1化学工艺学概论ppt课件
化工工艺学 Chemical Engineering Technics
教材及参考书： [1] 刘晓勤，化学工艺学，化学工业出版社，2013年 [2] 米镇涛，化学工艺学，化学工业出版社，2005年 [3] 陈五平，无机化工工艺学，化学工业出版社，2004年 [4] 田春云，有机化工工艺学，石化出版社，1998年
聚氨酯纤维
18
硝化
硝基甲苯
染料中间体、炸药
歧化
甲
苯、二甲苯
苯
氧化
苯甲酸
染料中间体、医药、增塑剂
临氢脱烷基
苯
硝化、还原、光气化
甲苯二异氰酸酯
聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶
19
二甲苯
萘 烷基萘
对二甲苯
氧化 对苯二甲酸 聚酯树脂、涤纶
间二甲苯
异构化 氨氧化
对二甲苯
间苯二腈
农药、聚酰胺纤维
邻二甲苯
氧化
邻苯二甲酸酐 医药、染料、增塑剂
1
课程主要内容
第1章 概论 第2章 合成气 第3章 合成气衍生产品 第4章 无机大宗化学品 第5章 石油炼制 第6章 烃类裂解及裂解气分离
2
第1章 概论
1 化学工业的分类及特征 2 化工原料、产品及工艺 3 化工工艺计算
3
1.1 化学工业的分类及特征
化学工业（化学加工工业） 指生产过程中化学方法占主导地位的制造工业。
链式饱和烃 烃类 环烷烃
芳香烃
石油的组成 非烃类 硫化物
氮化物 含氧化物
金属有机化合物 胶质和沥青
稠环环烷烃 稠环芳香烃
12
4、油品的概念
根据沸程的不同，将石油分类
石脑油（轻汽油） 50－140℃
汽油
140－200℃
航空煤油
140－230℃
煤油
180－310℃
柴油
260－350℃
润滑油
350－520℃
1.1.1 化学工业的分类
➢ 分类方法主要按产品和原料来分类 ➢ 按产品的物质组成可分为有机化工（碳氢化合物及其
衍生物）和无机化工（非碳氢化合物）两大类。 ➢ 一般综合考虑产品的性质、用途和生产量分为如下几
类： ➢ 按原料的性质和来源分：
4
①无机化学工业
包括合成氨、无机酸、碱、盐和无机化学肥料
②基本有机化学工业
重、渣油
>520℃
13
汽油的来源和指标 来源 常减压蒸馏（一次加工）得到直馏汽油 催化裂化重整（二次加工）得到催化汽油 辛烷值 汽油在内燃机中燃烧时，抗爆震性能的指标。辛烷值 越大，抗爆震性能愈高，汽油的质量也愈好 测定方法：研究法(RON)、马达法(MON)
14
辛烷值定义 将异辛烷规定为100，正庚烷为0，两者以不同比 例混合，制成标准汽油。将待测汽油与标准汽油 相比较，若两者在标准汽油机中炕爆性能相同， 则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷 的百分含量
烃类热裂解 （pyrolysis of hybrocarbons）
22
石油的加工的主要途径和产品
23
1.2.2 天然气及其加工工艺
双酚 A
苯乙烯
聚苯乙烯、丁苯橡胶、 ABS树脂
聚碳酸酯、环氧树脂
异丙苯 苯酚
酚醛树脂、苯胺、壬基酚等
加十二烯
十二烷基苯
合成洗涤剂
苯
加氢
环己烷
己内酰胺
聚酰胺纤维
氯化
氯苯
染料中间体、医药
氧化 硝化
顺丁烯二酸酐 四氢呋喃、1，4-丁二醇 医药、聚氨酯
硝基苯 苯胺
二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂、 染料、医药、农药
7
1.2 化工原料、产品及其工艺
石油 天然气 煤 化学矿 农林副产物 海洋资源
8
➢ 基本有机化学工业和部分无机化学工业的原料主要是 煤和天然气
➢ 我国的化学工业原料则以煤为主 ➢ 化学工艺：
将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过 程，其中包括实现这种转变的全部化学和物理的措施。
9
1.2.1 石油及其加工工艺 石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展 基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥 工业等的产品中大约有90%来源于石油和天然 气
10
1、石油的物理特征
颜色：棕黑色或黄褐 色
状态：粘稠液体
相对密度：0.75～ 1.0 沸点：常温～ 500℃ 以上
元素组成：主要是C 和H
2、分类
按化学组成
环环
石
中
环
原
原
原
油
油
油
11
3、石油的组成
石油是成份极其复杂的有机矿物质。 主要元素：C、H、S、O、N , 其它金属及非金属元素
93＃ ？ 90＃
15
以石油为原料加工出来的产品，按其主要性质 和用途可分为燃料油（汽油、煤油、柴油）、 润滑油、沥青、石油焦以及基本化工产品六大 类。
基本化工产品为烯烃（乙烯和丙烯）、芳烃 （苯、甲苯、二甲苯）、液化石油气和合成气 等。
16
与丙烯共聚
乙丙橡胶
电缆、电线材料
酯化 丁酯 溶剂、 增塑剂
氧化
脱烷基
萘
氧化
20
5、石油的加工
一次加工—— 油品的加工 利用原油中各组分沸点的差别进行分离
常压蒸馏 减压蒸馏
21
二次加工—— 馏分油的化学加工 调整烃类的组成
催化重整 （catalytic reforming）
催化裂化 (catalytic cracking)
催化加氢裂化 (catalytic hydrocracking)
②煤化工 通过煤的气化、干馏和生产的电石为原料的化学工业
③生物化工 采用农、林等生物资源以及非生物资源，通过发酵、 水解、酶催化而生产的化工产品
④矿产化工 以化学矿为原料的化工产品
⑤海洋化工 从海水中提炼的化工产品
6
1.1.2 化学工业的特征
⑴ 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 ⑵ 向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高 ⑶ 是多学科合作、生产技术密集型的生产部门 ⑷ 重视能量合理利用，采用节能工艺和方法 ⑸ 资金密集，投资回收速度快，利润高 ⑹ 化工生产中易燃、易爆、有毒、污染环境
缩合 2-羟基丁醛 丁醇
溶剂
氧化 乙醛 醋酸 药物、酯类、醋酸乙烯纤维（维尼龙）
辛醇、季戊四醇
增塑剂
乙
齐聚、水合
高碳直链醇（C11～C18） 合成洗涤剂
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
烯
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
17
加乙烯烷基化 加丙烯烷基化
乙苯 脱氢
丙酮
包括合成醇、有机酸、醛、酯、酮以及烷烃、烯烃、 芳烃系列产品
③高分子化学工业
包括合成塑料及树脂、合成纤维、合成橡胶
④精细化学工业
包括试剂、催化剂、助剂、添加剂、活性剂、染料、 颜料、香料、涂料、农药、医药等
⑤生物化学工业
包括有机酸、生物农药、饲料蛋白、抗生素、维生素、
疫苗等
5
①石油化工 以石油和天然气为原料的化学工业
教材及参考书： [1] 刘晓勤，化学工艺学，化学工业出版社，2013年 [2] 米镇涛，化学工艺学，化学工业出版社，2005年 [3] 陈五平，无机化工工艺学，化学工业出版社，2004年 [4] 田春云，有机化工工艺学，石化出版社，1998年
聚氨酯纤维
18
硝化
硝基甲苯
染料中间体、炸药
歧化
甲
苯、二甲苯
苯
氧化
苯甲酸
染料中间体、医药、增塑剂
临氢脱烷基
苯
硝化、还原、光气化
甲苯二异氰酸酯
聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶
19
二甲苯
萘 烷基萘
对二甲苯
氧化 对苯二甲酸 聚酯树脂、涤纶
间二甲苯
异构化 氨氧化
对二甲苯
间苯二腈
农药、聚酰胺纤维
邻二甲苯
氧化
邻苯二甲酸酐 医药、染料、增塑剂
1
课程主要内容
第1章 概论 第2章 合成气 第3章 合成气衍生产品 第4章 无机大宗化学品 第5章 石油炼制 第6章 烃类裂解及裂解气分离
2
第1章 概论
1 化学工业的分类及特征 2 化工原料、产品及工艺 3 化工工艺计算
3
1.1 化学工业的分类及特征
化学工业（化学加工工业） 指生产过程中化学方法占主导地位的制造工业。
链式饱和烃 烃类 环烷烃
芳香烃
石油的组成 非烃类 硫化物
氮化物 含氧化物
金属有机化合物 胶质和沥青
稠环环烷烃 稠环芳香烃
12
4、油品的概念
根据沸程的不同，将石油分类
石脑油（轻汽油） 50－140℃
汽油
140－200℃
航空煤油
140－230℃
煤油
180－310℃
柴油
260－350℃
润滑油
350－520℃
1.1.1 化学工业的分类
➢ 分类方法主要按产品和原料来分类 ➢ 按产品的物质组成可分为有机化工（碳氢化合物及其
衍生物）和无机化工（非碳氢化合物）两大类。 ➢ 一般综合考虑产品的性质、用途和生产量分为如下几
类： ➢ 按原料的性质和来源分：
4
①无机化学工业
包括合成氨、无机酸、碱、盐和无机化学肥料
②基本有机化学工业
重、渣油
>520℃
13
汽油的来源和指标 来源 常减压蒸馏（一次加工）得到直馏汽油 催化裂化重整（二次加工）得到催化汽油 辛烷值 汽油在内燃机中燃烧时，抗爆震性能的指标。辛烷值 越大，抗爆震性能愈高，汽油的质量也愈好 测定方法：研究法(RON)、马达法(MON)
14
辛烷值定义 将异辛烷规定为100，正庚烷为0，两者以不同比 例混合，制成标准汽油。将待测汽油与标准汽油 相比较，若两者在标准汽油机中炕爆性能相同， 则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷 的百分含量
烃类热裂解 （pyrolysis of hybrocarbons）
22
石油的加工的主要途径和产品
23
1.2.2 天然气及其加工工艺
双酚 A
苯乙烯
聚苯乙烯、丁苯橡胶、 ABS树脂
聚碳酸酯、环氧树脂
异丙苯 苯酚
酚醛树脂、苯胺、壬基酚等
加十二烯
十二烷基苯
合成洗涤剂
苯
加氢
环己烷
己内酰胺
聚酰胺纤维
氯化
氯苯
染料中间体、医药
氧化 硝化
顺丁烯二酸酐 四氢呋喃、1，4-丁二醇 医药、聚氨酯
硝基苯 苯胺
二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂、 染料、医药、农药
7
1.2 化工原料、产品及其工艺
石油 天然气 煤 化学矿 农林副产物 海洋资源
8
➢ 基本有机化学工业和部分无机化学工业的原料主要是 煤和天然气
➢ 我国的化学工业原料则以煤为主 ➢ 化学工艺：
将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过 程，其中包括实现这种转变的全部化学和物理的措施。
9
1.2.1 石油及其加工工艺 石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展 基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥 工业等的产品中大约有90%来源于石油和天然 气
10
1、石油的物理特征
颜色：棕黑色或黄褐 色
状态：粘稠液体
相对密度：0.75～ 1.0 沸点：常温～ 500℃ 以上
元素组成：主要是C 和H
2、分类
按化学组成
环环
石
中
环
原
原
原
油
油
油
11
3、石油的组成
石油是成份极其复杂的有机矿物质。 主要元素：C、H、S、O、N , 其它金属及非金属元素
93＃ ？ 90＃
15
以石油为原料加工出来的产品，按其主要性质 和用途可分为燃料油（汽油、煤油、柴油）、 润滑油、沥青、石油焦以及基本化工产品六大 类。
基本化工产品为烯烃（乙烯和丙烯）、芳烃 （苯、甲苯、二甲苯）、液化石油气和合成气 等。
16
与丙烯共聚
乙丙橡胶
电缆、电线材料
酯化 丁酯 溶剂、 增塑剂
氧化
脱烷基
萘
氧化
20
5、石油的加工
一次加工—— 油品的加工 利用原油中各组分沸点的差别进行分离
常压蒸馏 减压蒸馏
21
二次加工—— 馏分油的化学加工 调整烃类的组成
催化重整 （catalytic reforming）
催化裂化 (catalytic cracking)
催化加氢裂化 (catalytic hydrocracking)
②煤化工 通过煤的气化、干馏和生产的电石为原料的化学工业
③生物化工 采用农、林等生物资源以及非生物资源，通过发酵、 水解、酶催化而生产的化工产品
④矿产化工 以化学矿为原料的化工产品
⑤海洋化工 从海水中提炼的化工产品
6
1.1.2 化学工业的特征
⑴ 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 ⑵ 向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高 ⑶ 是多学科合作、生产技术密集型的生产部门 ⑷ 重视能量合理利用，采用节能工艺和方法 ⑸ 资金密集，投资回收速度快，利润高 ⑹ 化工生产中易燃、易爆、有毒、污染环境
缩合 2-羟基丁醛 丁醇
溶剂
氧化 乙醛 醋酸 药物、酯类、醋酸乙烯纤维（维尼龙）
辛醇、季戊四醇
增塑剂
乙
齐聚、水合
高碳直链醇（C11～C18） 合成洗涤剂
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
烯
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
17
加乙烯烷基化 加丙烯烷基化
乙苯 脱氢
丙酮
包括合成醇、有机酸、醛、酯、酮以及烷烃、烯烃、 芳烃系列产品
③高分子化学工业
包括合成塑料及树脂、合成纤维、合成橡胶
④精细化学工业
包括试剂、催化剂、助剂、添加剂、活性剂、染料、 颜料、香料、涂料、农药、医药等
⑤生物化学工业
包括有机酸、生物农药、饲料蛋白、抗生素、维生素、
疫苗等
5
①石油化工 以石油和天然气为原料的化学工业
合集下载
01工艺学(课件一概述)
一般化工原料：由基础化工原料制得的结构简单
的小分子化工产品，如各种化学肥料和有机酸等。
合成化学品的趋势
现状：已发现和合成化学品2000万种以上，市
售8万余种，和人类关系密切的仅4000种左右。
趋势：从仿造天然产品到合成性能优异和奇特
的化学品，如强度高、耐高温、耐腐蚀的无机 材料，各种高效、无毒、无副作用的药物，新 型工业塑料，合成橡胶和抗生素等生化制品。
陶瓷膜等无机膜有望用于天然气分离等。
化学工业的现状（续）
④ 我国有10余种主要化工产品的产量居世界前
列。其中，化肥、合成氨和染料世界第一，硫酸、 纯碱和农药世界第二，硫铁矿、磷矿、磷肥、烧 碱、醋酸、涂料、轮胎、乙烯和合成材料等在较 前位次。石油化工已成为国民经济的四大支柱产 业之一。
化学工业的现状（续）
如感光材料，紫外、红外、X光等射线材料、磁性材 料、记录磁带和磁盘等。
化学工业的分类（续）
（2）按化工产品广义划分
参照历史状况、沿用习惯和现行管理体制分为20个
行业：化学肥料、化学农药、煤化工、石油化工、 化学矿、酸碱、无机盐、有机化工原料、合成树脂 和塑料、合成橡胶、合成纤维单体、感光材料和磁 性记录材料、染料和中间体、涂料和颜料、化工新 型材料、橡胶制品、化学医药、化学试剂、催化剂/ 溶剂/助剂、化工机械
各种高强度、低质量、耐高温，具有特殊光学
或电学性能的塑料、陶瓷和纤维等新材料不断 涌现；高温超导材料已趋实用化；
化学工业的现状（续）
超细技术广泛应用，纳米陶瓷、纳米铜和纳米碳
管等纳米材料不断发展；
利用生物技术生产肥料、医药和农药等； 无铅汽油广为应用；包括煤气化联合循环发电在
内的洁净煤技术进入工业实施阶段；
的小分子化工产品，如各种化学肥料和有机酸等。
合成化学品的趋势
现状：已发现和合成化学品2000万种以上，市
售8万余种，和人类关系密切的仅4000种左右。
趋势：从仿造天然产品到合成性能优异和奇特
的化学品，如强度高、耐高温、耐腐蚀的无机 材料，各种高效、无毒、无副作用的药物，新 型工业塑料，合成橡胶和抗生素等生化制品。
陶瓷膜等无机膜有望用于天然气分离等。
化学工业的现状（续）
④ 我国有10余种主要化工产品的产量居世界前
列。其中，化肥、合成氨和染料世界第一，硫酸、 纯碱和农药世界第二，硫铁矿、磷矿、磷肥、烧 碱、醋酸、涂料、轮胎、乙烯和合成材料等在较 前位次。石油化工已成为国民经济的四大支柱产 业之一。
化学工业的现状（续）
如感光材料，紫外、红外、X光等射线材料、磁性材 料、记录磁带和磁盘等。
化学工业的分类（续）
（2）按化工产品广义划分
参照历史状况、沿用习惯和现行管理体制分为20个
行业：化学肥料、化学农药、煤化工、石油化工、 化学矿、酸碱、无机盐、有机化工原料、合成树脂 和塑料、合成橡胶、合成纤维单体、感光材料和磁 性记录材料、染料和中间体、涂料和颜料、化工新 型材料、橡胶制品、化学医药、化学试剂、催化剂/ 溶剂/助剂、化工机械
各种高强度、低质量、耐高温，具有特殊光学
或电学性能的塑料、陶瓷和纤维等新材料不断 涌现；高温超导材料已趋实用化；
化学工业的现状（续）
超细技术广泛应用，纳米陶瓷、纳米铜和纳米碳
管等纳米材料不断发展；
利用生物技术生产肥料、医药和农药等； 无铅汽油广为应用；包括煤气化联合循环发电在
内的洁净煤技术进入工业实施阶段；
化学工艺学概论ppt课件
②煤化工 通过煤的气化、干馏和生产的电石为原料的化学工业
③生物化工 采用农、林等生物资源以及非生物资源，通过发酵、 水解、酶催化而生产的化工产品
④矿产化工 以化学矿为原料的化工产品
⑤海洋化工 从海水中提炼的化工产品
1.1.2 化学工业的特征
⑴ 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 ⑵ 向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高 ⑶ 是多学科合作、生产技术密集型的生产部门 ⑷ 重视能量合理利用，采用节能工艺和方法 ⑸ 资金密集，投资回收速度快，利润高 ⑹ 化工生产中易燃、易爆、有毒、污染环境
1.1.1 化学工业的分类
➢ 分类方法主要按产品和原料来分类 ➢ 按产品的物质组成可分为有机化工（碳氢化合物及其
衍生物）和无机化工（非碳氢化合物）两大类。 ➢ 一般综合考虑产品的性质、用途和生产量分为如下几
类： ➢ 按原料的性质和来源分：
①无机化学工业
包括合成氨、无机酸、碱、盐和无机化学肥料
②基本有机化学工业
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
烯
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
加乙烯烷基化 加丙烯烷基化
乙苯 脱氢
丙酮
双酚 A
苯乙烯
聚苯乙烯、丁苯橡胶、 ABS树脂
聚碳酸酯、环氧树脂
异丙苯 苯酚
酚醛树脂、苯胺、壬基酚等
加十二烯
十二烷基苯
合成洗涤剂
苯
加氢
环己烷
己内酰胺
聚酰胺纤维
催化重整 （catalytic reforming）
催化裂化 (catalytic cracking)
催化加氢裂化 (catalytic hydrocracking)
③生物化工 采用农、林等生物资源以及非生物资源，通过发酵、 水解、酶催化而生产的化工产品
④矿产化工 以化学矿为原料的化工产品
⑤海洋化工 从海水中提炼的化工产品
1.1.2 化学工业的特征
⑴ 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 ⑵ 向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高 ⑶ 是多学科合作、生产技术密集型的生产部门 ⑷ 重视能量合理利用，采用节能工艺和方法 ⑸ 资金密集，投资回收速度快，利润高 ⑹ 化工生产中易燃、易爆、有毒、污染环境
1.1.1 化学工业的分类
➢ 分类方法主要按产品和原料来分类 ➢ 按产品的物质组成可分为有机化工（碳氢化合物及其
衍生物）和无机化工（非碳氢化合物）两大类。 ➢ 一般综合考虑产品的性质、用途和生产量分为如下几
类： ➢ 按原料的性质和来源分：
①无机化学工业
包括合成氨、无机酸、碱、盐和无机化学肥料
②基本有机化学工业
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
烯
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
加乙烯烷基化 加丙烯烷基化
乙苯 脱氢
丙酮
双酚 A
苯乙烯
聚苯乙烯、丁苯橡胶、 ABS树脂
聚碳酸酯、环氧树脂
异丙苯 苯酚
酚醛树脂、苯胺、壬基酚等
加十二烯
十二烷基苯
合成洗涤剂
苯
加氢
环己烷
己内酰胺
聚酰胺纤维
催化重整 （catalytic reforming）
催化裂化 (catalytic cracking)
催化加氢裂化 (catalytic hydrocracking)
化工工艺学 第一章PPT课件
32
10
原料
反应
分离
11
12
13
工艺流程图
各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在 一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出 来。
14
生产工艺流程示意图 ： 生产工艺流程示意图是用文字或框图形式来 表明物料、设备的名称，并以箭头方式表明 物料的流向。它只是定性地标出由原料转化 成产品的路线、流向顺序以及生产中采用的 工艺过程和设备。
第一章 概 论
化学工业的发展简史
1
2
3
4
5
纯碱工业
近 代
硫酸工业
化
学
煤化工
工
业
染料
……
6
合成氨及化肥工业
现 代
农药工业
化
学
塑料工业
工
业
橡胶工业
……
7
化学工业的分类
无机化工
有机化工
高分子材料化工
精细化工 生物化工
8
化工装置的操作方式 连续操作 间歇操作 半连续操作
9
化工工艺设计 一、化工工艺设计的内容和要求 二、产品生产的反应工艺研究和设计 三、工艺流程设计方案
20
21
22
物料代号
代 号
物料名称
A 空气
AM 氨
BD 排污
BF 锅炉给水
BR 盐水
CS 化学污水
CW
循环冷却 水上水
DM 脱盐水
DR
排液、排 水
DW 饮用水
代
物料
号
名称
F 火炬排放气 FG 燃料气 FO 燃料油 FS 熔盐
G 填料油 O H氢
H 载热体 M HS 高压蒸汽 H 循环冷却水 W 回水 IA 仪表空气
10
原料
反应
分离
11
12
13
工艺流程图
各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在 一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出 来。
14
生产工艺流程示意图 ： 生产工艺流程示意图是用文字或框图形式来 表明物料、设备的名称，并以箭头方式表明 物料的流向。它只是定性地标出由原料转化 成产品的路线、流向顺序以及生产中采用的 工艺过程和设备。
第一章 概 论
化学工业的发展简史
1
2
3
4
5
纯碱工业
近 代
硫酸工业
化
学
煤化工
工
业
染料
……
6
合成氨及化肥工业
现 代
农药工业
化
学
塑料工业
工
业
橡胶工业
……
7
化学工业的分类
无机化工
有机化工
高分子材料化工
精细化工 生物化工
8
化工装置的操作方式 连续操作 间歇操作 半连续操作
9
化工工艺设计 一、化工工艺设计的内容和要求 二、产品生产的反应工艺研究和设计 三、工艺流程设计方案
20
21
22
物料代号
代 号
物料名称
A 空气
AM 氨
BD 排污
BF 锅炉给水
BR 盐水
CS 化学污水
CW
循环冷却 水上水
DM 脱盐水
DR
排液、排 水
DW 饮用水
代
物料
号
名称
F 火炬排放气 FG 燃料气 FO 燃料油 FS 熔盐
G 填料油 O H氢
H 载热体 M HS 高压蒸汽 H 循环冷却水 W 回水 IA 仪表空气
化学工艺学讲义课件
03
农业废弃物资源化利用
通过化学工艺学的方法，实现农业废弃物的资源化利用，减少环境污染。
01
农药制备
农业化工中，化学工艺学用于农药的制备，包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。
02
植物生长调节剂合成
化学工艺学还涉及植物生长调节剂的合成，如赤霉素、细胞分裂素等，以促进农作物的生长和发育。
环境化工中，化学工艺学用于废水的处理，通过各种化学和物理方法去除废水中的有害物质。
化学平衡原理是化学工艺学中的重要概念，它描述了在一定条件下，化学反应的正向和逆向进行达到动态平衡的状态。通过掌握化学平衡原理，可以预测反应结果，优化工艺条件，提高产物的产率。
理解化学反应速率的影响因素以及如何控制反应速率。
总结词
化学动力学原理主要研究反、压力、浓度等，可以控制反应条件，实现高效的化学反应过程。这对于化学工艺的优化和改进具有重要意义。
随着高分子合成技术的发展，新型高分子材料不断涌现，如功能性高分子、生物相容性高分子等，为化学工艺提供了更多的选择。
高分子材料
复合材料由两种或多种材料组成，通过复合效应可实现单一材料无法达到的性能，在化学工艺中可用于制造高效能设备、反应器等。
复合材料
微反应技术是一种新型的反应技术，通过微型化反应设备和精细化的工艺控制，可实现高效、安全和环保的化学反应。
化学工艺学讲义课件
汇报人：
202X-12-30
CATALOGUE
目录
化学工艺学概述化学工艺学的基本原理化学工艺学的应用领域化学工艺学的研究方法化学工艺学的实验技术化学工艺学的未来发展
01
化学工艺学概述
定义
化学工艺学是一门研究将原料通过化学反应转化为产品的过程的学科。它涉及到化学反应原理、化学工程原理、分离技术、过程控制等多个领域。
化学工艺学概论ppt课件
.
(2)原子衡算
在一般化学反中，原子本身不生化，故可用元素的 原子的物的量来做衡算。可以不涉及化学反式中的化 学量关系，故于复反体系的算是很方便的。
Ø 于定流程有
人物料中所有原子的 = 出物料中所有原子的
物的量 (mol)之和
物的量 (mol)之和
.
1.3.1.1 物理化程
化工工学 Chemical Engineering Technics
教材及参考： [1] 刘勤，化学工学，化学工出版社， 2013年 [2] 米涛，化学工学，化学工出版社， 2005年 [3] 五平，无机化工工学，化学工出版社， 2004年 [4] 田春云，有机化工工学，石化出版社， 1998年
气化 合成气 高加液
合成 .
氨、甲醇、低碳混合 醇、汽油、柴油等
汽油、煤油、柴油等
1.2.4 化学及其加工工
n 一、化学的种
我国共有20多个种。硫、自然硫、硫化气藏、磷 、、石、明石、蛇石、化工用石灰岩、硼、 芒硝、天然碱、石膏、硝石、、沸石、重晶石、碘、 溴、砷、硅藻土、天青石等。
石油 天然气 煤 化学 林副物 海洋源
.
Ø 基本有机化学工和部分无机化学工的原料主要是 煤和天然气
Ø 我国的ห้องสมุดไป่ตู้学工原料以煤主 Ø 化学工：
将原料物主要化学反品的方法和 程，其中包括种的全部化学和物理的措 施。
.
特殊反程的物料和量衡算
n 具有旁路的反， 利用点行衡算 n 具有循物流的反程的物料衡算，
金属有机化合物 胶和青
稠 稠芳香
.
4、油品的概念
根据沸程的不同，将石油分
石油（汽油） 50－140℃
汽油
140－200℃
(2)原子衡算
在一般化学反中，原子本身不生化，故可用元素的 原子的物的量来做衡算。可以不涉及化学反式中的化 学量关系，故于复反体系的算是很方便的。
Ø 于定流程有
人物料中所有原子的 = 出物料中所有原子的
物的量 (mol)之和
物的量 (mol)之和
.
1.3.1.1 物理化程
化工工学 Chemical Engineering Technics
教材及参考： [1] 刘勤，化学工学，化学工出版社， 2013年 [2] 米涛，化学工学，化学工出版社， 2005年 [3] 五平，无机化工工学，化学工出版社， 2004年 [4] 田春云，有机化工工学，石化出版社， 1998年
气化 合成气 高加液
合成 .
氨、甲醇、低碳混合 醇、汽油、柴油等
汽油、煤油、柴油等
1.2.4 化学及其加工工
n 一、化学的种
我国共有20多个种。硫、自然硫、硫化气藏、磷 、、石、明石、蛇石、化工用石灰岩、硼、 芒硝、天然碱、石膏、硝石、、沸石、重晶石、碘、 溴、砷、硅藻土、天青石等。
石油 天然气 煤 化学 林副物 海洋源
.
Ø 基本有机化学工和部分无机化学工的原料主要是 煤和天然气
Ø 我国的ห้องสมุดไป่ตู้学工原料以煤主 Ø 化学工：
将原料物主要化学反品的方法和 程，其中包括种的全部化学和物理的措 施。
.
特殊反程的物料和量衡算
n 具有旁路的反， 利用点行衡算 n 具有循物流的反程的物料衡算，
金属有机化合物 胶和青
稠 稠芳香
.
4、油品的概念
根据沸程的不同，将石油分
石油（汽油） 50－140℃
汽油
140－200℃
化学工艺学PPT教学课件-第一章 绪论
存在问题
3）环保 总体上，化工“三废”治理率较低，污染仍然十
分严重。
4）机制转换速度慢
化工行业进行股份制改造的企业只占企业总数的 30%。机制转换速度慢。多数化工企业人员多，负担重， 缺乏活力，生产效率低，没有建立起对市场快速反应 的运行机制，竞争能力差。
与丙烯共聚
乙丙橡胶
电缆、电线材料
酯化 丁酯
发展方向
• 高新技术，缩短开发周期
最充分、最彻底地利用原料 • 大力发展绿色化工 • 化工过程要高效、节能和智能化 • 实施废弃物再生利用工程
1.4 原料资源及产品
矿物原料
金属矿、非金属矿 化石燃料矿
生物资源
动、植物体
非自然资源 “废料” “垃圾”
1.4 原料资源及产品
无机化工产品 有机化工产品 高分子化工产品 精细化工产品 生物化工产品
1.2 化学工业的发展、作用和地位 有机化学工业
1） 石油炼制工业：汽油、煤油、柴油、润滑油； 2） 石油化学工业：有机原料（有机酸、酯、醚、酮、醛等）
合成塑料及树脂、合成纤维、合成橡胶； 3) 煤炭化学工业：煤气、焦炭及煤化学产品； 4） 有机精细化工：染料、农药、医药、涂料、颜料、香料、
试剂、表面活性剂、化学助剂、感光材料、催化剂等； 5） 食品工业：饮料、生物化学制品； 6） 油脂工业：油脂、肥皂、硬化油。
基本情况
一批大型有机原料和精细化工装置也达到或接近国 际先进水平。全行业特大型、大型企业540多家。
建立起了门类比较完整的科研开发和工程设计队伍 化学工业共有独立的科研院所245家，从事研究的 科技人员达5万多人，建立了一批部级和国家级工程 中心。 主要化工产品产量表
产品名称
主要化工产品产量表 单位：万吨
化学工艺学课件第一、二章
汇报人：PPT
PPT,a click to unlimited possibilities
01
02
03
04
化学工艺学：研究化学工业生产过程中化学反应、物质分离、产品合成等过程的科学
研究对象：化学工业生产过程中的化学反应、物质分离、产品合成等过程
研究内容：化学反应原理、物质分离方法、产品合成技术等
实验前准备：熟悉实验流程，了解实验危险性
实验中操作：遵守实验操作规程，注意安全防护
实验后处理：妥善处理实验废弃物，确保实验室安全
实验事故处理：熟悉实验事故处理流程，及时报告和处理事故
实验步骤：原料准备、反应器设置、温度控制、压力控制等
实验目的：了解合成氨工艺的基本原理和操作流程
实验材料：氨气、氢气、氮气、催化剂等
化学反应动力学：研究化学反应速率和反应机理
热力学函数：如内能、焓、熵、吉布斯自由能等，描述系统状态和变化
热力学平衡：系统达到平衡状态，各物理量保持恒定
化学反应热力学：研究化学反应的热力学性质，如反应焓变、熵变等
热力学第一定律：能量守恒定律，描述能量转换和守恒关系
热力学第二定律：熵增原理，描述系统自发过程和热力学平衡
热力学第三定律：绝对零度，描述系统在绝对零度下的性质
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
传递方式：扩散、对流、传导、辐射等
传递过程：物质、能量、信息的传递过程
传递速率：与温度、浓度、压力等因素有关
传递效率：影响因素包括传递方式、传递介质等
Байду номын сангаас
流体力学基本概念：流体、流速、压力、流量等
流体力学基本定律：伯努利方程、连续性方程等
实验准备：了解实验目的、原理、步骤和注意事项
PPT,a click to unlimited possibilities
01
02
03
04
化学工艺学：研究化学工业生产过程中化学反应、物质分离、产品合成等过程的科学
研究对象：化学工业生产过程中的化学反应、物质分离、产品合成等过程
研究内容：化学反应原理、物质分离方法、产品合成技术等
实验前准备：熟悉实验流程，了解实验危险性
实验中操作：遵守实验操作规程，注意安全防护
实验后处理：妥善处理实验废弃物，确保实验室安全
实验事故处理：熟悉实验事故处理流程，及时报告和处理事故
实验步骤：原料准备、反应器设置、温度控制、压力控制等
实验目的：了解合成氨工艺的基本原理和操作流程
实验材料：氨气、氢气、氮气、催化剂等
化学反应动力学：研究化学反应速率和反应机理
热力学函数：如内能、焓、熵、吉布斯自由能等，描述系统状态和变化
热力学平衡：系统达到平衡状态，各物理量保持恒定
化学反应热力学：研究化学反应的热力学性质，如反应焓变、熵变等
热力学第一定律：能量守恒定律，描述能量转换和守恒关系
热力学第二定律：熵增原理，描述系统自发过程和热力学平衡
热力学第三定律：绝对零度，描述系统在绝对零度下的性质
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
传递方式：扩散、对流、传导、辐射等
传递过程：物质、能量、信息的传递过程
传递速率：与温度、浓度、压力等因素有关
传递效率：影响因素包括传递方式、传递介质等
Байду номын сангаас
流体力学基本概念：流体、流速、压力、流量等
流体力学基本定律：伯努利方程、连续性方程等
实验准备：了解实验目的、原理、步骤和注意事项
化学工艺学-1概论
塔
水的物料衡算式 VWF = VWE + W
干气体（VE）
36
连续过程的物料衡算
一般表示式为：
系统中积累 = 输入 – 输出 + 生成 – 消耗 稳态过程时
输入 = 输出 – 生成 + 消耗 无化学反应的稳态过程
输入 = 输出
37
（3）高分子化学工业 合成塑料及树脂、合成纤维、合成橡胶
（4）精细化学工业 试剂、催化剂、助剂、添加剂、活性剂、染料、颜料、香料、 涂料、农药、医药等
（5）生物化学工业 有机酸、生物农药、饲料蛋白、抗生素、维生素、疫苗等
3
1.1 化学工业的分类及特征
1.1.1 化学工业的分类
❖ 按原料分类：
（1）石油化工 以石油和天然气为原料的化学工业
18
1.2 化工原料、产品及其工艺
1.2.3 煤及其加工工艺
❖主要成分：碳、氢和氧，并含有少量的氮、硫、磷等杂原子。
煤的种类 泥煤 褐煤 烟煤 无烟煤
不同煤的主要元素组成
C，wt% 60~70 70~80 80~90 90~98
H，wt% 5~6 5~6 4~5 1~3
O，wt% 25~35 15~25 5~15
12
1.2 化工原料、产品及其工艺
13
1.2 化工原料、产品及其工艺
1.2.2 天然气及其加工工艺
主要成分：气态烃类，还含有少量的二氧化碳、氮气和硫化 物等杂质。
来源：伴生气和非伴生气。伴生气是伴随石油共生，通称为 油田气；非伴生气为单独的气田资源，纯气田的天然 气主要成分是甲烷。
干气：每m3气体中C5以上重质烃含量低于13.5 cm3（液体） 湿气：每m3气体中C5以上重质烃含量高于13.5 cm3（液体）
化学工艺学教学概论ppt课件
第1章 概论
.;;
学时安排
54学时 周三 1-2节 （9710） 周四 1-2节 (9501)（单周）
教材：刘晓勤，化学工艺学，化学工业出版社， 2010.
2021/5/7
.;;
2
教学组织
课程根据化学工业的结构特点，以典型化工产 品为主线组织教学，共介绍6类：合成气及衍生 品、硫酸；石油炼制、烃类热裂解及分离；烯烃 为原料的化学品；芳烃为原料的化学品。每一个 均介绍典型产品的生产原理（包括主副反应、反 应机理、催化剂组成等），工艺条件（包括从热 力学和动力学上分析影响因素和寻找最佳工艺条 件）和工艺流程与设备（包括反应器选型、组织 原则、生产方法比较及最新进展）。
2021/5/7
3.;1;
1.3 化工原料、产品及其工艺
1.3.3 天然气及其加工工艺
主要成分：气态烃类（烷烃 CH4, C2H6） ，还含有少量的二 氧化碳、氮气和硫化物等杂质。
来源：伴生气和非伴生气。伴生气是伴随石油共生，通称为 油田气；非伴生气为单独的气田资源，纯气田的天然 气主要成分是甲烷。
硝酸制造
橡胶工业
玻璃陶瓷工业
水泥工业
石油工业
电镀工业
染料工业
燃料化学工业
放射化工
数十种化学工
艺
学
Ⅰ阶段
流体输送
沉
降
过
滤
离心分离
搅
拌
固体流态化
加
热
冷
却
蒸
发
蒸馏 吸收 吸附 萃取 干燥 结晶 膜分离
Ⅱ阶段 1918 年
动量传递
热量传递
质量传递 Ⅲ阶段 1960 年
化工传递过程
反应工程学 Ⅳ阶段 1970 年
.;;
学时安排
54学时 周三 1-2节 （9710） 周四 1-2节 (9501)（单周）
教材：刘晓勤，化学工艺学，化学工业出版社， 2010.
2021/5/7
.;;
2
教学组织
课程根据化学工业的结构特点，以典型化工产 品为主线组织教学，共介绍6类：合成气及衍生 品、硫酸；石油炼制、烃类热裂解及分离；烯烃 为原料的化学品；芳烃为原料的化学品。每一个 均介绍典型产品的生产原理（包括主副反应、反 应机理、催化剂组成等），工艺条件（包括从热 力学和动力学上分析影响因素和寻找最佳工艺条 件）和工艺流程与设备（包括反应器选型、组织 原则、生产方法比较及最新进展）。
2021/5/7
3.;1;
1.3 化工原料、产品及其工艺
1.3.3 天然气及其加工工艺
主要成分：气态烃类（烷烃 CH4, C2H6） ，还含有少量的二 氧化碳、氮气和硫化物等杂质。
来源：伴生气和非伴生气。伴生气是伴随石油共生，通称为 油田气；非伴生气为单独的气田资源，纯气田的天然 气主要成分是甲烷。
硝酸制造
橡胶工业
玻璃陶瓷工业
水泥工业
石油工业
电镀工业
染料工业
燃料化学工业
放射化工
数十种化学工
艺
学
Ⅰ阶段
流体输送
沉
降
过
滤
离心分离
搅
拌
固体流态化
加
热
冷
却
蒸
发
蒸馏 吸收 吸附 萃取 干燥 结晶 膜分离
Ⅱ阶段 1918 年
动量传递
热量传递
质量传递 Ⅲ阶段 1960 年
化工传递过程
反应工程学 Ⅳ阶段 1970 年
《化学工艺学》绪论 ppt课件
原子经济性和环境因子从本质上反映了其合成工艺是否最大限度地利 用了资源，是否可以有效避免废物的产生和由此带来的环境污染。
例题：制取苯乙烯的方法有甲苯为原料和以乙烯和苯为原料两种方法， 试比较两种方法的原子经济性。
ppt课件 14 14
2.3.3 转化率
转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 转化率=（已转化的原料的量/原料的总量×100%） 转化率表征原料的转化程度，反应了反应进度。
注意：单一物质的浓度改变只是改变正反应或逆反应中一个反应的反应速率 而导致正逆反应速率不相等，而导致平衡被打破。
ppt课件
19 19
2.4.3 压力的影响
对于气体反应物和气体生成物分子数不等的可逆反应来说， 当其它条件不变时，增大总压强，平衡向气体分子数减少即气体体积缩小的
方向移动；减小总压强，平衡向气体分子数增加即气体体积增大的方向移动。
ppt课件 精馏、结晶、过滤和干燥 11 11
2.2
化工生产的技术指标
2.2.1 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， 或在单位时间内所处理的原料量。单位为：kg/h、t/d或kt/a。
2.2.2 生产强度
生产强度是指设备在单位特征几何量上生产能力。 即设备单位体积的生产能力，kg/(h· m3) ，或单位面积的生产能力，kg/(h· m2)。 该指标用于比较那些相同反应过程或物理加工过程的设备或装置的优势。
第一章
1.1 1.1.1 石油化工的概念
绪论
化学工艺学（石油化工工艺学）的研究范畴
以石油和天然气为原料，通过一系列物理、化学加工过程最终生产出化工 产品的工业称作石油化学工业，简称石油化工，它属于化学工业的一部分。
例题：制取苯乙烯的方法有甲苯为原料和以乙烯和苯为原料两种方法， 试比较两种方法的原子经济性。
ppt课件 14 14
2.3.3 转化率
转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 转化率=（已转化的原料的量/原料的总量×100%） 转化率表征原料的转化程度，反应了反应进度。
注意：单一物质的浓度改变只是改变正反应或逆反应中一个反应的反应速率 而导致正逆反应速率不相等，而导致平衡被打破。
ppt课件
19 19
2.4.3 压力的影响
对于气体反应物和气体生成物分子数不等的可逆反应来说， 当其它条件不变时，增大总压强，平衡向气体分子数减少即气体体积缩小的
方向移动；减小总压强，平衡向气体分子数增加即气体体积增大的方向移动。
ppt课件 精馏、结晶、过滤和干燥 11 11
2.2
化工生产的技术指标
2.2.1 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， 或在单位时间内所处理的原料量。单位为：kg/h、t/d或kt/a。
2.2.2 生产强度
生产强度是指设备在单位特征几何量上生产能力。 即设备单位体积的生产能力，kg/(h· m3) ，或单位面积的生产能力，kg/(h· m2)。 该指标用于比较那些相同反应过程或物理加工过程的设备或装置的优势。
第一章
1.1 1.1.1 石油化工的概念
绪论
化学工艺学（石油化工工艺学）的研究范畴
以石油和天然气为原料，通过一系列物理、化学加工过程最终生产出化工 产品的工业称作石油化学工业，简称石油化工，它属于化学工业的一部分。