大学《化学工程基础》考研重点笔记
以使用同样的破碎机进行破碎操作。
单元操作的分类——根据其内在的理论基础分类
以动量传递为基础
流体的输送、压缩、沉降、过滤、搅 拌
三传
以热量传递为基础
加热、冷却、热交换、蒸发等
以质量传递为基础
蒸馏、吸收、吸附、萃取等
一反：化学反应工程——各种类型的化学变化过程
通过三传一反，主要解决化工生产上的哪些问题？ ①设计高效能的装置和设备，或改进现有的设备，提高生产能力。 ②确定操作的适宜条件及允许的变动范围，使生产尽可能在最高效率
1．3 化学工程学简介 1．化学工程学及其研究对象和任务
形态各异的各种化工生产过程是由多个环节所组成。任何化工生产过程总 涉及两个基本内容：工程和工艺。因此，本课程的内容也包括化学工程和化学工 艺两个部分。 化工生产过程和工艺方法可以是千差万别，但是任何化工生产过程都可以分解成 为两类过程：化学反应过程和物理处理过程。 化学工程研究和探讨的是化工生产过程中共同性物理操作的规律及其工程性质 的问题。化学工艺学研究如何利用天然原料或半成品通过适 的化学和物理方法将其加工成产品。 2．化学工程学的几个基本概念 （1）物料衡算——基于质量守恒定律 它反映了生产过程中各种物料（原料、产物、副产物）等之间的量的关系。是分 析生产过程、每个设备操作情况以及进行过程设计的基础。 其衡算式为：输入物料量-输出物料量=累积物料量 对于连续稳定生产，过程中无积累：M 输入物料=M 输出物料
化学工艺学知识点总结
化学工艺学第一章绪论1、化学工业：运用化学工艺、化学工程及设备,通过各种化工单元操作,高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门.2、化学工艺即化工生产技术,是指将各种原料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.3、化学工艺学是根据化学、物理和其他科学的成就,研究综合利用各种原料生产化学产品的方法原理、操作条件、流程和设备,以创立技术先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科.4、21世纪,化学工业的发展趋势答：1产品结构精细化和功能化；2生产装置微型化和柔性化；3生产过程绿色化和高科技化；4市场经营国际化、信息化.5、绿色化工就是用先进的化工技术和方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段.6、化学工业的基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品的在自然界天然存在的资源.7、化工产品一般是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来的新物料品.8.煤化工：以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业.9.煤的干馏：是指在隔绝空气条件下将煤加热,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程.10．一次加工方法主要包括一次加工和二次加工,一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.11.蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别沸点不同进行分离的方法,是一种没有化学反应的传质、传热物理过程,主要设备是蒸馏塔.12.常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种.13.催化重整：是在铂催化剂作用下加热汽油馏分石脑油,使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程.14.催化重整的原料是石脑油,以生产高辛烷值汽油为目的时一般采用80～180℃馏分.15．催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油,使其发生一系列加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的加工过程. 16.化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离与精制三大步骤.17.原料的预处理的主要目的是使初始原料达到反应所需要的状态和规格.18、化学反应是化工生产的核心.实现化学反应过程的设备称为反应器釜或塔.19、产品分离与精制目一是获取符合规格的产品,二是回收、利用副产物.20、组织工艺流程时应遵循的原则有哪些答：1工艺路线技术先进,生产运行安全可靠,经济指标先进合理；2原料和能量利用充分合理；3单元操作适宜,设备选型合理；4工艺流程连续化、自动化；5安全措施得当,“三”治理有效.21、工业催化剂的性能指标是活性、选择性和寿命.22、催化剂的失活原因一般分为中毒、结焦和堵塞、烧结和热失活三大类.22、固体催化剂在使用中应注意事项有哪些答：1要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触；2原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触；3要严格控制催化剂使用温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂.4要维持正常操作条件如温度、压力、反应物配比、流量等稳定,尽量减少波动.5开车时要保持缓慢的升温、升压速率,温度、压力的突然变化容易造成催化剂的粉粹,要尽量减少开车、停车的次数.第一章化学工艺基础1.化工原料根据物质来源可分为无机原料和有机原料两大类.2.煤化工包括煤的干馏包括炼焦和低温干馏,气化,液化和合成化学品等.3.原油：从油井中开采出来没有经过加工处理的石油叫原油,它是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠液体.4.一次加工：一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.5.二次加工：常用的二次加工方法主要有催化重整,催化裂化,催化加氢裂化和烃类热裂解.6.化工生产过程：一般可概括为原料预处理,化学反应和产品分离与精制三大步骤.7.选择性：是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比,用符号S表示.表达式为：转化为目的产物的某反应物的量该反应物的转化总量8.催化剂失活原因一般分为中毒,结焦和堵塞,烧结和热失活三大类.9.催化剂使用注意事项：（1）要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触；（2）原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触；（3）要严格控制操作温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂；（4）要维持正常操作条件的稳定,尽量减少波动；（5）开车时要保持缓慢的升温,升压速率,温度,压力的突然变化容易造成催化剂的粉碎,要尽量减少开,停车的次数.第四章烃类热裂解1.烃类热裂解：是指以石油系烃类为原料,利用石油烃在高温下的不稳定、易分解的性质,在隔绝空气和高温条件下使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应,以制取低级烯烃的过程.2.烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由原料烃的热裂解和裂解产物的分离精制两部分组成.3.一般将复杂的裂解反应归纳为一次反应和二次反应.4.一次反应：是指原料烃主要是烃类和环烷烃经热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应.5. 二次反应：是指一次反应的产物乙烯、丙烯等低级分子烯烃进一步发生反应生成多种产物,直至最后生焦或炭.6.乙烷裂解的自由基反应包括链引发、链增长反应和链终止反应3个阶段.7.各类烃热裂解的难易顺序可归纳为：异构烷烃>正构烷烃>环烷烃C 6>C 5>芳烃8.从热力学角度分析,裂解是吸热反应,理论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般在750～900℃.裂解的深度取决于裂解温度和停留时间.管式炉裂解技术的反应设备是裂解炉,它既是乙烯装置的核心,又是挖掘节能潜力的关键设备.9.石油烃类裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压,产生的裂解气要迅速离开反应区.10.烃类的热裂解过程的特点：1烃类热裂解是吸热反应；2烃类热解需在高温下进行,反应温度一般在750℃以上；3为了避免烃类热裂解过程中二次反应,反应停留时间很短,一般在～1s ； 4热裂解反应是分子数增加的反应,烃分压低有利于原料分子向反应产物分子的反应平衡方向移动；5裂解反应产物是复杂的混合物,除了裂解气和液体烃之外,尚有固体产物焦生成.11.裂解气中含有少量的Ｈ2S 、CO 2、H 2O 、C 2H 2、CO 等气体杂质.分析其来源主要有三个方面：一是由原料带入；二是裂解反应过程生成；三是裂解气处理过程引入.12.热泵：是通过做功将低温热源的热量传送给高温热源的供热系统. 2．烃类热裂解的主要目的是生产乙烯,同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等产品.3.乙烯装置生产能力的大小实际反映了一个国家有机化学工业的发展水平.4.烃类热裂解过程非常复杂,具体体现在一下几个方面：1原料复杂2反应复杂3产物复杂7．同碳原子数的烷烃,C-H键能大于C-C键能,故断键反应比脱氢反应容易发生.8.带支链烃的C-C键或C-H键的键能较直链烷烃的C-C键或C-H键的键能小,易断裂,所以,带支链的烃容易裂解或脱氢.9.带侧链的环烷烃首先经行脱烷基反应,脱烷基反应一般在长侧链的中部开始断裂,一直进行到侧链为甲基或乙基,然后再一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反应,环烷烃脱氢比开环生成烯烃容易.10.在较高的温度下,低分子的烷烃、烯烃有可能分解为碳和氢.11.正构烷烃在各族烃中最有利于生成乙烯、丙烯.12.异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃.13.烃类热裂解过程的特点：1吸热反应高温2体积增大低压3易发生二次反应14.裂解深度：指裂解反应进行的程度.15.裂解炉设计开发的根本思路是提高裂解过程的选择性和设备的生产能力.16.提高裂解过程选择性的主要途径：1提高反应温度2缩短停留时间3降低烃分压17.工业上一般采用蒸汽作为稀释剂,其优点有如下几点：1裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难.2水蒸汽热容量大,使系统有较大的热惯性,当操作供热不平稳时可以起到稳定温度的作用,保护炉管防止过热.3抑制裂解原料所含硫对镍络合金炉管的腐蚀.4脱除结碳.18.裂解供热方式有直接供热和间接供热.19.急冷的方法有两种：一种是直接急冷,一种是间接急冷.20.裂解气的净化与分离目的是除去裂解气中的有害杂质.21.工业生产上采用的裂解气分离方法主要有：油吸收精馏分离法、深冷分离法、吸附分离法、络合物分离法.22.工业上脱水的方法有多种,如冷冻法、吸收法、吸附法.补充：第5章芳烃转化过程石油芳烃主要来源于石脑油重整生成的油及烃裂解生成乙烯副产的裂解汽油.工业上广泛应用的芳烃转化反应主要有：C8芳烃的异构化、甲苯的歧化和C9芳烃烷基的转移、芳烃的烷基化、烷基芳烃的脱烷基化等.芳烃歧化：是指两个相同的芳烃分子在酸性催化剂作用下一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上的反应.烷基转移是指两个不同的芳烃分子之间发生烷基转移的反应.芳烃的烷基化是芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基取代生成烷基芳烃的反应.第6章催化加氢与脱氢1、催化加氢：是指有机化合物中一个或几个不饱和官能团在催化剂作用下与氢气的加成反应.2.催化加氢反应在化学工业中一是用于合成有机产品,二是用于许多化工产品的加氢精制.3.骨架催化剂：将具有催化活性的金属和载体铝或硅制成合金,再用氢氧化钠溶液浸渍合金,溶解其中的铝或硅,得到活性金属构成的骨架状物质4.加氢催化剂按其形态主要可分为金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、金属络合物催化剂五大类.5.下列芳烃加氢的顺序正确的是CA C 6H 5CH 3>C 6H 6>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33B C 6H 4CH 32>C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33C C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33D C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33 >C 6H 4CH 326炔烃、二烯烃、单烯烃、芳烃混合在一起加氢时,其反应速率顺序为DA. 二烯烃>炔烃>单烯烃>芳烃B. 炔烃>单烯烃>二烯烃>芳烃C. 二烯烃>单烯烃>芳烃>炔烃D. 炔烃>二烯烃>单烯烃>芳烃7.绝热式反应器乙苯脱氢工艺中,水蒸气和乙苯的摩尔比为AA. 14：1B. 13：1C. 12：1D. 10：18.金属催化剂：就是把活性组分如Ni 、Pd 、Pt 等金属分散于载体上,以提高催化剂活性组分的分散性和均匀性,增强催化剂的强度和耐热性.9.目前工业生产上采用的催化剂大致可分为锌铬系和铜锌或铝系即铜基催化剂两大类.10.低压法合成甲醇工艺流程主要由造气、压缩、合成和精制四大部分组成.第7章烃类选择性氧化1.烃类选择性氧化过程的特点答：1反应放热量大；2反应不可逆；3反应过程易燃易爆；4反应途径复杂多样.2．如何提高烃类选择性氧化安全性答：1原料配比一定要控制在爆炸极限之外；2在设计氧化反应器时,除考虑设计足够的传热面积及时移走热量外,还要在氧化设备上设上加设防爆口,装上安全阀或防爆膜；3反应温度最好采用自动控制,至少要有自动报警系统.4还可以采用惰性气体的办法稀释作用物,以减少反应的激烈程度,防止发生爆炸.3.非均相催化氧化主要是指气态有机原料在固体催化剂存在下以气态氧作为氧化剂氧化为有机产品的过程.4.气固相催化氧化反应都是强放热反应,工业上常用的反应器有两种：列管式固定床反应器和流化床反应器.5.流化床反应器是一种利用气体或液体通过固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器.6.流化床反应器从其结构来看自下而上大致分为锥形体、反应段和扩大段三部分.7.简述液相均相催化氧化技术优缺点.主要优点：（1）反应物与催化剂同相,不存在固体表面上活性中心性质及分布不均匀的问题,作为活性中心的过渡金属活性高,选择性好；（2）反应条件不太苛刻,反应比较平稳,易于控制；（3）反应设备简单,容积小,生产能力高；不足之处：（1）反应温度通常不太高,因此反应热利用率较低；（2）在腐蚀性较强的体系中要采用特殊材质；（3）配位催化氧化反应体系需用贵金属盐作为催化剂,因此必须分离回收.8.工业上常用的非均相反应器有两种：列管式固定床反应器和流化床反应器.9.热点：列管式反应器轴向的温度分布主要取决于沿轴向各点的放热速率和管外载热体的除热速率,一般反应器内沿轴向温度分布都有一个最高温度.10.简述丙烯腈生产过程中加入水蒸汽的作用答：1水蒸汽可促使产物从催化剂表面解析出来,从而避免丙烯腈深度氧化；2加入水蒸气后可起到降低反应物浓度作用,从而对保证安全生产防范爆炸深度氧化；3水蒸汽的比热容较大,加入水蒸气可以带走大量的反应生成热,使反应温度易于控制；4加入水蒸气对催化剂表面的积炭有清楚作用.第8章羰基合成1.羰基化反应：在过渡金属配位化合物催化剂存在下一氧化碳参与有机合成、分子中引入羰基的反应.2.甲醇低压羰基化反应主反应方程式：COOH CH CO OH CH 33→+,使用催化剂：铑—碘催化体系,反应温度：130～180℃.第9章 氯化1.氯化是指在化合物分子中引入氯原子以生产氯的衍生物的反应过程.氯化过程的主要产物是氯代烃,氯代烃的主要应用领域有两个：一是作溶剂,二是用作合成大量有机产品及精细化工产品的中间体和聚合物的单体.2、取代氯化、加成氯化和氧氯化是氯代烃的主要生产方法.3.目前, 与其他方法相比,原料来源广且价格较低,生产工艺合理,生产成本较低,产量约占吕乙烯总产量的90%以上.Ａ.平衡氧氯化法 B.乙炔法 C.乙烯法 D.烯炔法。
化工专业英语翻译全单元
化学工程与工艺专业英语课文翻译Unit 1 Chemical Industry化学工业 .......................................................... Unit 2 Research and Development研究和开发 ....................................... Unit 3 Typical Activities of Chemical Engineers化学工程师的例行工作 . Unit 4 Sources of Chemicals化学资源 ..................................................... Unit 5 Basic Chemicals基本化学品 .......................................................... Unit 6 Chlor-Alkali and Related Processes氯碱及其相关过程................. Unit 7 Ammonia, Nitric Acid and Urea氯、硝酸和尿素 .......................... Unit 8 Petroleum Processing石油加工 .................................................... Unit 9 Polymers 聚合物 ......................................................................... Unit 10 What Is Chemical Engineering?什么是化学工程学 ..................... Unit 11 Chemical and Process Thermodynamics化工热力学................... Unit 12 What do we mean by transport phenomena ?如何定义传递现象Unit 13 Unit Operations in Chemical Engineering化学工程中的单元操作Unit14 Distillation蒸馏............................................................................. Unit 15 Solvent Extraction, Leaching and Adsorption溶剂萃取，浸取和吸附Unit 16 Evaporation, Crystallization and Drying蒸发、结晶和干燥 ........Unit 17 Chemical Reaction Engineering化学反应工程 ............................Unit18 Chemical Engineering Modeling化工建模....................................Unit 19 Introduction to Process Design过程设计简介.............................Unit 20 Material Science and Chemical Engineer材料科学和化学工程 ..Unit 21 Chemical Industry and Environment化学工业与环境.................Unit 1 Chemical Industry化学工业1．化学工业的起源尽管化学品的使用可以追溯到古代文明时代，我们所谓的现代化学工业的发展却是非常近代（才开始的）。
化工热力学——学习方法
化工热力学——学习方法(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除学习方法为了学好这门重要的专业基础课，同学们要重点做好以下几点：1.树立正确的人生观和专业思想目前，就我校来说有1/4~1/3的学生对自己的专业不感兴趣，认为化学工程是夕阳工业，他们将来会去做律师、做官、经商，就是不会做化学工程师。
因此，他们对该专业的所有课程都无兴趣。
针对这种情况，首先要澄清“化学工程是夕阳工业”的错误概念。
因为任何过程只要想将化学家在实验室烧杯里做出来的东西变成大规模生产，都离不开化学工程，离不开化学工程师，就像任何年代离不开医生和理发师一样。
化学工程对人类作出了很大的贡献，其中1983年被美国评选出的化学工程对人类的十大杰出贡献涵盖了我们的衣食住行，例如，如果没有化学工程使青霉素大规模生产，最普通的流感都可能夺去我们的生命；如果没有化肥，那么我们可能食不果腹；如果没有合成纤维，那么就不会有我们今天的美丽。
因此“化学工程绝对不是夕阳工业” ！这可以从美国各个行业工程师的年收入得到佐证，例如，在网上查到，2004年美国化学工程师的年收入万美元，排名第二，仅次于电脑工程师万美元，连90年代末很吃香的电机工程师（EE,即所谓的Double E）也在其后。
第二，对于那些一心想脱离化学工程“苦海”的同学，提请他们回答一个问题，“当你去经商时，你准备在什么领域一展宏图——是IT行业吗是水利吗是农业吗如果是的话，你与那些专业毕业的同龄人相比，你有什么优势答案只有一个，那就是你学了四年的化学工程就是你的优势，即使学得不怎么样。
无数的前辈的经历告诉我们，不要说经商，就是做官，其走向都与这四年的专业脱不了干系。
因此，你喜欢别的职业这无可非议，而且你应该为之时刻准备着，准备着这方面的知识、这方面的能力，最不应该的是认为投错了胎，入错了行，然后自暴自弃，浪费了很多宝贵的青春年华。
化学工业与化学工程
化学工业与化学工程导言化学工业是将化学原理和技术应用于实际生产中的一门工程，主要涉及化学物质的合成、加工和转化等过程。
而化学工程则是在化学工业中进行的工程设计、实验和工艺优化的学科。
本文将对化学工业与化学工程进行初步介绍，并探讨它们的重要性和应用领域。
化学工业的意义化学工业是现代工业体系的重要部分，涵盖了众多领域，如医药、能源、材料、食品等等。
它的发展对国家经济和人民生活都有着重要影响。
首先，化学工业可以生产各种化学物质，例如有机合成药物、合成聚合物、肥料、化妆品等等。
这些物质在医药、农业、日化和其他行业中都有广泛应用，满足了人们日常生活和工业生产的需求。
其次，化学工业也是能源产业的基础。
石油、天然气和煤炭等化石燃料的开采、加工和利用都离不开化学工业技术。
同时，化学工业还涉及到新能源的研发和利用，如太阳能电池、燃料电池等技术的应用和推广。
此外，化学工业还在环境保护和减少资源浪费方面发挥着重要作用。
通过化学工程技术，废水、废气和废固体可以得到处理和回收利用，减少对环境的污染。
同时，化学工业也在研发和推广新材料，如可降解材料、高性能塑料等，以减少对有限资源的依赖。
化学工程的基本概念和主要内容化学工程是指将化学原理和工程技术应用于化学工业生产中的学科。
化学工程师在生产过程中扮演着重要角色，他们负责工艺设计、设备选型、生产管理等任务。
下面将介绍化学工程的基本概念和主要内容。
基本概念化学工程是在化学原理的指导下，通过实验、计算和分析的方法，开发化学产品的工艺流程，并设计相应的生产设备和工作条件的学科。
化学工程师需要掌握化学原理、工程技术及相关领域的知识，以解决生产过程中的技术问题。
主要内容化学工程的主要内容包括工艺设计、设备选型、工艺优化和生产管理等方面。
首先，工艺设计是化学工程的重要环节。
它包括确定产品的生产工艺流程、反应条件和原料选择等。
化学工程师需要考虑产品质量、生产效率以及安全性等因素，并在实际生产中进行验证和改进。
化学工业与工程技术
化学工业与工程技术抱歉，我是一名语言模型AI，我无法实现连续写两篇文章的功能。
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化学工业与工程技术化学工业是指利用化学方法制备各种化学品和材料的产业。
该行业包括原料制备、中间体制造和最终产品制造三个过程。
其中，中间体的制造是最重要的环节之一，因为在这个过程中，不同原料和中间体进行反应、转化、分离、提纯等过程，产生了许多有用的化学品和材料。
化学工业是全球性的行业，涉及到各种生产、销售和分配渠道，同时也是一个重要的与环境、健康和安全有关的行业。
化学工程技术是将化学原理、物理原理、工程原理和计算机技术应用于化学工业的实践。
化学工程技术包括反应器设计、催化剂研发、物料的流动性研究、复杂化学反应过程的模拟等多个方面，旨在满足化学工业繁荣发展的需要，提高生产力和产品质量，并减少对环境的影响。
经过长期的发展和积累，化学工程技术成为一种重要的学科和行业，已在许多实践中发挥了积极的作用。
化学工业与工程技术的现状和趋势随着科学技术的不断发展，化学工业与工程技术逐渐成为全球经济的重要支柱之一。
确保高效的化学生产是许多工业发展的基础。
随着全球化的发展，化学工业面临着新的挑战和机遇。
一方面，全球化带来了更加激烈的市场竞争，要求化学公司在高质量、低成本和可持续发展之间取得平衡，同时灵活应对市场需求和技术变化。
另一方面，全球化也提供了新的机会，例如跨国合作、跨行业合作和创新，为化学公司提供了更多的选择和机遇。
近年来，化学工业面临的环境问题越来越严重。
空气污染、水污染、土壤污染和废弃物处理等环境问题成为了化学工业面临的重要挑战。
化学工程技术的发展应该致力于通过液化空气、CO2捕集、光化学和生物化学方法等技术来减少化学净化过程的使用，减少废水和废气的排放，以及减少与危险化学品和有毒物质有关的环境问题。
这不仅可以改善环境，还可以增加化学公司的声誉和品牌价值。
在全球市场上，化学工业与工程技术的发展呈现出很多趋势。
化工原理
82.06 10330 6 3 10 10
848kgf m / kmol K
(b)国际单位
82.06atm cm 3 10330kgf 9.81N R 2 mol K m 1kgf 1m 3 1mol 1 10 6 cm 10 3 kmol K
82.06 10330 9.81 N m 8314 6 3 10 10 kmol K
(2)单位：是因次的具体表示。 如：厘米和米表示长度的单位，克和千克表示质量 的单位。长度、质量是因次，而厘米、米、克和千 克是单位。 (3)单位制度：选定一些彼此独立的物理量及单位作 为基本单位。再利用这些基本单位和其它物理量之 间的联系，用基本单位表示其它物理量，成为导出 单位。
2. 常用的单位
物料衡算可按下列步骤进行： 1、画出流程示意图，标出 物料流向与流量、组成等；
2、用虚线划出衡算范围； 3、定出衡算基准； 4、列出衡算式并求解。
FxF Dx D VxV F D V
2.能量衡算（energy balance） 在化工生产中，能量的消耗是一项重要的技术经济 指标，它是衡量工艺过程、设备设计、操作制度是 否先进合理的主要指标之一。 能量衡算的基础是物料衡算，只有在进行完备的物 料衡算后才能作出能量衡算。 根据能量守恒定律： 输入的能量=输出的能量+积累的能量
3.经济核算 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。
3 化工生产过程
原料预处理 物理过程 单元操作 化学反应 化学反应过程 反应器 产物后处理 物理过程 单元操作
化学工程基础 ppt课件
直接氧化法: C2 H 4 0.5O2 EO
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11
➢ 生物工程
生物化学
生物学 生化
工程
化学
工程学
生物技术
化学工程
e.g. 将淀粉酶基因克隆到酵母菌中发酵生产乙醇， 时间缩短了十分之九，能量消耗减少了60％。
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12
1-3 化学工业的特点
与人类的生存和发展息息相关
华大学出版社 ➢ 化学工程基础学习指导. 杨国泰等编. 化学工业出
版社
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2
主讲章节
第一章 化学工业与化学工程 第二章 流体流动与输送 第三章 传热过程 第四章 传质分离基础 第五章 吸收 第六章 精馏
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3
第一章 化学工业与化学工程
§1.1 化学工业概述 §1.2 化学工程学 §1.3 物料衡算与能量衡算
§1.1 化学工业概述
1-1 化学工业的重要性
化学工业是国民经济重要的基础工业，是工业经济 中最具活力，有待开发且竞争力极强的一个部门。
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5
触及现代生活的各个角落：
➢ 为农业提供化肥、农药等农用生产资料； ➢ 为轻纺、建材、冶金、国防、军工及其他行
业提供各种配套原材料； ➢ 为微电子、信息、生物工程等高科技产业提
e.g. a. 搅拌 b. 放大效应 D →10 D V（容积）? S（传热器壁面积）? c. 加料
化学实验与化工生产过程比较
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项目
原料 工艺
设备 产品
化学实验
化工生产
数量少、纯度高、配比严格、 量大，因来源不同、价格不一、纯
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2.
— — 单 元 操 作 （ Unit
Operations） ——化工生产中共有的物理操作
(1) 单元操作的概念
原料的预处理 化工生产过程 进行化学反应
单元操作
反应产物的分离与提纯
化学反应和若干个单元操作串联而成 化学工程基础——研究各个独立的单元操作
2020/5/26
2）单元操作的特点 ①所有的单元操作都是物理性操作，只改变物料的状态或
W 1W230k0g/0h
由题意知 W2 1.05W1 W 1 14 .4 k6 /h g3W 2 15 .6 k3 /h g6
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求第一个蒸发器送出的溶液浓度，选择第一个蒸发器为衡 算范围。
对盐作物料衡算： F0x0 F1x1
对总物料作衡算： F0 W1 F1
代入已知数据，得：
人口增长、环境污染和能源短缺三大挑战 B、 原料路线、工艺路线和产品品种的多样性 C、 技术密集型和能源密集型 2、现代化学工业的发展趋势 A、生产规模大型化 B、原料的生产方法的多样化 C、产品的精细化和专业化 D、生产过程的节能与绿色化
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2 化学工程基础课程简介
1. 化学工程的研究对象
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1 化学工业发展概况
6、 20世纪中叶，塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料 的原料几乎全部来自石油化工。引发了化工产业结构的变 革，带动了精细化工的发展。 7、20世纪80年代以来，化工产品品种多样化、功能化、精细 化成为化学工业的起点，化学工业由发展基础化工转向重点 发展精细化工。
解：首先画一个流程图表示进行的过程 用方框表示设备，输入输出设备的物流方向用箭头表示。
划定衡算的范围 为求各蒸发器蒸发的水量，以整个流程为衡算范围， 用一圈封闭的虚线画出。
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W1
F0=5000kg/h 蒸发器1 F1
x0=0.12
x1
W2
蒸发器2
F2 x2=0.3
选择衡算基准（连续操作以单位时间为基准，间歇操作 以一批操作为基准）
(wH)0QL
或
(mH) I
(mH)0QL
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热量衡算的基本方法与物料衡算的方法相同，也必须首先 划和设备作直接的设计计算 以及对性能不十分掌握的过程和设备通过必要的试验，测取 设计数据，做逐级放大。
操作：如何根据基本原理发现操作上可能出现的各种不 正常现象，寻找其原因及可能采取的调节措施。
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3 化学工程处理问题的方法
1. 物料衡算 依据——质量守恒定律 输入系统的物料质量等于从系统输出的物料质量和系统 中积累的物料质量。
递理论研究 如：流体输送、沉降、过滤、固体流态化
•热过程 ——遵循传热基本规律，用热量传递理论研究
如：传热、冷凝、蒸发等
•传质过程 ——遵循传质基本规律，用 质量 传递理论研究
如：蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥等
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2. 化学工程原理学科性质与研究方法
1）学科性质——工程学科
用自然科学的基本原理来分析和处理化工生产中的物理过程
50 000 .12F1x1
解得：
500104.643F1
F1353 .6k 6g /h
x10.161 9.9 6 7% 7
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2． 热量衡算
依据：能量守恒定律 即任何时间内输入系统的总热量等于系 统输出的总热量 与损失的热量之和。
Q IQ 0Q L
或写成
——热量衡算通式
(wH) I
绪
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论
第一章 化学工业与化学工程
1 化学工业发展概况
1-1 化学工业概述 1、公元前2000多年前，最早化学工艺为制陶、冶炼、酿造、 漂染、揉革等，规模小、技术简单，作坊式生产。 2、18世纪中期，纺织业实现机械化 ，出现以食盐和硫酸为 原料制纯碱的路布兰法-----里程碑 3、19世纪中叶，出现了氨碱法制碱的索尔维法。随后，电 解法制碱问世， 4、20世纪初，合成氨技术的问世，标志着化学工业发展到一 个新阶段。 5、20世纪初汽油的需求量增大，促进了炼油技术发展，重 整、裂解等工艺的开发，提供了丰富的基本有机化工原料。
由于连续操作，以1小时为基准。
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确定衡算对象 此题中有两个未知数，蒸发的水量及送出的NaOH溶液量 B，因此，我们就以不同衡算对象列出两个衡算式。
对盐作物料衡算： F0x0 F2x2
对总物料作衡算： 500F 02W 1W2 代入已知数据，得： 5000.1 02 0.3F2
F2 200k0g/h
物理性质，并不改变化学性质。
②单元操作是化工生产过程中共有的操作，只是不同的化 工生产中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。
③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所 用的设备也是通用的。
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3）单元操作的分类 根据单元操作所遵循的基本规律，分为三类（三传）
•流体动力过程 ——遵循流体动力基本规律，用 动量 传
1-2 我国化学工业的发展与进步 1-3 化学工业分类 产物组成：无机化学工业、有机化学工业
原料资源：煤炭化学工业、石油化学工业、农产化学工业
世界上：产品的性质、用途及加工过程相似原则
我国：行业划分、产品划分
P4
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1 化学工业发展概况
1-4 化学工业的特点与发展趋势 1、特点 A、 与人类的生存和发展息息相关
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GIG0GL
——物料衡算的通式
衡算的系统
整个生产过程 某一设备
衡算的对象
系统中的所有物料 某一个组分
定态过程，积累为零。则：
GI G0
例
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例：在两个蒸发器中，每小时将5000kg的无机盐水溶液从 12％（质量％）浓缩到30%。第二蒸发器比第一蒸发器多蒸 出5%的水分。试求： （1）各蒸发器每小时蒸出水分的量； （2） 第一蒸发器送出的溶液浓度。
2）研究方法——工程方法
因次分析法 ——直管湍流阻力
数学模型法 ——双膜模型的建立
参数综合法 ——过滤常数
当量法
——当量直径、当量长度等
类比法
——动量、热量、质量传递的类似律
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3. 化学工程原理的学习方法
发展：如何根据某个物理或物理化学原理开发成为一个 单元操作，寻本求源。
选择：为了达到或实现某一工程目的，能否对过程和设 备作合理的选择和组合。